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A Estrutura do DNA Biologia Molecular I Amanda Berti, Julia Vono, Luis Júnior e Samara Thainá A dupla hélice existe em múltiplas conformações ➔ Inicialmente, testes de difração de raio X de DNA revelaram dois tipos estruturais, as formas A e B; ➔ Forma A: Em condições de baixa umidade; 11 pares de base por volta; Mais compacto; Fenda maior estreita e profunda; Fenda menor ampla e rasa; Pares de bases inclinados; Presente em complexos DNA-proteína; Semelhante a estrutura do RNA quando em dupla hélice. AUG inicial AUG inicial Características A dupla hélice existe em múltiplas conformações ➔ Forma B: Em condições de alta umidade; 10 pares de base por volta; Fenda maior ampla; Fenda menor estreita; Representa uma estrutura ideal de DNA. Divergências em relação ao DNA celular 1. DNA em solução é um pouco mais torcido (10,5 pares de base por volta); 2. A estrutura proporcional não é regular. A dupla hélice existe em múltiplas conformações Fonte: Biologia Molecular do Gene, 7º ed, 2015. O DNA pode formar uma hélice levógira, voltada para a esquerda Fonte: Biologia Molecular do Gene, 7º ed, 2015. ➔ Considerando a conformação da ligação glicosídica que conecta a base à da posição 1’ da 2’-desoxirribose: hélice dextrógira: ligação sempre em anti hélice levógira ligação em anti nas pirimidinas ligação em syn nas purinas O DNA pode formar uma hélice levógira, voltada para a esquerda Fonte: Biologia Molecular do Gene, 7º ed, 2015. ➔ DNA-Z é mais estreito e mais longo que os DNA-A e DNA-B; ➔ sulco principal sem profundidade, sulco menor estreito e profundo; ➔ requer uma concentração de cátions mais alta para sua formação; ➔ Significância fisiológica incerta. Como pontos em um filme de raios X revelam a estrutura do DNA ➔ Início da década de 1950: Rosalind Franklin e Maurice Wilkins registram fotografias de alta resolução do padrão de difração de raios X de fibra orientada de moléculas de DNA; ➔ A partir do padrão de pontos registrado, Francis Crick inferiu que as fitas de DNA estão enroladas uma na outra; Evidenciam o modelo de DNA do tipo B proposto por Watson e Crick ➔ A difração de raios X: ➔ Em cristais, os átomos funcionam como obstáculos, ou centros de espalhamento dos raios X; Como pontos em um filme de raios X revelam a estrutura do DNA Fonte: https://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/fismod/mod05/m_s03.html Os pontos representam os átomos da estrutura cristalina, como o cristal de DNA utilizado por Franklin Raio X ângulo de incidência do raio X https://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/fismod/mod05/m_s03.html Como pontos em um filme de raios X revelam a estrutura do DNA ➔ Em arranjos periódicos, como o DNA, só há interferência entre as ondas se seu comprimento for semelhante à distância repetida do arranjo; ➔ Ocorre interferência construtiva quando as oscilações das ondas estiverem alinhadas; ➔ Ocorre interferência destrutiva quando as oscilações se cancelam (bases de um conjunto alinhadas aos picos de outro conjunto). como o comprimento de onda dos raios X é de 0,15 nm, há interferência entre ondas Como pontos em um filme de raios X revelam a estrutura do DNA ➔ A partir desse princípio físico, é possível definir os padrões de difração de raios X em linhas paralelas: Fonte: Biologia Molecular do Gene, 7º ed, 2015. Quando feixes são incididos em arranjos paralelos, a difração gera pontos perpendiculares às inclinações das linhas Como pontos em um filme de raios X revelam a estrutura do DNA ➔ O padrão obtido por Franklin é compatível com o padrão de difração de raios X para arranjos helicoidais; ➔ Os pontos formam uma cruz central (em vermelho) e estão uniformemente espaçados por camadas (numeradas de 1 a 5); ➔ Juntamente com os círculos escuros do topo e da base, os pontos formam quatro áreas em formato de diamante (em azul). pontos formando uma “cruz de Malta” Como pontos em um filme de raios X revelam a estrutura do DNA Fonte: Biologia Molecular do Gene, 7º ed, 2015. Como pontos em um filme de raios X revelam a estrutura do DNA Fonte: http://gbmvirtual.blogspot.com/2017/10/7- genetica-molecular.html A evidência de que o DNA é helicoidal parte da cruz de Malta que demonstra um padrão zigue zague; O conhecimento dos comprimentos de onda do raio X e as medidas do espaço entre as linhas nas camadas revela uma periodicidade de 3,4 nm. http://gbmvirtual.blogspot.com/2017/10/7-genetica-molecular.html http://gbmvirtual.blogspot.com/2017/10/7-genetica-molecular.html Como pontos em um filme de raios X revelam a estrutura do DNA Fonte:https://cientistasfeministas.wordpress.com/2 017/06/09/como-a-historia-do-dna-e-de-rosalind-f ranklin-se-entrelacam/ Graças ao padrão padrão de difração foi revelado que existem 10 pares de bases a cada volta helicoidal. Demonstrou-se a existência de dois esqueletos helicoidais devido ao desalinhamento que fez desaparecer a quarta linha presente na cruz de Malta; https://cientistasfeministas.wordpress.com/2017/06/09/como-a-historia-do-dna-e-de-rosalind-franklin-se-entrelacam/ https://cientistasfeministas.wordpress.com/2017/06/09/como-a-historia-do-dna-e-de-rosalind-franklin-se-entrelacam/ https://cientistasfeministas.wordpress.com/2017/06/09/como-a-historia-do-dna-e-de-rosalind-franklin-se-entrelacam/
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