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São compostos orgânicos (macromoléculas) constituídos por nucleotídeos. ➥ São responsáveis pela transmissão da informação genética. ➥ Localizam-se no núcleo celular DNA (ou ADN): ácido desoxirribonucleico RNA (ou ARN): ácido ribonucleico. ➥ Controlam a atividade da célula por meio da síntese de proteínas. Estrutura dos Nucleotídeos Fosfato: derivado do ácido fosfórico. Pentose: açúcar com 5 carbonos. ➦ Ribose (do RNA). ➦ Desoxirribose (do DNA). Bases Nitrogenadas: ➦ Púricas (Adenina e Guanina). ➦ Pirimídicas (Timina, Citosina e Uracila). Obs: Nucleosídeo é a união de uma base nitrogenada + pentose. DNA ➥ Presente no núcleo de células eucarióticas (ligado a proteínas histonas, formando a cromatina ou cromossomos). ➥ Presente na mitocôndria e cloroplastos (na forma circular, sem histonas associadas). ➥ Encontra-se no nucleóide de células procarióticas, na forma de cromossomo circular (sem ligação com proteínas histonas). Essas células também possuem o plasmídeo, um tipo menor de DNA circular. Estrutura ➥ Duas fitas ou cadeias desoxirribonucleicas, constituídas por: • 1 Fosfato • 1 Pentose: desoxirribose • 4 Bases Nitrogenadas: Adenina, Guanina, Citosina, Timina. ➥ Pontes de hidrogênio: ligam as bases nitrogenadas. São ligações físicas, por atração eletrostática, e não ligações químicas. ➥ Ligação fosfodiéster 3’5’: Liga um nucleotídeo ao outro, no sentido 3'5', que ocorre entre uma hidroxila no carbono 3' da pentose de um nucleotídeo e o fosfato ligado ao carbono 5' da pentose do outro nucleotídeo, até formarem um polinucleotídeo. Devido à especificidade das enzimas responsáveis pelo processo, elas só podem acrescentar nucleotídeos na extremidade 3' do polinucleotídeo, ou seja, do lado da pentose. Deste modo, a cadeia de polinucleotídeos sempre cresce no sentido 5'3'. • DNA codificante (éxons): partes do DNA contendo informação genética. • DNA não codificante (íntrons): partes do DNA sem informação genética. Descobertas Essenciais Chargaff ➥ Descobriu que o total de purinas é igual ao de pirimidinas, ou seja, A + G = T + C. ➥ A quantidade de adeninas é igual à de timinas e a quantidade de guaninas é igual à de citosinas, isto é, A = T e G = C. ➥ Assim, se a porcentagem de uma das bases é conhecida, todas as outras podem ser determinadas. James d. Watson e f. h. c. Crick ➥ Em 1953, propuseram um modelo de estrutura do DNA. Segundo eles, o DNA é composto de duas cadeias helicoidais de polinucleotídeos formando uma dupla hélice em torno de um eixo central imaginário. As bases estão empilhadas dentro da hélice num plano perpendicular a seu eixo. RNA ➦ Função: responsáveis pela síntese de proteínas. ➦ Há três tipos de RNA, e todos eles são produzidos pelo DNA. • RNA mensageiro: orienta a síntese de uma determinada proteína, com uma sequência precisa de aminoácidos; • RNA transportador: leva o aminoácido até o ribossomo. • RNA ribossômico: serve de matéria-prima para a construção de ribossomos. Estrutura Formados por uma única cadeia ou fita de ribonucleotídeos. • 1 Fosfato • 1 Pentose: Ribose • 4 Bases Nitrogenadas: Adenina, Guanina, Citosina e Uracila. ➥ Função: Toda vez que uma célula-mãe (original) vai se dividir, o DNA dela se duplica, produzindo cópias idênticas de si mesmo e idênticas entre elas, resultando na transmissão de informação genética de geração para geração. ➥ Ocorre no núcleo da célula, no período da interfase (período S). ➥ É chamada de duplicação semiconservativa, pois ao fim da construção de cada fita nova de DNA, a fita original é conservada. As duas fitas se afastam, e nas bases dessas fitas originais, se encaixam nucleotídeos livres existentes na célula. 1. A enzima Helicase quebra as pontes de hidrogênio, que ligam as bases nitrogenadas, desenrolando a fita, com a ajuda das proteínas SSB, que a seguram para que não se unam. 2. A DNA Primase adiciona o primer, indicando onde deve ser iniciado o processo de construção da nova fita. 3. A DNA-polimerase adiciona os nucleotídeos livres no núcleo da célula, às fitas, respeitando as ligações específicas das bases A = T G=C. 4. A DNA-ligase une esses nucleotídeos formando uma nova fita de polinucleotídica. 5. A adição de novos nucleotídeos, sempre ocorre no sentido 5’ 3’. 6. Os nucleotídeos terminam de se unir, formando assim a cadeia complementar de cada fita. 7. O resultado é a formação de duas moléculas e DNA idênticas que levam consigo uma cadeia (fita) da mãe, com elas, e a outra fita é construída no processo. Ao final do processo, a fita é novamente unida. Enzimas ➥ Helicase: Quebra as pontes de hidrogênio das bases nitrogenadas. ➥ Proteínas SSB: Mantém as fitas originais separadas, impedindo que se unam durante o processo. ➥ DNA Polimerase: Adiciona nucleotídeos às fitas, ligando-os uns aos outros. ➥ DNA Primase: Adiciona o primer em determinado local da fita original, indicando onde deve ter início o processo. ➥ Enzima ligase: Une novamente as fitas, colocado as pontes de hidrogênio. ➥ O DNA sozinho não realiza a síntese proteica, mas age como um “coordenador”, delegando as tarefas necessárias para a realização do trabalho a um grupo de “colaboradores”. ➥ Quando determinada proteína é necessária na célula, o cromossomo responsável por ela terá a sequência de nucleotídeos copiada em outro tipo de ácido nucleico, o RNAm. ➥ Fases: Transcrição e Tradução. Transcrição ➥ Local: núcleo. ➥ Objetivo: fabricar uma fita de RNAm, a partir da fita de DNA, que conterá informações para a produção de proteínas. ➥ Assim, uma sequência específica de genes do Dna será copiada para a fita de RNAm. Obs: na célula procarionte a transcrição ocorre no citoplasma. 1. A enzima RNA polimerase encaixa-se nas fitas de DNA e a desenrolam. A enzima fixa-se em um ponto específico chamado de região promotora, que indica onde deve ter início a construção da fita de RNA. 2. A RNA polimerase captura as bases nitrogenadas livres no núcleo e vai unindo-as aos seus respectivos pares nas fitas moldes de DNA, até construir um a fita de RNA. 3. A leitura é feita no sentido 3’5’ e a construção é feita no sentido 5’3’, até uma sequência específica de término. 4. A enzima RNA polimerase se solta da fita molde de DNA, e a nova fita de RNAm se desprende também, carregando o código que será levado ao ribossomo, para o início da síntese de proteínas. As fitas que serviram de molde, são unidas novamente. Processamento do RNAm (Splicing) ➥ No RNA formado há códons, trincas de bases nitrogenadas, que constituem os aminoácidos. ➥ Antes do RNAm partir para o citoplasma, para o início da síntese de proteínas, ele precisa amadurecer. E é durante o splicing que são removidas as partes do DNA que não possuem nenhuma informação, chamados de íntrons. Tradução • Local: Citoplasma • Objetivo: produzir proteínas. • Códon de Iniciação: AUG • Códons de Término: UAA, UAG E UGA. ➥ A síntese de proteínas tem início com a associação entre um ribossomo, RNAt e RNAm. ➥ Cada RNAt transporta um aminoácido, cuja sequência de bases é o anticódon, e corresponde ao códon do RNAm. ➥ O RNAt chega pelo sítio P, carregando o aminoácido metionina e se liga ao RNAm, onde encontra o códon AUG (códon de iniciação). ➥ O segundo aminoácido é trazido pelo RNAt até o sítio A. Em seguida o RNAt se desliga do aminoácido, e outro RNAt vai trazendooutro aminoácido, até formar uma sequência de aminoácidos que o RNAm determinou que fosse construído. ➥ O processo termina, quando é detectada a sequência de término (UAA, UAG ou UGA). Código Genético ➥ É uma correspondência entre os códons e aminoácidos. ➥ 3 bases nitrogenadas de uma molécula de RNA mensageiro, correspondem a 1 aminoácido, que integra 1 proteína. É uma relação de 3 para 1 (3 bases para 1 aminoácido). ➥ Códon: é um trio ou trinca de bases do RNAm que normalmente corresponde a um aminoácido. ➥ São 64 códons (trincas) possíveis, mas apenas 20 aminoácidos. ➥ O código genético é universal, ou seja, é o mesmo para praticamente todos os seres vivos. Ex: UUU corresponde ao aminoácido fenilanina no ser humano, em uma baleia, em uma margarida ou em uma bactéria. ➥ O código genético é chamado de degenerado, pois para quase todos os aminoácidos, há mais de uma trinca que o forma. Ex: UUU corresponde a fenilanina, mas o códon UUC também corresponde a esse mesmo aminoácido. Teste de DNA • Criado em 1984 pelo cientista Alec Jeffreys. A. O DNA presente em células do indivíduo é fragmentado e, em seguida, extraído, com a utilização de enzimas de restrição. B. Os fragmentos de DNA são colocados sobre um bloco gelatinoso e separados de acordo com o tamanho por meio de eletroforese (técnica que permite separar moléculas de acordo com o seu tamanho e carga elétrica). C. Após a adição de um reagente específico, sob radiação ultravioleta, os fragmentos se tornam fluorescentes e se mostram alinhados à semelhança das faixas (bandas) de um código de barras. O padrão observado é típico para cada pessoa. É a chamada impressão digital (fingerprint) de DNA. Essa técnica pode ser feita com trechos codificantes e / ou trechos não codificantes do DNA. Observações: • Garante 99,9% de certeza. • São coletadas amostras do DNA da mãe, do filho e do suposto pai. • Verifica-se primeiro quais as bandas do filho se alinham com as bandas da mãe; confirmando a maternidade. • Se as bandas restantes do filho se alinharem e coincidirem com as bandas do pai, a paternidade é comprovada. Caso contrário, não é o pai.