DNA e RNA

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AULA BIOLOGIA CELULAR
12/05/21
DNA e RNA
DNA e RNA
- material responsável pelas
características hereditárias
(transmitidas de uma geração para
outra)
- guardada no núcleo (cromatina) ->
DNA e RNA
- DNA responsável por armazenar
informações
- tudo que acontece dentro da célula é
coordenada pelo núcleo
- RNA formado a partir do DNA
- são denominados de ácidos nucleicos,
pela composição ácida e por terem
sido originalmente descobertos no
núcleo das células (dos glóbulos
brancos)
- são macromoléculas constituídas por
unidades denominadas Nucleotídeos
(polinucleotídeos -> DNA 2 fitas e RNA
1 fita)
- uma molécula de ácido nucleico é uma
longa cadeia de nucleotídeos ligados
entre si pelos seus grupos fosfatos,
sendo que o fosfato de cada
nucleotídeo se liga ao açúcar do
nucleotídeo vizinho
Nucleotídeos:
- unidade básicas dos ácidos nucléicos
- subunidades químicas que formam os
ácidos nucléicos (pode ocorrer
nucleotídeos livres -> raramente)
- formado por:
- grupo fosfato
- pentose
- base nitrogenada (asotada)
- púrica: adenina e guanina
(água pura)
- pirimídica: citosina, timina
e uracil
função dos nucleotídeos:
- participam das reações de
transferência de energia metabólica
- o ATP é um nucleotídeo envolvido em
reações de transferência de energia
nas reações do metabolismo celular
- atuam como segundo mensageiro na
resposta hormonal, sendo eos
químicos essenciais na resposta das
células aos hormônios e outros
estímulos extracelulares
- ex: nucleotídeos AMP cíclico e
o GMP
- são componentes estruturais de
cofatores enzimáticos e
intermediários metabólicos
- ex: coenzimas NAD (nucleotídeo
Adenina Dinucleotídeo) e FAD
(Flavina Adenina Dinucleotídeo),
que participam de reações de
transferência de elétrons do
metabolismo celular
- participam no armazenamento e na
transmissão da informação genética
- ácido desoxirribonucleico (DNA)
- em vírus de ácido ribonucléico (RNA)
com flavivírus (dengue), arbovírus
(vírus de plantas), retrovírus (HIV e
HTLV-I), o RNA é a molécula
repositória da informação genética
Diferença dos nucleotídeo do DNA e o RNA:
- as pentoses -> são monossacarídeos
(oses) de cinco carbonos na cadeia
- têm a função de dar
sustentação a molécula
- são elas: ribose no RNA e
desoxirribose no DNA
- as duas pentoses se diferenciam
apenas pela presença do grupo
hidroxila (OH) no carbono-2 da ribose,
enquanto na desoxirribose essa
hidroxila é substituída por um átomo
de hidrogênio
DNA:
- é responsável por armazenar e
transmitir as informações genéticas
dos seres vivos
- tem capacidade de se autoduplicar
- constituída por duas cadeias de
nucleotídeos enroladas uma sobre a
outra, lembrando uma escada helicoidal
- as duas cadeias mantêm-se unidas
entre si por meio de um tipo especial
de ligação -> ligação de hidrogênio (ou
ponte de hidrogênio) entre pares de
bases específicos
- adenina -> timina
- guanina -> citosina
ligação entre nucleotídeos:
- o polinucleotídeo tem uma polaridade
química 5’ -> 3’ (uma é 5’ -> 3’ e a
outra é 3’ -> 5’)
- cada ligação fosfodiéster une o
carbono 5’ da desoxirribose ao
carbono 3’ da desoxirribose no
nucleotídeo adjacente, resultando na
polaridade química da cadeia
polinucleotídica
1944 - confirmação de que o DNA é o
material genético
composição do DNA nas espécies:
1949 - Erwin Chargaff
- a relação entre as bases
nitrogenadas A-T/C-G é variável
conforme a espécie, mas constante
no interior de uma mesma espécie
- para toda molécula de DNA, o número
de A é igual ao de T e o de G é igual
ao de C
estrutura do DNA = dupla hélice
- modelo apresentado em 1953, pelo
norte americano James Watson e o
britânico Francis Crick
- DNA: dupla hélice com um giro para a
direita em que as duas cadeias
polinucleotídicas são helicoidizadas uma
ao redor da outra
- o filamento externo é constituído por
fósforo e açúcar e a parte mais
interna pelas ligações por pontes
duplas de hidrogênio entre adenina e
guanina e tripla entre citosina e timina
- o pareamento é específico: A-T (2
pontes de H) e G-C (3 pontes de H)
DNA:
- ligação fosfodiéster (covalente) na
mesma fita
- pontes de hidrogênio entre fitas
- A-T (2 ligações)
- G-C (3 ligações)
- fitas antiparalelas (5’->3’) (3’->5’)
duplicação ou replicação do DNA
- é o processo através do qual a
molécula de DNA dá origem a uma
outra molécula, idêntica a molécula
mãe
- nele ocorre a separação das
duas cadeias de nucleotídeo e
as formação de cadeias
complementares
- a duplicação é semiconservativa
- cada molécula de DNA formada
conserva uma das fitas da
molécula-mãe
- o DNA é a única molécula capaz de
sofrer autoduplicação
- a duplicação do DNA ocorre sempre
quando uma célula vai se dividir (mitose
ou meiose)
- ocorre durante a fase S da
intérfase
replicação:
- inicia-se com a separação das duas
fitas que formam a molécula de DNA,
por meio da ação de enzimas, como a
helicase
- isso ocorre me pontos em que
existem sequências específicas
de nucleotídeos
- esses pontos são denominados
origens de replicação
- as enzimas que atuam nesse processo
identificam-nos e ligam-se ao DNA,
formando as chamadas “bolhas” de
replicação
- seguida a essa etapa, inicia a fase de
alongamento, a qual corresponde à
síntese das fitas líder e tardia
propriamente dita
- a síntese da fita líder inicia-se com a
síntese de um pequeno segmento de
RNA (primer) pela enzima primase
(porque a DNA polimerase, enzima
chave desse processo, não tem a
capacidade de fazê-lo pela ausência
de grupos hidroxila (OH) expostos)
- após a síntese do primer, a enzima
DNA polimerase está apta a adicionar
os desoxirribonucleótidos, sintetizando
assim a nova molécula de DNA
- a síntese da fita líder prossegue
continuamente até o final da molécula,
no qual o primer é então retirado e
substituído por DNA
- por outro lado, a síntese da fita
tardia ocorre através da formação
de pequenos fragmentos
- inicialmente, a exemplo da síntese da
fita líder, também é sintetizado um
primer de RNA, e a enzima DNA
polimerase adiciona à cadeia de DNA
nascente desoxirribonucleotídeos
- a fota tardia é sintetizada
descontinuamente (sintetizada a partir
de pequenos fragmentos denominados
de fragmentos de okasaki), a síntese
do primer de RNA é repetida diversas
vezes durante a replicação do DNA
- no final o processo, todos os primers
são retirados por enzimas
específicas e os fragmentos de
Okasaki unidos, concluindo com isso a
síntese da fita tardia do DNA
- na fita líder, a replicação ocorre
normalmente até o final do molde
parental
- na fita tardia, porém, como ela está
sendo sintetizada em sentido oposto, a
extremidade da fita torna-se difícil de
replicar
- a solução envolve a ação das enzimas
telomerases que sintetizam os
telômeros, os quais são compostos de
várias cópias de uma sequência
consenso, assegurando assim que a
fita tardia seja replicada
adequadamente até o término do
processo de replicação
duplicação:
1) formação de replions - enzima
Helicase abre a fita
- topoisomerase regula a torção
2) primase (RNA polimerase) -> sintetiza
e coloca primer de RNA para
estimular o início da atividade da DNA
polimerase
3) DNA polimerase adiciona os
desoxirribonucleotídeos, sintetizando
assim a nova molécula de DNA
4) DNA ligase -> fecha os fragmentos
- DNA polimerase -> adiciona
nucleotídeos 5’->3’
algumas características das DNA
polimerases:
- sempre precisam de uma fita molde
- adicionam nucleotídeos somente na
terminação 3’ de uma fita de DNA
- não conseguem dar início à formação
de uma cadeia de DNA
- requerem uma cadeia
pré-existente ou uma pequena
sequência de nucleotídeos
chamada de primer
- elas revisam (ou conferem) seu
trabalho, removendo a maior parte
dos nucleotídeos erroneamente
adicionados à cadeia
a transcrição
- processo de formação de uma
molécula de RNA a partir de uma
molécula molde de DNA consiste na
síntese de uma molécula de RNAm
(mensageiro) pelo DNA
- esta molécula contém uma mensagem
contida nos códons (trinca de bases),
para a síntese de uma proteína
específica
- a transição ocorre no núcleo
etapasda transcrição:
a) em presença da enzima
RNA-polimerase, ocorre o
afastamento de parte de uma das
fitas do DNA, denominada “fita molde”
ou “fita ativa”
b) nucleotídeos contendo ribose
(ribonucleotídeos) livres no núcleo,
encaixam-se no segmento de fita ativa
que encontra-se afastando no DNA
c) forma-se o filamento de RNAm, este
separa-se do DNA e migra para o
citoplasma, através dos poros da
carioteca
d) a enzima DNA-ligase, reconstitui o DNA
RNA
- são geralmente formadas por cadeia
única, que se enrola sobre si mesma
- é sintetizado pelo DNA
ácidos nucleico - RNA
tipos de RNA
- RNA mensageiro (RNAm)
- RNA ribossomal (RNAr)
- RNA transportador (RNAt)
- RNAm: envia a mensagem do DNA
(gene) para o citoplasma onde será
traduzido
- esse tipo de RNA codifica as
proteínas, uma vez que porta
as informações do DNA
- é o RNAm que é traduzido no
processo de formação das
proteínas, chamado, portanto,
de tradução
- RNAt: transporta os aminoácidos até
o RNA mensageiro para formação
das proteínas
- é responsável por transportar
os aminoácidos que formarão a
nova proteína
- esse RNA identifica a sequência
de três nucleotídeos que
codificam um aminoácido
(códon) e garante que o
aminoácido correspondente
àquela informação seja
adicionado à cadeia em
formação
- RNAr: entra na constituição dos
ribossomos responsáveis pela
tradução
- forma os ribossomos, que são
os locais onde ocorrem a
síntese de proteínas
- 80% do RNA presente na célula
é desse tipo
Diferença entre DNA e RNA
- DNA
- pentose (açúcar) = dexirribose
- fita dupla
- bases nitrogenadas (A, G, C, T)
- RNA
- pentose (açúcar) = ribose
- fita simples
- bases nitrogenadas (A, G, C, U)
- grupo fosfato (HPO4): grupo químico
derivado de ácido fosfórico
- a única porção que não varia
no nucleotídeo
- tem a função de ligar os
nucleotídeos de uma mesma fita
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