Aula 05_Núcleo celular e ácidos nucleicos

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Núcleo celular
Componentes, ácidos nucleicos e 
processamento da informação genética
Profa. Dra. Mariana Cristina Cabral Silva
Célula
Núcleo Cromossomo
NÚCLEO
DOGMA CENTRAL
GENÉTICA
GENÉTICA
➢ Estrutura presente nas células eucarióticas,
que armazena a maior parte do DNA de uma
célula.
➢ Importância: 
▪ Armazena as informações genéticas de
uma célula;
▪ Controla o metabolismo celular.
Núcleo interfásico: núcleo de uma célula 
que não se encontra em divisão 
Intérfase = intervalo entre as divisões 
celulares
NÚCLEO CELULAR INTERFÁSICO
➢ Forma, localização e número de núcleos;
➢ Geralmente único, com forma esférica e
localizado no centro da célula.
Célula muscular multinucleada 
(núcleos periféricos e achatados) Glóbulos brancos com núcleos 
de diferentes formatos e 
glóbulos vermelhos anucleados
Células epiteliais contendo 
núcleo ovoide e basal
NÚCLEO CELULAR INTERFÁSICO
✓ Envoltório Nuclear 
(carioteca)
✓ Nucleoplasma
✓ Nucléolo
✓ Cromatina
NÚCLEO CELULAR INTERFÁSICO
http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:Nucleus_ER.png
• Processos: 
– Síntese de DNA (replicação); 
– Síntese de RNA (transcrição); 
– Processamento de RNA (splicing); 
– Montagem das subunidades ribossomais.
NÚCLEO CELULAR 
➢ Separa o conteúdo do núcleo do restante 
do citoplasma;
➢ Formado por duas membranas:
▪ Interna (presença da lâmina nuclear =
filamentos proteicos que sustenta e
mantém a forma do núcleo);
▪ Externa (contínua com o retículo
endoplasmático rugoso e contendo
ribossomos associados);
▪ Espaço ou Cisterna perinuclear
(entre as duas membranas
nucleares).
CARIOTECA 
➢ Poros nucleares: orifícios que atravessam o envoltório nuclear,
estabelecendo conexão entre o interior do núcleo e o citoplasma;
➢ Permite o transporte bidirecional de pequenas e de macromoléculas
(seletivo).
CARIOTECA 
POROS NUCLEARES 
POROS NUCLEARES 
POROS NUCLEARES 
➢ Estrutura densa, esférica, não delimitada por membrana e geralmente única,
presente no interior do núcleo celular.
NUCLÉOLO 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:Nucleus_ER.png
➢ Constituído por um segmento curto de DNA (DNAr) que contém os códigos
para a formação do RNAr, presente nos ribossomos, além de proteínas;
➢ Importância: produção dos ribossomos presentes no citoplasma.
NUCLÉOLO 
➢ Solução aquosa que preenche os espaços no interior do núcleo, envolvendo o nucléolo e
os filamentos de cromatina;
➢ Possui propriedades semelhantes ao citosol;
➢ Contém água, íons, nucleotídeos, proteínas, principalmente enzimas que participam da
duplicação e da transcrição.
NUCLEOPLASMA 
CROMATINA
CROMATINA
Eucromatina:
✓ Cromatina no estado mais
relaxado;
✓ Genes.
Heterocromatina:
✓ Cromatina compactada;
✓ Telômero e Centrômero.
Cromossomos interfásicos
Eucromatina e Heterocromatina 
CROMATINA
CROMATINA
CROMATINA
❖ Heterocromatina sexual ou Corpúsculo
de Barr (um dos cromossomos X do par
sexual feminino inativo).
CROMATINA
❖ Heterocromatina sexual ou Corpúsculo de Barr
CROMOSSOMOS
CROMOSSOMOS
CROMOSSOMOS
CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS
CROMOSSOMOS
CROMOSSOMOS
CROMOSSOMOS
CROMOSSOMOS
CARIÓTIPO HUMANO
CARIÓTIPO CANINO
CARIÓTIPO EQUINO
CARIÓTIPO BOVINO
CROMOSSOMOS
Células Germinativas
Haploides (23 cromossomos)
Com todo esse 
tamanho, como o 
DNA cabe na célula?
HISTONAS
GENES
- Genética Clássica → unidade fundamental da
hereditariedade.
- Genética Moderna → trecho de DNA que codifica um
polipeptídeo.
O pool de genes ou pool genético de uma espécie ou população
traduz-se no conjunto completo de alelos únicos, que podem ser
encontrados no material genético de cada um dos organismos vivos
de tal espécie ou população.
GENES
Região regulatória + éxons + íntrons
GENES
GENES
GENES
100.00033.000Homem
13.60013180Drosophila
19.0992597C. elegans
5.8857012S. cerevisiae
4.288904,6E. coli
Número de 
genes
Seqüências que 
codificam 
proteínas (%)
Tamanho do 
genoma (Mb)
Organismo
100.00033.000Homem
13.60013180Drosophila
19.0992597C. elegans
5.8857012S. cerevisiae
4.288904,6E. coli
Número de 
genes
Seqüências que 
codificam 
proteínas (%)
Tamanho do 
genoma (Mb)
Organismo
✓Cada gene ocupa um lugar definido no
cromossomo;
✓Este lugar definido é denominado locus gênico;
✓Alelo: variação dos genes;
✓Os cromossomos existem aos pares = cromossomos 
homólogos (um herdado do pai e o outro da mãe), 
nas células somáticas.
LOCUS GÊNICO
✓Genes que ocupam o mesmo locus
em cromossomos homólogos 
determinam o mesmo caráter.
✓Exemplo: a cor de uma semente 
(caráter) é determinada por dois 
alelos que condicionam a coloração 
amarela ou verde.
GENES ALELOS
✓Indivíduo que possui os dois 
genes iguais em um certo locus, 
sendo considerado puro para o 
caráter. 
✓O genótipo do homozigoto é 
representado por duas letras 
iguais (AA, aa; BB, bb...).
HOMOZIGOTO
✓Quando para uma 
determinada característica os 
alelos são diferentes em um 
certo locus.
✓Cada um deles determina um 
fenótipo diferente para o 
caráter considerado; são os 
chamados híbridos (Aa).
HETEROZIGOTO
✓É o patrimônio genético de um indivíduo presente em suas 
células, e que é transmitido de uma geração para outra;
✓Informações para produção de proteínas funcionais → vão 
originar características observáveis;
✓Alelos que definem as características;
✓Não podemos ver o genótipo de um indivíduo, mas este pode 
ser deduzido através de cruzamento, teste ou da análise dos 
parentais e descendentes. 
GENÓTIPO
✓É a expressão exterior (observável ou não) do genótipo + a ação 
do meio ambiente;
✓Características observáveis em um organismo;
✓Muitas vezes a influência ambiental provoca manifestações de 
fenótipo diferentes do programado pelo genótipo;
✓O fenótipo é determinado pelo genótipo (genes).
FENÓTIPO
FENÓTIPO
F = G + A
Fenótipo é igual ao genótipo do indivíduo mais a ação do
ambiente.
– Ex.: cor de pele, textura do cabelo, tipo sanguíneo, etc.
FENÓTIPO
FENÓTIPO vs. GENÓTIPO
FENÓTIPO vs. GENÓTIPO
✓Mutações: Modificação súbita e hereditária no conjunto gênico de
um organismo.
✓Mutante: Todo organismo que exibe uma forma diferente de seus
ascendentes, resultado da presença de uma mutação.
MUTAÇÕES
GENOMA
GENOMA HUMANO
Projeto Genoma Humano: 1990
Objetivos do Projeto Genoma Humano:
• Identificar e mapear cerca de 80 mil genes que se
calculava existirem no DNA das células do corpo;
• Determinar as sequências dos 3 bilhões de bases químicas
que compõem o DNA;
• Armazenar essa informação em bancos de dados,
desenvolver ferramentas eficientes para analisar esses
dados e torná-los acessíveis para novas pesquisas biológicas.
Quais os países que participaram deste projeto?????
- 18 países iniciaram programas de pesquisas sobre o genoma humano.
GENOMA HUMANO
Em 1998, oito anos depois, chegou-se aos seguintes resultados:
- Mapeamento genético: mais de 7000 genes foram mapeados a 
cromossomos particulares. 
- Sequenciamento: Mais de 4% das bases do genoma humano foi 
seqüenciado.
Até este ponto, o Projeto Genoma havia se concentrado mais em 
desenvolver tecnologia eficiente para sequenciamento de DNA do 
que propriamente em fazer um sequenciamento de larga-escala.
Em 2003, o consórcio internacional que constituiu o Projeto Genoma Humano anunciou 
oficialmente a conclusão do sequenciamento dos 3 bilhões de bases do DNA da espécie 
humana, e que o número de genes existentes não chega a 40 mil.
GENOMA HUMANO
◼ Conhecer os genes que contribuem para a formação de doenças, que envolvem um
fator genético, levará a uma mudança na prática médica. Assim, será dada ênfase à
prevenção de doenças, ao invés do tratamento do doente.
◼ Prevenção Doenças: Mal de Alzheimer, hipertensão, obesidade, artrite reumática, câncer
de mama e ovário, osteoporose, câncer do cólon, doenças cardiovasculares, Mal de
Parkinson e calvície.
Novas tecnologias clínicas deverão surgir
baseadas nos diagnósticos de DNA.Novas terapias baseadas em novas classes
de remédios.
Produção de novas drogas medicinais por
organismos geneticamente alterados.
Possível substituição de genes defeituosos
por Terapia Gênica.
GENOMA HUMANO
“A maior conclusão deste grande projeto foi 
explicar que a complexidade do ser humano 
está baseada na codificação de diferentes 
proteínas e não no número de genes”
GENOMA HUMANO
GENOMA
❑ Genoma dos eucariotos é maior que dos
procariotos (~1.000X);
❑ O genoma humano contém ~30.000 genes –
apenas 10x mais do que a E. coli;
❑ O tamanho do genoma entre os eucariotos não
está relacionado com sua complexidade.
Mãe Pai
Filho
◼ ~0,1% do genoma é diferente;
◼ 3 milhões de diferenças genéticas em cada conjunto cromossômico (materno ou paterno).
VARIAÇÃO GÊNICA
DNA
RNA
Proteínas
Transcrição
Tradução
DOGMA CENTRAL
DOGMA CENTRAL
DOGMA CENTRAL
DNA
DNA
Ácido desoxirribonucleico
DNA
Ácido desoxirribonucleico
DNA
Ácido desoxirribonucleico
DNA
Ácido desoxirribonucleico
Açúcar: 
DESOXIRRIBOSE
DNA PROCARIÓTICO
DNA EUCARIÓTICO
NUCLEOTÍDEO
NUCLEOSÍDEO
DNA
Ácido desoxirribonucleico
DNA
Ácido desoxirribonucleico
5’ 3’
3’ 5’
DNA
Ácido desoxirribonucleico
DNA mitocondrial
DNA mitocondrial
DNA mitocondrial
DNA mitocondrial
Uma fita de DNA possui
polaridade porque uma das
extremidades da fita é mais
carregada do que a outra?
Os pares de bases G-C são mais
estáveis do que os pares de
bases A-T?
RNA
Ácido ribonucleico
Açúcar: 
RIBOSE
RNA
Ácido ribonucleico
RNA
Ácido ribonucleico
Participam da síntese de proteínas
RNA
Ácido ribonucleico
5%RNAm
(RNA mensageiro)
15%RNA t
(RNA transportador)
80%RNA r
(RNA ribossômico)
Quantidade relativa na célulaTipo de RNA
5%RNAm
(RNA mensageiro)
15%RNA t
(RNA transportador)
80%RNA r
(RNA ribossômico)
Quantidade relativa na célulaTipo de RNA
RNA
Ácido ribonucleico
http://www.ufpel.edu.br
ÁCIDOS NUCLEICOS 
✓ Após a divisão celular, tanto em
organismos eucarióticos como
procarióticos, o mesmo material
genético deverá estar presente
em todas as células.
✓ Para que as células mantenham o
mesmo material genético, todo o
genoma deverá ser precisamente
replicado antes de cada evento
de divisão celular.
✓ Replicação do DNA: Duplicação
do genoma com várias atividades
enzimáticas, que devem agir de
forma integrada e sequencial nos
estágios de início, alongamento
da cadeia e término.
Replicação do DNA
Replicação do DNA
Replicação do DNA
✓Processo semiconservativo e semidescontínuo;
✓A adição de nucleotídeos para o crescimento da cadeia é
sempre no sentido de 5’-P para 3’-OH (5’→ 3’);
✓ Inicia nas sequências específicas chamadas de origens;
✓A molécula de DNA a ser replicada pode ser tanto de fita dupla
como de fita simples.
Replicação do DNA
Semiconservativo
Cadeia líder 
(leading)
Cadeia tardia
(lagging)
Fragmentos de Okazaki
Replicação do DNA
Semidescontínua
TÉRMINO DA REPLICAÇÃO
GENOMA LINEAR
• TELÔMEROS:
✓ Regiões terminais dos cromossomos de eucariotos formadas por sequências
bastante conservadas e repetidas;
• TELOMERASE:
✓ Enzima responsável pela adição destas sequências repetidas nos locais onde
ocorreu a retirada dos primers.
ENCURTAMENTO DOS 
TELÔMEROS
EXTREMIDADES DOS CROMOSSOMOS
1) Os filamentos da molécula de DNA se separam parcialmente
2) Um deles serve de molde para a formação da fita de RNA complementar
3) Os nucleotídeos de RNA se pareiam de acordo com as bases contidas
no DNA: DNA T A G C
RNA A U C G
LEMBRETE
**RNA não tem Timina
Adenina do DNA 
liga-se a
Uracila no RNA
Cadeia molde
Cadeia código
Transcrito
primário
(pré-RNAm)
TRANSCRIÇÃO
EXERCÍCIO
De acordo com a sequência de bases da cadeia molde do segmento de
uma molécula de DNA escrita acima, indique qual a sequência de bases na
cadeia de RNA formada ao final da transcrição.
Lembrete: No RNA não tem timina; no lugar da timina tem uracila
Resposta:
TRANSCRIÇÃO
Em que local da célula ocorre a síntese de RNAs?
No NÚCLEO: após a síntese, atravessam os poros nucleares para participar 
da síntese de proteínas que ocorre no citoplasma.
1) O RNAm contém os CÓDONS (trinca de bases) que determina a posição de cada
aminoácido na proteína a ser sintetizada;
2) Ao sair do núcleo, o RNAm se associa ao ribossomo: ribossomo faz a leitura dos
CÓDONS presentes no RNAm;
3) O RNAt contém ANTICÓDONS, complementares aos códons do RNAm, levando
ao ribossomo os aminoácidos específicos.
anticódon
códon
CÓDON: AUG
ANTICÓDON: UAC
Observe que são
complementares!!!
TRADUÇÃO
Cadeia código
Cadeia molde
TRANSCRIÇÃO
TRADUÇÃO
polipeptídeo
RNA mensageiro
TRADUÇÃO
CÓDIGO GENÉTICO
Relação entre os códons do RNAm e os aminoácidos da proteína 
64 combinações e apenas 
20 tipos de aminoácidos
a maioria dos aminoácidos 
pode ser codificado por 
mais de um códon
CÓDIGO DEGENERADO
CÓDIGO GENÉTICO
CÓDIGO GENÉTICO
✓ Código Genético é a
correspondência entre as trincas de
bases dos códons e os aminoácidos
por eles codificados.
✓ O código genético é degenerado
porque existem diferentes
sequências de nucleotídeos que
especificam o mesmo aminoácido.
Exemplo: os códons GCU – GCC –
GCA – GCG codificam o aminoácido
Alanina.
✓ Códons STOP: UAA; UAG e UGA.
CÓDIGO GENÉTICO
MATERIAL GENÉTICO
***FILME GATTACA
VÍDEO: HISTÓRIA DO 
DNA
Replicação do DNA
BIBLIOGRAFIA
➢ JUNQUEIRA, L. C. U.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9.
ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. [Minha Biblioteca].
➢ ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto
Alegre: Artmed, 2017. [Minha Biblioteca].
➢ SCHAEFER,G.B.; THOMPSON, J.N. Genética Médica – Uma
abordagem integrada. Porto Alegre: Artmed, 2015. [Minha
Biblioteca].