Aula 05 - Núcleo e Estrutura genética

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Núcleo e Estrutura genética 
(DNA e RNA)
Profª MScª Acidália Carine Vieira Santos
Núcleo Celular
• Se encontra o material genético e tem a função 
de controla as atividades metabólicas.
• Na interfase (não esta se dividindo)
1. Carioteca - envoltório nuclear, formada 
por duas membranas com poros. Pode 
haver intercâmbio de substâncias entre o 
núcleo e o citoplasma. 
2. Nucleoplasma, Cariolinfa ou Suco 
Nuclear- é uma massa incolor constituída 
principalmente de água e proteínas.
3. Nucléolo - É um corpúsculo esponjoso e 
desprovido de membranas, que se encontra 
em contato direto com o suco nuclear, rico 
em RNA ribossômico.
Núcleo Celular 
4. Cromatina - É o material genético, 
com proteínas e moléculas de DNA. 
É um emaranhado de filamentos longos e 
finos, denominados cromonemas.
 Apresentam regiões condensadas 
chamadas de heterocromatinas, e 
regiões distendidas chamadas 
eucromatinas.
São chamados de cromossomos durante 
a divisão celular, pois os cromonemas 
espiralizam-se, tornando-se mais curtos e 
mais grossos.
Cromossomos
• Os são estruturas filamentosas localizadas no interior do núcleo
das células que contém os genes.
• Os cromossomos só aparecem quando a célula está em divisão,
meiose ou mitose.
• Possuem estrutura filiforme, em forma de cadeia linear, mais ou
menos alargada.
• São compostos por ácidos nucléicos e proteínas.
Os genes: São responsáveis pela transmissão 
das características hereditárias.
Estrutura do Cromossomo
Classificação dos Cromossomos
• Metacêntricos : centrômero no centro e braços 
iguais
• Acrocêntricos: centrômero na extremidade
• Submetacêntrico: centrômero está em uma 
posição intermediária
• Telocêntrico: centrômero em posição terminal –
não é encontrado na espécie humana
Cromossomos
• Todas as células do nosso corpo são diploides
Possuem dois cromossomos de cada tipo (mãe e do pai)
 23 pares de cromossomos 
• Apenas os gametas masculinos e femininos possuem um cromossomo 
de cada tipo, dizemos que ela é haplóide
Cada gameta tem 23 cromossomos
SER HOMEM
2n = 46 cromossomos
n = 23 cromossomos
Ácidos Nucleicos
• Os Ácidos Nucléicos são chamados assim devido ao
seu caráter ácido e por terem sido originalmente
descobertos no núcleo das células
• São formados por monômeros de nucleotídeos ligados
entre si - São macromoléculas chamadas
polinucleotídeos
• Existem dois tipos de Ácidos Nucléicos:
1. DNA (Ácido Desoxirribonucléico)
2. RNA (Ácido Ribonucléico)
Ácidos Nucleicos
• DNA: Armazenamento da informação genética
• RNA: várias funções
RNA ribossomal (rRNA): Faz parte da constituição dos ribossomos. É
nos ribossomos que a sequência de bases do RNA mensageiro é
interpretada e a proteína, de fato, sintetizada.
RNA mensageiro (mRNA): é o responsável por levar a informação do
DNA do núcleo até o citoplasma, onde a proteína será produzida.
RNA transferência (tRNA): É o responsável por transportar os
aminoácidos que serão utilizados na formação das proteínas até os
ribossomos, onde haverá de fato a síntese das proteínas.
Composição Química
• São compostos por monômeros chamados nucleotídeos.
• Estrutura de um nucleotídeo:
 1 Ácido Fosfórico;
 1 Pentose;
 1 Base Nitrogenada.
Açúcar
Nucleosídeo não tem o fosfato.
Nucleotídeo
P
Pentose
Base Base nitrogenadaFosforo
Nucleotídeos
• Bases Nitrogenadas:
 Purínicas: Todas são compostas por um anel aromático
duplo (anel purina). As principais presentes no ácido nucléico
são:
- Adenina (A) - Guanina (G)
Uracila(U)
Nucleotídeos
• Bases Nitrogenadas:
Pirimidínica: compostos por um anel heterocíclico. As 
principais presentes no ácido nucléico são:
Citosina (C)Timina (T) 
Nucleotídeos
Pentose:
Ácido fosfórico – composto de fósforo, oxigênio 
e hidrogênio. Ligada a pentose por uma ligação 
fosfodiester no carbono 5’
DNA x RNA
Diferenças
principais:
DNA RNA
Pentose Desoxirribose Ribose
Bases 
nitrogenadas
Purinas: Adenina 
e Guanina
Pirimidinas:
Citosina e Timina
Purinas:Adenina e
Guanina
Pirimidinas:
Citosina e Uracila
Estruturas
Duas cadeias 
Helicoidais
Uma cadeia
Função
Informação 
genética
Síntese de 
proteínas
DNA
• Características Gerais:
Pentose: desoxirribose
Bases nitrogenadas: A, T, C e G
O código genético é justamente a leitura destas
sequências, a qual especifica a sequência linear dos
aminoácidos das proteínas.
Pontes de hidrogênio
DNA
• Estrutura do DNA - Watson-Crick, 1953;
• 2 cadeias independentes: Dupla hélice
(antiparalelas) de DNA;
• Complementariedade das bases: Regra de Chargaff
– igualdade das concentrações de bases.
A = T
C G
• Eixo externo hidrofílico - desoxiribose + fosfato;
• Interior hidrofóbico - Bases nitrogenedas;
T
DNA
• Estrutura primária – A ordem da base na sequência polinucleotídica; A 
sequência de base do esqueleto pentose-fosfodiester
DNA
• Estrutura secundária – o arranjo ordenado das fitas 
de ácido nucléico. O modelo da dupla hélice da 
estrutura secundária proposta por Watson-Crick, 
1953
DNA
• O DNA - formado por milhares de nucleotídeos ligados entre si
através de ligações 5’, 3’-fosfodiéster;
• O sentido da cadeia é sempre do 5’  3’
• São moléculas complementares e antiparalelas
OH
3’
5’
5’ 5’ 5’ 5’ 5’
3’ 3’ 3’ 3’ 3’
T
A
Fósforo pentose
Base 
nitrogenada
A
n
im
a
ç
ã
o
 d
a
 f
o
r
m
a
ç
ã
o
 d
e
 u
m
 t
r
e
c
h
o
 d
o
 
D
N
A
.
Imagem : USDA/ 
ud Federal Govt., 
USDA
DNA
Estrutura terciária - Arranjo tridimensional dos ácidos nucléicos, também
chamado de super-enrolamento. As proteínas histonas atuam firmemente
ligadas ao DNA, tornando-o condensado.
Fluxo de Informação Genética 
Transferência do Material Genético
• Replicação: 
É o processo de duplicação do 
material genético
Copia a partir de um molécula 
original (DNA)
• Importância:
 Transmitir material genético para as 
células filhas 
Manter as informações sobre o 
individuo ou sobre a espécie 
Replicação
• É semiconservativa
• A nova dupla fita de DNA Contém a fita 
original e uma nova fita
• É bidirecional 
Características da Replicação
• É semi-descontinua
• Continua em uma das fitas 
• Descontinua na outra fita
Forma os fragmentos okasaki
• 5’  3’
Processo de Replicação
1. Abertura da dupla fita ( Proteína helicase)
2. Torção da dupla fita
3. Proteção da fita simples
4. Adição dos nucleotídeos 
5. União do fragmento de Okasaki
(Eucarioto)
DNA Girase ( procarioto) ou 
Vídeo
Transcrição
• É o processo de obtenção de moléculas de RNA
• A molécula de DNA é usada como molde para formação do RNA, 
mas isso só ocorre em alguns trechos da molécula de DNA que, na 
maioria das vezes, codifica uma proteína, chamados de gene, pois 
há genes, que formarão moléculas de RNAt ou RNAr, uma vez 
que só o RNAm contém a informação que determina a sequência 
de aminoácidos de uma proteína.
• A fita molde do RNA terá a substituição da T por U
• cada 3 nucleotídeos = a um códon  correspondem a um 
aminoácido específicos
Éxons: são as regiões que 
contém informação para 
codificar a proteína
Íntrons: são as regiões que 
NÃO são codificadoras e são 
removidas no processamento 
do mRNA
PROMOTOR FIM
FRAGMENTO DE UMA MOLÉCULA DE DNA
GENE é um trecho de DNA que na maioria das vezes codifica uma proteína 
A região promotora que
indica a sequência de gene
que se ligará a enzima
responsável pelo processo
de TRANSCRIÇÃO; a RNA
polimerase (Enzima).
http://pt.wikipedia.org/wiki/Enzima
A região promotora que indica 
o término do processo
de TRANSCRIÇÃO do RNA e a 
dissociação da RNA 
polimerase.
5’
3’
3’
5’
PONTES DE HIDROGÊNIO
CLIQUE PARA CONTINUAR A ANIMAÇÃO
http://pt.wikipedia.org/wiki/Enzima
BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio)
Os ácidos nucléicos e o código genético
QUEBRA DAS LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO 
ENTRE AS DUAS CADEIAS DE DNA
SEPARAÇÃO DAS FITAS DE DNA
‘
A G C T A T C T FIMPROMOTOR
5’ T C G A T A G A3’
5’3’
CLIQUE PARA CONTINUAR A ANIMAÇÃO
A
Liberação da RNA 
polimerase
U
C G
A
U
A
G
RNA 
POLIMERASE
Reconhece o 
gene 
promotor
PROMOTOR FIM
RIBONUCLEOTIDEO
U C G A U A G A
A G C T A T C T
NOVA MOLÉCULA DE RNA FORMADA
3’ 5’
CLIQUE PARA CONTINUA A ANIMAÇÃO
Síntese da molécula de RNA 
PROMOTOR FIM
RESTABELECIMENTO DAS PONTES DE HIDROGÊNIO 
ENTRE AS DUAS CADEIAS DE DNA
A G C T A T C T
U C G A U A G AT C G A T A G A
NOVA FITA DE RNAm 
5’ 3’
3’ 5’
5’ 3’
O DNA FOI USADO COMO MOLDE PARA FORMAÇÃO DA MOLÉCULA DE RNA
BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio)
Os ácidos nucléicos e o código genético
ÉXONS
5’ 3’
3’ 5’
5’ 3’ÉXONS ÍNTRON
ÍNTRON
ÍNTRON
ÍNTRON
ÍNTRON
ÍNTRONÉXONS
ÉXONS ÉXONS
ÉXONS
A célula retira os íntrons e religa os éxons, e esses que vão para tradução 
TRANSCRIÇÃO
ÉXONS3’ ÍNTRON ÍNTRON ÍNTRONÉXONS ÉXONS
ÍNTRONS REMOVIDOS POR SPLICING
RNA mensageiro editado
5’
Éxons: sequência 
que 
codifica 
uma proteína.
Íntron: sequência 
que nada codifica .
RNAm