Estrutura do material genético

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Estrutur�, propriedade� � organ�açã� d� materia� genétic�
Local�açã� d� materia� genétic�
Depende do organismo
- Vírus: capsídeo viral
- Procariotas: nucleotídeo bacteriano
- Eucariotos: núcleo celular
Em qualquer organismo o material genético fica
como uma massa compacta limitada a uma área
definida
- Organizado para dividir adequadamente
- Protegido de intempéries que a célula pode
sofrer
Principais características da molécula que carrega a
informação genética
- Armazenar informações: instruções para
traços e funções
- Se replicar de forma confiável: para próximas
células e próxima geração
- Mecanismo para que as instruções de
genótipo codifique o fenótipo
- Capacidade de variar: permite que acumule
diferentes possibilidades de exercer
determinadas funções e proteger
características fundamentais. Importante
evolutivamente: adaptação.
Informaçã� genétic�
Funções
- Genotípica: estocar a informação genética
- Constituição alélica para um
determinado locus, ou o conjunto
gênico de um indivíduo ou espécie
- Para uma determinada posição (locus)
no genoma, uma pessoa pode ter
somente dois alelos, que formam seu
genótipo
- Fenotípica: controlar o desenvolvimento das
características observáveis e seus
comportamentos
- Característica física observável de
uma células ou organismo, fruto da
interação do seu genótipo com o
ambiente.
- Evolutiva:capaz de sofrer mudanças para
produzir variações que permitem que os
organismo se adapte às modificações do
ambiente
Unidade básica da informação genética
- Ácidos nucléicos
- Macromoléculas orgânicas
(biomoléculas) formadas por
nucleotídeos, presentes em todas as
células.
- Informação química que permite o
armazenamento e a transmissão da
informação genética, de uma célila para
suas células-filhas, e de uma geração
para a outra.
- Dois tipos: DNA e RNA
- O que é um nucleotídeo:
- Grupo fosfato + açúcar + base
nitrogenada
- O que diferencia os nucleotídeos:
DNA RNA
Bases Purinas:
- Adenina
- guanina
Purinas:
- Adenina
- guanina
Pirimidinas
- Citosina
- Timina
Pirimidinas
- Citosina
- Uracila
Açúcar Desoxirribose Ribose
Estável Instável:
durabilidade
muito menor
Estrutur� d� DNA
Como se unem os nucleotídeos
- DNA fita simples: cadeia polinucleotídica
- Ligação fosfodiéster entre desoxirriboses
adjacentes (5’→3’)
- Fita de vários nucleotídeos ligados
- Estrutura primária
- Ligação fosfodiéster:
- Ataque hidrofílico do grupo 3’ OH da
desoxirribose de um nucleotídeo, no
grupamento fosfato do nucleotídeo
seguinte
- Terminações:
- Na 5’ falta um nucleotídeo no C5 da
desoxirribose
- Na 3’, falta um nucleotídeo no C3 da
desoxirribose
Características da dupla fita
- Complementaridade das bases:
- Conhecimento da sequência de 1 fita
permite determinar a sequência da outra
fita
- Esta característica torna o DNA
adequado para estocar e transmitir a
informação genética de geração em
geração
- Antiparalelismo das fitas: sentido 5’→ 3’
em um das fitas, e 3’→ 5’ na outra
Propriedades do DNA
- Desnaturação (fusão): pontes de H são
rompidas e ocorre a separação da dupla fita.
Altas temperaturas
- Renaturação (anelamento): formação de
pontos de H entre as bases dos nucleotídeos.
Diminuição da temperatura (in vitro).
Estrutur� d� RNA
Fita simples
- Pareamentos entre G e C e entre A ou U
ocorrem entre regiões complementares da
molécula de RNA e entre duas moléculas
(com menos frequências,
Base uracila substitui a timina
Açúcar é ribose
Genom�
Termo que abrange o conjunto completo de DNA
de uma unidade de um organismo
Tamanho do Genoma
- É medido em pares de bases e varia muito de
espécie para espécie
- Genomas eucariotos, como leveduras e
humanos possuem, respectivamente, 3 e
650 vezes mais DNA do que o genoma
da bactéria Escherichia coli
- A quantidade total de DNA presente no
genoma (haploide) é uma grandeza
característica de cada espécie e é
chamada de valor C
Valor C
- Nem sempre se relaciona à filogenia (relação
evolutiva entre as espécies) e nem sempre é
proporcional à complexidade do organismo.
- Organismos distantes evolutivamente podem
ter genomas com tamanhos bastante
similares: paradoxo do valor C
Porque algumas espécies têm mais DNA do que
outras
- DNA repetitivo: cópias únicas
- DNA repetitivo: sequências iguais ou
relacionadas de DNA
- Ex: camundongo=30% do genoma de
sequências repetitivas
- Menor proporção de DNA codificante que
gera instrução
Compactaçã� d� DNA
Estrutura terciária
- Superenrolamento de uma determinada
molécula de DNA
Observações:
- Cada cromossomo possui apenas 1
molécula de DNA
- DNA nas células eucarióticas está associado
a proteínas, formando a cromatina
- Para que serve a estrutura da cromatina
- Protege o DNA de lesões
- Organiza a segregação cromossômica,
na divisão celular
- Compacta o DNA, para o ajuste dentro da
célula
Cromatina: organização dinâmica
- Eucromatina: menor condensação
- Heterocromatina: maior condensação
- Cromossomos: muito mais condensado
Proteínas associadas ao DNA
- Se associam com o DNA para que a dupla
hélice simples se compacte em estruturas
menores até chegar a nível de cromosso
- Histonas
- Proteínas básicas com carga + se ligam
ao DNA (carga -)
- Cinco tipos em eucariotos
- Níveis de organização básico da
cromatina
- Responsáveis por grande parte da
compactação do DNA nuclear
- Como estão muito próximas ao DNA, tem
papel na regulação gênica
- Podem estar relacionadas a marcas
epigenéticas
- Não histonas
- Ligadas à histonas (+), e são carregadas
negativamente
- Papel estrutural e regulação gênica
- Nucleossomos
- É a associação da dupla hélice do DNA
com um grupo específico
- de histonas
- Duas cópias de cada uma das histonas
(H2A, H2B, H3 e H4) constitui um
- octâmero em torno do qual um segmento
de dupla hélice de DNA se enrola, como
uma linha em torno de um carretel
- O octâmero circundado por duas voltas
de DNA constitui um nucleossomo
DNA mitocondria�
- mtDNA é circular
- Herança majoritariamente uniparental.
- Codifica funções de respiração e fosforilação
oxidativa, tradução, transcrição,
processamento do DNA e importação de
proteínas para a célula.
- Heteroplasmia: quando uma célula carrega
diferentes tipos de dna mitocondrial