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HISTÓRICOHISTÓRICO
1865 - GREGOR MENDEL1865 - GREGOR MENDEL
Estudou cruzamento entre Estudou cruzamento entre diferentes tipos de ervilhas diferentes tipos de ervilhas demonstrando que certas demonstrando que certas características físicas características físicas dessas plantas eram dessas plantas eram transmitidas de geração transmitidas de geração para geração através de para geração através de “fatores”.“fatores”.
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1953: Watson and Crick1953: Watson and Crick
Estrutura do DNAEstrutura do DNA
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HISTÓRICOHISTÓRICO
1953 – JAMES WATSON e FRANCIS CRICK1953 – JAMES WATSON e FRANCIS CRICK
Descrição da estrutura física do DNA baseando-se Descrição da estrutura física do DNA baseando-se nos estudos de difração de raio X de Rosalind Franklin nos estudos de difração de raio X de Rosalind Franklin e Maurice Wilkins e em estudos químicos da moléculae Maurice Wilkins e em estudos químicos da molécula
Modelo da dupla fita proposto foi fundamental para a Modelo da dupla fita proposto foi fundamental para a compreensão do mecanismo de transmissão e execução compreensão do mecanismo de transmissão e execução
da informação genéticada informação genética
5http://www.odnavaiaescola.com.br/dna/http://www.odnavaiaescola.com.br/dna/http://www.odnavaiaescola.com.br/dna/http://www.odnavaiaescola.com.br/dna/
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ÁCIDOS NUCLÉICOSÁCIDOS NUCLÉICOS
ÁCIDOS NUCLÉICOSÁCIDOS NUCLÉICOS: são substâncias formadoras de genes, constituídas por um grande número de NUCLEOTÍDEOS, NUCLEOTÍDEOS, que são unidades formadas por três tipos de substâncias químicas: - Uma base nitrogenada: composto cíclico que contém nitrogênio.- Uma pentose: açúcar que contém cinco carbonos.- Um fosfato: radical do ácido fosfórico
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ÁCIDOS NUCLÉICOSÁCIDOS NUCLÉICOS
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DNA RNA
Adenina
Guanina
Citosina
Timina Uracila
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Bases Púricas, ou Purinas: Adenina e Guanina.
Bases Pirimídicas, ou Pirimidinas: Citosina, Timina e Uracila.
DNA e RNA
DNA e RNA DNADNA RNA RNA
um grupo metil a menos
Púricas – quando possuir um duplo anel Púricas – quando possuir um duplo anel de átomos de carbonode átomos de carbono
Pirimídicas – quando possuir apenas 1 Pirimídicas – quando possuir apenas 1 anelanel
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A, O, M, R.A, O, M, R.
AMOR, ROMA, ORAM, MORA, RAMO.AMOR, ROMA, ORAM, MORA, RAMO.
Se uma das letras puder ser repetida:Se uma das letras puder ser repetida:
MORRO e AMORA, por exemplo. MORRO e AMORA, por exemplo.
Observe que usamos as mesmas letras, porém Observe que usamos as mesmas letras, porém formamos palavras com significados diferentes. formamos palavras com significados diferentes.
A mesma idéia pode ser aplicada para o DNA.A mesma idéia pode ser aplicada para o DNA.
Os 4 tipos de nucleotídeos se arrumam de diversas Os 4 tipos de nucleotídeos se arrumam de diversas maneiras na molécula de DNA, formando os diferentes maneiras na molécula de DNA, formando os diferentes
seres vivos.seres vivos. 12
ÁCIDOS NUCLÉICOSÁCIDOS NUCLÉICOS
Constituintes:Nucleotídeos: formados por três diferentes tipos de moléculas:• um açúcar (pentose): desoxirribose no DNA e ribose no RNA.• um grupo fosfato originado do H3PO4 por perda de seus átomos de
hidrogênio.• uma base nitrogenada.
Nucleotídeo de DNA Nucleotídeo de RNA
OBS.: A molécula sem o grupo fosfato é chamada nucleosídeo.
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AS PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE OS ÁCIDOS DNA E RNA
DNA RNA
Pentose Desoxirribose Ribose
Bases púricas Adenina e Guanina Adenina e Guanina
Bases pirimídicas Citosina e Timina Citosina e Uracila
Estruturas Duas cadeias
Helicoidais
Uma cadeia
Enzima
hidrolítica
Desoxirribonuclea
se (DNAase)
Ribonuclease
(RNAase)Origem Replicação Transcrição
Enzima sintética DNA - polimerase RNA - polimerasehttp://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microorg/%E1cidos_nucl%E9icos.htm
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HISTÓRICOHISTÓRICO
1957 – CRICK e GAMOV1957 – CRICK e GAMOV
Dogma Central da Biologia Dogma Central da Biologia MolecularMolecular
DNADNA RNA PROTEÍNA RNA PROTEÍNA
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A biossíntese de proteínas insere-se no dogma central da biologia molecular
1958,Francis Crick
Sede da informação
Processo comprovado
Processo não comprovado
Ácido desoxirribo-
nucléico
Ácido ribonuclêico
21
� Algumas descobertas posteriores não coincidiram com Algumas descobertas posteriores não coincidiram com
este Dogma:este Dogma:
1- O RNA pode sofrer replicação em alguns vírus e 1- O RNA pode sofrer replicação em alguns vírus e
plantas;plantas;
2- O RNA viral, através de uma enzima denominada 2- O RNA viral, através de uma enzima denominada
transcriptase reversa, pode ser transcrito em DNA;transcriptase reversa, pode ser transcrito em DNA;
3- O DNA pode diretamente traduzir proteínas 3- O DNA pode diretamente traduzir proteínas
específicas sem passar pelo processo de transcrição, específicas sem passar pelo processo de transcrição,
porém o processo ainda não está bem claro.porém o processo ainda não está bem claro.22
Replicação do DNA
• É a “única” molécula capaz de sofrer replicação (auto-duplicaçãoreplicação (auto-duplicação)).
• É do tipo semiconservativasemiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda da mãe e outra fita recém sintetizada.
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DNA Duplicação DNA DNA
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RNA
• Ácido Ribonucléico• Molécula de fita simplesfita simples
• É dividido em:� RNA mensageiro (RNAmRNAm)� RNA transportador (RNAtRNAt)� RNA ribossômico (RNArRNAr)
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RNAm
Leva a informaçãoLeva a informação da seqüência protéica a ser formada do núcleo para o citoplasma, onde ocorre a traduçãotradução. Ele contém uma seqüência de trincasseqüência de trincas correspondente a uma das fitas do DNA.
Cada trinca (três nucleotídeos) no RNAm é denominada códoncódon e corresponde a um aminoácido na proteína que irá se formar
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31
1 códon ���� 3 nucleotídeos no RNAm
7 códons ���� 21 nucleotídeos
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O código genético "padrão"
AUG é também sinal de iniciação
O código é "degenerado": três aminoácidos, Arg, Leu, Ser, tem seis
códons; outros tem 3 ou 4 códons; apenas Met tem um único códon
Aparentemente, o código evoluiu para minimizar o
efeito deletério de mutações
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CÓDIGO GENÉTICO CÓDIGO GENÉTICO
CÓDONS DE CÓDONS DE FINALIZAÇÃO: FINALIZAÇÃO: UAA,UGA e UAG UAA,UGA e UAG
que indicam à célula que indicam à célula que a sequência de que a sequência de
aminoácidos aminoácidos destinada àquela destinada àquela proteína acaba aliproteína acaba ali
CÓDON DE INICIAÇÃO CÓDON DE INICIAÇÃO AUG:AUG:
• indica que a sequência de indica que a sequência de aminoácidos da proteína aminoácidos da proteína começa a ser codificada ali. começa a ser codificada ali. • codifica o aminoácido codifica o aminoácido Metionina (Met) Metionina (Met) de forma que de forma que todas as proteínas começam todas as proteínas começam com o aminoácido Met.com o aminoácido Met. 34
CÓDIGO
GEN
ÉTICO
CÓDIGO
GEN
ÉTICO
aminoácidos com quatro códonsaminoácidos com quatro códons
aminoácidos com seis códonsaminoácidos com seis códons
aminoácidos com três códonsaminoácidos com três códons
aminoácidos com dois códonsaminoácidos com dois códons
aminoácidos com um códonaminoácidos com um códon
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RNAt
Levam os aminoácidosLevam os aminoácidos para o RNAm durante o processo de síntese protéica. As moléculas de RNAt apresentam, em uma determinada região, uma trinca de nucleotídeos que se destaca, denominada anticódonanticódon.
É através do anticódon que o RNAt reconhece o local do RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele transportado. Cada RNAt carrega em aminoácido específicoaminoácido específico, de acordo com o anticódon que possui
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Anti-códon
Sítio de ligação ao aminoácido
U A CU A C
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RNAr
São componentes dos ribossomosribossomos, organela onde ocorre a síntese protéica.
Os ribossomos são formados por RNAr e proteínas
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Aminoácidos
• Moléculas que dão origem às proteínasproteínas.
CN
H
R
COH
OH
H
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AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOSExistem 20 tipos diferentes de aminoácidos que entram na composição das proteínas dos seres vivos.� Classificação:
• Aminoácidos naturais ou não-essenciais : são aqueles produzidos pelo próprio organismo. Para a espécie humana são 12 tipos.
• Aminoácidos essenciais : são necessários na alimentação. Para o homem eles são encontrados na carne, no leite e ovos principalmente. São:
- Isoleucina - Leucina - Valina - Fenilalanina- Metionina - Treonina - Triptofano - Lisina* Histidina (em recém-nascidos).
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Ligação Peptídica
• É a ligação covalenteligação covalente entre dois aminoácidos.
• Quando poucos aminoácidos estão ligados ���� peptídeopeptídeo
• Quando muitos aminoácidos estão ligados ���� proteínaproteína
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N
H
R
COH
OH
HC N
H
R
COH
OH
HC
HH22OO
• O grupo OH do ácido carboxílico de um aminoácido se liga em um dos hidrogênios da amina do outro aminoácido, formando uma molécula de água.
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N
H
R
C
OH
H
N
H
R
C
OH
OH
CC
• Um dos carbonos de um aminoácido agora está instável porque está fazendo apenas três ligações, ao invés de quatro. O mesmo está acontecendo com o nitrogênio do outro aminoácido, pois esse está fazendo duas ligações, ao invés de três.
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N
H
R
C
OH
H
N
H
R
C
OH
OH
CC
Ligação Peptídica
• Então uma ligação covalente entre o carbono de um aminoácido e o nitrogênio do outro acontece.
• essa ligação é a ligação peptídica.
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Transcrição
• Processo pelo qual uma molécula de RNA é produzida usando como molde o DNA.
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DNA Transcriçã
o
DNA RNA
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Tradução
• Também chamada síntese de síntese de proteínasproteínas
• Quando o RNAm chega ao citoplasma ele se associa ao ribossomo. Após essa associação os RNAt levam os aminoácidos, que serão ligados, formando assim a proteína.
51 52
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C A A A
• Quando o RNAm chega ao citoplasma, ele se associa ao ribossomo.
• Nessa organela existem 2 espaços onde entram os RNAt com aminoácidos específicos.
• somente os RNAt que têm seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon entram no ribossomo.
AUG = aa MetioninaCódon de iniciação
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C A A A
• Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos.
54
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C
A A A
• O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido.
55
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C
A A A G A A
• O ribossomo agora se desloca uma distância de 1 códon.
• o espaço vazio é preenchido por um outro RNAt com seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C
A A A G A A
• Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos.
57
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C A A A
G A A
• O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido.
• e assim o ribossomo vai se deslocando ao longo do RNAm e os aminoácidos são ligados.
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
G G GCódon de terminação
• Quando o ribossomo passa por um códon de terminação nenhum RNAt entra no ribossomo, porque na célula não existem RNAt com seqüências complementares aos códons de terminação.
Fator de Fator de liberação:liberação:
não codifica nenhum aa
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A
G G G
• Então o ribossomo se solta do RNAm, a proteína recém formada é liberada e o RNAm é degradado.
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Vários ribossomos podem traduzir simultaneamente uma molécula de mRNA
Os ribossomos movem-se ao longo de um mRNA na direção 5'→→→→3'
O conjunto é conhecido como polissomo ou polirribossomo
Cada ribossomo funciona independentemente dos demais
61 62
63
Considerações• Uma proteína ���� + de 70 aminoácidos ligados.
• 1 códon ���� 3 nucleotídeos no RNAm
• 1 códon ���� 1 aminoácido na proteína
• Nº de ligações peptídicas ���� Nº de aminoácidos – (menos) 1.
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• 1 anticódon ���� 3 nucleotídeos no RNAt
• O anticódon é complementar ao códon
• Cada RNAt leva consigo apenas um tipo de aminoácido ���� quem determina qual aminoácido será transportado é o anticódon.
Considerações
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67 68
Região Gênica É a porção que codifica para um produto final,
que pode ser uma cadeia polipeptídica ou um RNA
O DNA é formado por 2 regiões:
Gênicas Intergênicas
Região IntergênicaÉ a porção regulatória, que sinaliza o início ou o final de um gene, que influencia a transcrição gênica, ou que é o ponto de início para a replicação
do DNA
Intergênicas Gênicas
Regiões Codificadoras e Não-Codificadoras do DNA
69 70BOA SEMANA A TODOSBOA SEMANA A TODOS
UFAAAAAAAAAAAAAAUFAAAAAAAAAAAAAA
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