Grupo 1:
Cássia Gomes
Rubiane Borba
SQM0416 – BIOQUÍMICA II
Prof. Dr. Júlio César
Borges
Sumário
Níveis estruturais do DNA
- estrutura primária
- estrutura secundária
Conformações A, B e Z da dupla hélice
- estrutura terciária
superenrolamento em procariotos
superenrolamento em eucariotos
Ação das topoisomerases
- topoisomerase tipo I
- topoisomerase tipo II
Compactação do DNA
- superespiralamento
Estrutura dos cromossomos
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Estrutura primária e secundária do DNA
Estrutura primária – ordem das bases na sequência
de polinucleotídeos.
Figura 1 : Nucleotídeo de DNA
Bases nitrogenadas:
Adenina
Guanina
Citosina
Timina***
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Figura 2: ligação de 2 nucleotídeos por ligação fosfodiéster
Estrutura primária – ordem das bases na sequência
de polinucleotídeos.
Polimerização
de nucleotídeos
Ácidos
Nucleicos
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Estrutura secundária do DNA – dupla hélice
Figura 3: Dupla hélice de DNA
Figura 4: Ligações entre os pares de
bases do DNA
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Estrutura secundária do DNA – dupla hélice
Formas A , B e Z
O DNA é uma molécula extremamente flexível e pode
assumir mais de uma conformação. Essas conformações
giram em torno das diferentes conformações que a
desoxirribose pode assumir, em torno das ligações que
constituem o esqueleto de fosfodesoxirribose e ainda a
rotação em torno da ligação entre o açúcar e a base
nitrogenada.
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Forma A
Forma B
Forma Z
Figura 5: Estruturas das formas A, B e Z do DNA, com 36 pares de bases cada.
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Fatores ambientais e estruturais induzem e/ou estabilizam as
diferentes conformações – condições do meio de cristalização
Exemplos de fatores ambientais e estruturais que induzem e/ou
estabilizam determinada forma
Forma A-DNA Forma B-DNA Forma Z-DNA
Fa
tore
s
am
bie
nta
is
Umidade relativa baixa x
Umidade relativa alta x
Alta concentração de
cátions X
Fa
tore
s
est
rutu
rais
Sequência alternada de
purinas e pirimidinas X
Presença de Citosina
metilada no C5 X
Tabela 1: fatores que influenciam a conformação da dupla hélice
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Estrutura terciária do DNA – Superenrolamento
Comprimento » diâmetro
A dupla hélice discutida até o momento encontrava-se na forma
relaxada, ou seja, sem torções adicionais além da helicoidal.
Figura 6: Supertorção – analogia
ao fio de um telefone.
O enovelamento
do DNA deve
permitir não só a
compactação, mas
também o acesso a
informação
genética
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Estrutura terciária do DNA – Superenrolamento
Considerando o superenrolamento do DNA de procariotos (plasmídeos)
Se
ntid
o d
a m
ão
dire
ita
Se
ntid
o d
a m
ão
esq
ue
rda
Figura 7: Esquema representando o superenrolamento em procariotos.
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Considerando o superenrolamento do DNA de eucariotos
DNA eucariótico complexo com várias proteínas
Interação eletrostática entre os grupos fosfato (-) e as proteínas (+)
Figura 8: micrografia eletrônica da dupla hélice associada a histonas
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Figura 9: Esquema representando a dupla hélice associada a histonas e o
superenrolamento
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As topoisomerases
Topoisômeros: formas de um DNA
circular que diferem em uma
propriedade topológica número
de ligação;
Topoisomerases:
Catalisam alterações no
número de ligação do DNA;
Aumentam ou diminuem o
grau de subenovelamento do
DNA;
Importantes nos processos de
replicação e no
empacotamento do DNA; Figura 10: Eletroforese em gel
de agarose
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As topoisomerases
Topoisomerase tipo I
Quebras em uma única fita do DNA -permite o giro da fita
quebrada sobre a fita intacta – ligação das fitas
quebradas altera o Lk em incrementos de 1;
Figura 11: Ação da topoisomerase tipo I
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As topoisomerases
Topoisomerase tipo II
Quebras nas duas fitas do DNA - alteram o Lk em
incrementos de 2;
Figura 12: Ação da topoisomerase tipo II
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As topoisomerases
Inibidores de topoisomerase tipo II
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Doxorrubicina
Etoposídeo
Elipticina
Figura 13: Medicamentos antitumorais
Compactação do DNA - Superespiralamento
Superespiralamento plectonêmico (do grego fio distorcido):
Forma observada em DNAs isolados em laboratórios;
Estruturas com fitas entrelaçadas;
Não produz compactação suficiente para empacotar o
DNA em uma célula;
Superespiralamento solenoidal:
Pode ser adota por um DNA subenovelado;
Voltas apertadas;
Estabilizada por ligações de proteínas (cromatina);
Fornece maior grau de Compactação;
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Figura 14: Superespiralamentos plectonêmico e selenoidal
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ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS
CROMOSSOMO
Molécula de ácido
nucléico repositória da
informação genética
Em eucariotos, o
material cromossômico
é chamado de
CROMATINA
No núcleo das células eucarióticas em interfase,
isto é, em fase de não divisão celular, existe a
estrutura fibrosa CROMATINA.
Constituída pelo DNA associada à proteínas
básicas, histonas (nucleossomos) e não- histonas.
O DNA apresenta-se na forma habitual de dupla-
hélice.
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HISTONAS
Proteínas pequenas, ricas em Arginina e Lisina. Podem ser de 5 tipos.
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Figura 15: variedades de histonas
NUCLEOSSOMOS – Nível 1 de compactação
Complexo de histonas com o DNA dupla hélice. São a
unidade fundamental da organização da cromatina
Figura 16: representação de um núcleo de 8 histonas associadas a dupla hélice,
formando um nucleossomo.
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Cada nucleossomo contém 8 moléculas de histonas, duas cópias de
cada: H2A, H2B, H3 e H4
NUCLEOSSOMOS
Figura 17: Octâmero de histonas ligado a dupla hélice de DNA
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NUCLEOSSOMOS
O enovelamento do DNA em volta do nucleossomo compacta
em 7x (fibras de 30nm) – Nível 2 de compactação
Requer ainda outros níveis de organização: empacotamento dos
nucleossomos
Figura 18: fibra de cromatina
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NÍVEIS ADICIONAIS DE ORGANIZAÇÃO
Princípio: “a
compactação
do DNA nos
cromossomos
eucarióticos
parece envolver
espiras sobre
espiras sobre
espiras...
As fibras são
enoveladas para
fornecer uma
compactação de
10.000 x
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Figura 19: Níveis de compactação do DNA
Vídeo
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VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. Tradução de Ana Beatriz Gorino da Veiga [et al]. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. 1596 p.
NELSON, D.L.; COX, M.M. Lehninger Princípios de Bioquímica. Tradução de Arnaldo Simões e Wilson Lodi. 4. ed. São Paulo: SARVIER, 2006. 1202 p.
RICCI, G.C ; A, B e Z-DNA: Caracterização conformacional e importância biológica.
Campbell, Mary K. Bioquímica: combo/Mary K. Campbell, Shaw O. Farrell; tradução All Tasks; revisão técnica Maria Martha Guedes Chaves. – São Paulo: Cengage Learning – 2011.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
OBRIGADA!
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