Biologia Molecular - Aula 03

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Aula 3. Organização Gênica em 
Eucarionte II
Cromatina e histonas
Cromosssomo
Estrutura do RNA (principais 
diferenças com o DNA)
DNA, cromatina e cromossomo.
DNA, cromatina e cromossomo.
LOCALIZAÇÃO DO DNA NO 
CONTEXTO CELULAR
Proteínas histonas e 
não histonas
Condensação da Fibra de Cromatina
Vários níveis de 
condensação
Molécula de DNACromatina = Histonas + Ptns Não-Histonas + DNA
Composição da CROMATINA
✓ DNA
✓ Proteínas
• básicas, chamadas histonas. 5 classes: H1, H2a, H2b, H3 e H4
• acídicas, chamadas de proteínas não histonas.
✓Subunidades: nucleossomos
Os octâmeros de histonas protegem o
segmento de DNA no centro do
nucleossomo contra a clivagem
(quebra) por nucleases
A histona H1 estabiliza duas voltas
completas de DNA , na superfície do
octâmero de histonas.
Composição da CROMATINA
✓Subunidades: nucleossomos
Composição da CROMATINA
✓Subunidades: nucleossomos
• Nucleossomo é o componente básico estrutural da cromatina de eucariotos
• Composição do Nucleossomo: centro do nucleossomo (146pb de nucleotídeos
+ octâmero de histonas), DNA de ligação, uma molécula de histona H1
(estabiliza duas voltas completas de DNA) e proteínas não histonas
Nucleossomos (diâmetro 11nm)
1º nível de compactação dos cromossomos
“Colar de contas”: cada conta = centro do nucleossomo
Octâmero de Histonas
Fibra de Cromatina (diâmetro 30nm)
2º nível de compactação
DNA
Cromossomos
Genoma
Cada molécula de DNA é compactada em
cromossomos que são 10.000 vezes menores
• DNA polímero de nucleotídeos, contém as informações genéticas;
• Cromossomomolécula de DNA compactada (DNA + PTNS);
• Genoma conjunto de cromossomos de dada espécie;
• Genoma Humano 46 cromossomos
✓ 22 pares de cromossomos autossômicos
✓ 1 par de cromossomos sexuais
✓ Total: 3,2 bilhões de pares de bases
A cada divisão a célula deve copiar seu genoma e transmití-lo às células filhas
RNA: aspectos funcionais
✓Transferência da informação genética
✓ RNA serve de molde para a síntese de proteínas ou ser o próprio produto
final (Ex.: RNAr, RNAt, etc);
✓ Para alguns grupos de vírus: armazenamento da informação genética
✓Nos vírus de RNA: o RNA se replica
✓Nos retrovírus : ocorre a transcrição reversa do RNA
RNA: aspectos funcionais
✓ Alguns RNAs podem atuar como enzimas: apresentam
atividade catalítica, comportando-se como enzimas. São
chamados de ribozimas.
✓ Atuam no processamento do RNAm e são capazes de cortar e
remover sequências específicas de sua própria molécula ou de
outros RNAs.
Características químicas do RNA
✓ Fita simples de 65 – 200.000 nucleotídeos.
✓ Se o RNA não tem outra fita complementar, a regra de chargaff não
se aplica. Logo, A+G ≠U+C.
✓A sequência do RNA é complementar a um trecho de uma das fitas
de DNA.
RNA: principais tipos e suas funções na célula
RNA: aspectos estruturais
✓ Apresenta estrutura helicoidal
✓ O RNA pode formar um híbrido pareando com uma
fita de DNA ou com outra fita de RNA por
complementaridade.
RNA de transferência (RNAt)
✓ 15% do RNA celular
✓ Funções:
✓ ativam os aminoácidos , favorecendo a formação das ligações
peptídicas. Os AAs ativados são, então, transportados para os
ribossomos, onde são transferidos para a cadeia polipeptídica;
✓ Reconhecem a informação no RNAm, nos códons, assegurando
que o aminoácido correto seja incorporado.
✓ Existe um RNAt específico para cada AA.
✓ Formato: folha de trevo
RNA de transferência (RNAt)
RNA ribossomal (RNAr)
✓ 80% do RNA celular
✓A síntese de proteínas ocorre nos ribossomos. A porção de RNA
nos ribossomos constitui 60-65% do peso total do ribossomo. Os
ribossomos tem duas subunidades (maior e menor).
✓ Cada subunidade é formada 1-3 moléculas de RNAr e inúmeras
proteínas.
RNA mensageiro (RNAm)
✓ 5-10% do RNA celular
✓ As sequencias de bases do RNAm determinam a ordem de AAs
nas proteínas sintetizadas.
✓ Tamanho variado, uma vez que codificam proteínas dos mais
diversos tamanhos.
✓ Os detalhes sobre a sua síntese (transcrição) e processamento
serão vistos em aulas futuras.
Aula 3. ORGANIZAÇÃO GÊNICA 
EM PROCARIOTOS
•Proteínas HU
• DNA circular (cromossomo)
• Plasmídeos
•Origem de Replicação
Cromossomo único → dsDNA circular
Exceções Lineares
Streptomyces 
lividans
Rhodococcus 
fasciens
Espiroquetas 
(Borrelia)
Organização gênica procariotos
◙ Cromossomo
• O cromossomo bacteriano é organizado em uma estrutura
compacta, conhecida como nucleóide, por interação do DNA
com proteínas e RNA.
• Várias proteínas se ligam ao DNA para compactá-lo: proteína
HU. Outra proteína, a H1, também se liga ao DNA, interagindo
preferencialmente com seqüências que estão dobradas.
• Quando observado ao microscópio, o nucleóide pode ser visto
como um aglomerado compacto que ocupa cerca de um terço
do volume da célula.
Empacotamento do DNA
cromossomal
Empacotamento do DNA cromossomal
O cromossomo de E. coli está organizado em cerca de 50 a 100
alças; cada uma delas é superespiralada independentemente
Superespiralamento do DNA cromossomal
Ex.: fio do telefone
• Ás vezes, o fio se enrola sobre ele mesmo, ficando mais curto.
• Esse enrolamento é uma superespira, pois o fio do telefone já é
uma espira, e sobre ela foi formada outra. Assim, o
superespiralamento significa o espiralamento de uma espiral.
PROCARIOTO
◙ Cromossomo de E. coli
• Molécula de DNA fita dupla circular de 4,2 X 10³ pb.
• Por ser capaz de se auto-duplicar, o cromossomo bacteriano é
considerado um replicon.
• Sua estrutura compacta dedica-se quase que exclusivamente à
codificação de proteínas (genes estruturais).
• Constituídos por uma molécula de DNA fita dupla circular.
• Elementos extra-cromossomais com capacidade de replicação autônoma,
ou seja, se replicam independentemente do cromossomo bacteriano e da
divisão da bactéria.
• Por isso, e por não transportarem genes do cromossomo bacteriano nem
essenciais à sobrevivência da bactéria, os plasmídios são considerados
elementos genéticos acessórios;
• Possuem de mil a mais de 30 mil pb. São, portanto, dez a mil vezes
menores que o cromossomo bacteriano.
• Uma bactéria pode transportar de um a vários
plasmídios diferentes, ou mesmo não transportar nenhum.
DNA extra cromossomal: Plasmídeos
DNA extra cromossomal: Plasmídeos
• Conferem vantagens adaptativas às bactérias que os possuem.
→ produção de toxinas
→ produção de adesinas (complexos protéicos que reconhecem e se ligam
a receptores também protéicos na superfície da célula do hospedeiro,
permitindo sua aderência ao hospedeiro)
• Conferem resistência a múltiplos antibióticos (tornam problemático o
tratamento de determinadas infecções.)
DNA extra cromossomal: Plasmídeos
• As bactérias não constroem seus próprios plasmídios; elas os
adquirem através do fenômeno da conjugação bacteriana, no qual uma
bactéria transportando um plasmídio o transfere para outra bactéria,
mantendo para si uma cópia dele.
• Os plasmídios podem ser usados como veículos para a clonagem
molecular, pois contêm os elementos necessários para sua replicação e
pelo menos um gene que confere resistência a antibióticos.
Ori C: encontrado tanto
nos plasmídeos quanto
no DNA cromossomal