EFEITOS EM MACROMOLÉCULAS DNA. DNA HISTÓRICO 1868: Miescher isola substância rica em P  Nucleína BásicaÁcida proteínas DNA suspeitava ligação com herança.

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1 EFEITOS EM MACROMOLÉCULAS DNA

2 DNA HISTÓRICO 1868: Miescher isola substância rica em P  Nucleína BásicaÁcida proteínas DNA suspeitava ligação com herança celular

3 DNA portador da informação genética 1 a evidência Avery, Mcleod & Mccarty Transferência de virulência em Streptococcus pneumoniae Chargaff et al. A/T=C/G=1

4 1953  Modelo estrutural

5

6 Composição Açucar (pentose)

7 Pirimidinacitosinatimina uracila

8 Purina adenina guanina

9 nucleotídeo

10

11 A T G C

12 Dupla hélice fitas antiparalelas

13 RNA x DNA RNA Simples fita timina é substituída por uracil Carrega informação do DNA p/ o ribossoma  Síntese protéica Função transportadora (tRNA) Retrovírus: substitui DNA Tamanho: 75 a 84 bases até 2x10 5

14 DNA repositório da informação genética fita dupla milhares de bases até 10 8 Estrutura 2 ária : dupla hélice pontes H-H entre as bases complementares fosfatos expostos bases (apolares) no interior 1 molécula de 6x10 6  3  de comprimento desenovelada: 3.2 mm Na célula DNA+proteínas  nucleoproteínas

15 Sistemas biológicos: H 2 O H 2 O H 2 O. + e - H 2 O. + H 2 O H 3 O+OH. e - + H 2 O e - aquoso 

16 Efeitos da radiação no DNA Com doses superiores a 1000 rad (10 Gy): Quebra de pontes H--H Quebra de cadeias Cross-linking Quebra do esqueleto de açucar Dano nas bases Deixa de funcionar como template Quebra simples mais freqüente

17 Ação direta da radiação viscosidade   formação de ligações cruzadas  peso molecular  gel No vácuo  insolúvel  quebra de cadeias Quebras coincidentes  rompimento Agitação   ligações cruzadas Ligações cruzadas  com  H 2 O O2   ligações cruzadas  peróxidos

18 Rompimento de H--H não é importante, forma novamente Só é relevante se N o de quebras for grande Quebras: açucar fosfato

19 Efeitos da radiação no DNA celular

20 Fago T7  DNA dupla fita Irradiado em suspensão com ou sem agente protetor Quebra em uma hélice proporcional à dose Uma quebra dupla é suficiente para matar o fago (provavelmente 2 quebras simples em hélices opostas) Na presença de His a D 37 vai de 30 Krad para 84 Krad Com His + Cys, a D 37 vai de 84 para 175 Krad

21 DNA+ histonas DNA Mesmo efeito é observado com soroalbumina, glicose MeOH, tioureia e cisteamina

22 5’ 3’5’ 3’ 5’ 3’5’ 3’ rad 5’ 3’5’ 3’ com O 2 sem O 2 Cross-linking peroxidação

23 5’ 3’5’ 3’ rad Quebra dupla Ocorre quando o DNA é transpassado por uma partícula  (600 eV/ quebra dupla) 2-Quando um foco de ionizações ocorre pela radiação ionizante (850 eV/quebra dupla) 3- quando, ao acaso duas quebras simples se justapõem 1 quebra dupla ocorre para cada 70 quebras simples. É o mecanismo de quebra pelos H. e OH. da água.

24 Reparo DNA tratamento c/ agentes físicos ou químicos DNA lesado DNA restaurado (preservação da informação) Perda de atividade biológica DNA mutado (evolução) reparação correta ausência ou insucesso da reparação reparação incorreta

25 Exemplo/causa TIPOS DE LESÃO QUE DEMANDAM REPARO remoção de purina por ácido ou calor, remoção de bases alteradas por enzimas base faltosa radiação ionizante, agentes alquilantesBase alterada mutações que afetam proofreading da 3’  5’ exonuclease de bases incorretamente incorporadas Base incorretaAlça devida a deleção ou inserção de nucleotídeo agentes intercalantes que causam adição ou perda de nucleotídeos durante a recombinação ou replicação Pirimidinas ligadas dímeros de ciclobutilas (normalmente timinas) resultantes de radiação UV Quebra de fitas ligação fosfodiéster por radiação ou agentes químicos (bleomicina)

26 ligação covalente por agentes alquilantes bifuncionais (mitomicina) Fitas ligadas por ligação covalente Fragmentos 3’de deoxiribose quebra da estrutura da deoxiribose por radicais livres levando à quebra de fitas

27 Formação de dímeros de Timina – Efeito irreversível

28 Tentativas de reparo do DNA

29 Mecanismo de reparo por excisão de nucleotídeos

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31 Doenças humanas hereditárias associadas com defeitos de reparo do DNA