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BIOLOGIA MOLECULAR BREVE INFORMAÇÃO.

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Apresentação em tema: "BIOLOGIA MOLECULAR BREVE INFORMAÇÃO."— Transcrição da apresentação:

1 BIOLOGIA MOLECULAR BREVE INFORMAÇÃO

2 BIOLOGIA MOLECULAR BREVE INFORMAÇÃO

3 UMA DISCIPLINA ACADÊMICA QUE EXPLICA COMO AS MOLÉCULAS SE COMPORTAM DENTRO DAS CÉLULAS E O QUE RESULTA DESSAS INTERAÇÕES ENTRE MOLÉCULAS.

4 Existem em torno de quatro milhões de espécies diferentes de bactérias,
protozoários, vegetais e animais, que diferem em sua morfologia, função e comportamento. Entretanto sabe-se agora que, quando os organismos vivos são estudados a nível celular e molecular, observa-se um plano único principal de organização. O objetivo da biologia celular e molecular é precisamente este plano unificado de organização – isto é, a análise das células e moléculas que constituem as unidades estruturais de todas as formas de vida.

5 Histórico da Biologia Molecular
Descoberta da “nucleina” - F. Miescher, 1871 O DNA como responsável pela informação genética - F. Griffith, 1928 Avery, MacLeod e McCarty, 1944 Hipótese “um gene-uma enzima” - Beadle e Tatum, 1941 Elucidação da estrutura do DNA - Watson e Crick, 1953 Elucidação do Código Genético – Vários, 1966 Primeiro experimento de clonagem de DNA Descoberta da técnica de sequenciamento - Sanger, 1976 Descoberta da técnica de PCR - Mullis, 1980 Lançamento do projeto genoma humano – DOE e NIH, 1990 Primeiro alimento transgênico comercializado Primeiro genoma sequenciado (H. influenzae) – 1995 Primeiro cromossomo humano seqüenciado (Chr 22) Publicação do rascunho do genoma humano - Venter and Collins, 2001

6 Se relaciona com estudo
Biologia Molecular Herda as caract. dos pais investiga as interações entre os diversos sistemas celulares, Se relaciona  com estudo  da estrutura e função dos  genes, bem como  da organização e  funcionamento do genoma em uma determinada  célula. É o conteúdo de todo DNA presente em uma célula Tem como campo de estudo as interações bioquímicas celulares envolvidas na duplicação do material genético e na síntese protéica.

7 é o estudo da Biologia em nível molecular, com especial foco no estudo da estrutura e função do material genético e seus produtos de expressão, as proteínas. Mais concretamente, a Biologia Molecular investiga as interacções entre os diversos sistemas celulares, incluindo a relação entre DNA, RNA e síntese protéica. É um campo de estudo alargado, que abrange outras áreas da Biologia e da Química, em especial Genética e Bioquímica.

8 CELULA Uma célula é feita da varias moléculas **
Unidades  de matéria viva; Formam  todos  os tipos de orga nismos vivos existentes  na Terra; Compartilham  da mesma maquinaria para todas suas  funções  básicas; 

9 Nossas células estão vivas graças ao trabalho dessas proteínas
CELULA Uma célula é o resultado de várias moléculas diferentes agindo juntos. São moléculas pequenas ou menores, como a água, aminoácidos e minerais. São moléculas grandes os ácidos nucléicos ( como o DNA), proteínas, lipídios ( como as gorduras e o colesterol) e polissacarídeos ( amido) Uma molécula de proteína é construída a partir de um número de moléculas vinculadas denominadas AMINOÁCIDOS (20). Cada proteína exerce uma função exclusiva.- Nossas células estão vivas graças ao trabalho dessas proteínas

10 A.A essenciais ou não essenciais.
Consideram-se essenciais, ou indispensáveis, aqueles que o nosso organismo não tem capacidade de sintetizar, logo, a única forma de que dispomos para os obter, é através da ingestão de determinados alimentos, nomeadamente através da carne, dos ovos, do leite e seus derivados.  Quanto aos aminoácidos não essenciais, são aqueles que o nosso organismo consegue produzir, mais concretamente, que o nosso fígado sintetiza. Assim, destacamos os seguintes: alanina, ácido aspártico, ácido glutâmico, cisteína, glicina, glutamina, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina.

11 É a unidade fundamental dos seres vivos
É a unidade fundamental dos seres vivos. Todos os seres vivos são compostos desta unidade fundamental, desde as mais simples estruturas unicelulares, as bactérias e os protozoários, até os mais complexos, como o ser humano e as plantas. Dentro do mesmo indivíduo as células de diferentes tecidos são diferentes, não existindo célula típica.. As estruturas subcelulares (organelas) são comuns a muitos tipos de células. Essas organelas desenvolvem funções distintas, que, no total, produzem as características de vida associada com a célula. As seguintes organelas estão presentes nos organismos superiores:

12 No Citoplasma: 1- Ribossomos: Locais de síntese de cadeia polipeptídicas. 2- Retículo Endoplasmático: Área em que ocorrem as reações bioquímicas. O RE granular é responsável pelo transporte de material dentro da célula e participa da síntese de proteínas. O RE liso também tem por função permitir o transporte de substâncias, síntese de esteróides, inativação de certos hormônios, inativação de substâncias nocivas. 3- Complexo de Golgi: Acúmulo e eliminação de secreções e síntese de açúcares. 4- Lisossomos: Produção de enzimas digestivas intracelulares que ajudam na eliminação de bactérias e corpos estranhos. Se rompido, podem causar a destruição da célula. 5- Mitocôndrias : Respiração e produção de energia (ciclo de Krebs, cadeia de transporte de elétrons, dentre outros). 6- Centríolos - ausentes em vegetais superiores . Formação de cílios e flagelos. Formam os pólos para o processo de divisão celular.

13 Plastos - ausentes em animais
Plastos - ausentes em animais. Estruturas para armazenamento de amido, pigmentos e outros produtos celulares. É no cloroplasto que ocorre a fotossíntese. Vacúolos - ausentes em animais. Participação no controle osmótico da célula e armazenamento de substâncias, excesso de água, pigmentos solúveis e diversos produtos a serem eliminados. Peroxissomos : Degradação de água oxigenada e do álcool. Glioxissomos - ausentes em animais. Contém enzimas para conversão de lipídios em açúcares, utéis no metabolismo celular. No Núcleo: Envoltório Nuclear: estrutura permeável, que permite a entrada e saída seletiva de produtos celulares. Cromossomos: entidades portadoras da informação genética. Nucléolo: síntese de RNA ribossômico.

14 As células podem ser de dois tipos: as procariontes e as eucariontes, esta última pode ser dividida em animal e vegetal, mas todas são compostas de pelo menos uma membrana e de material genético.

15 CÉLULAS PROCARIONTES São tidas como primitivas, isso é, são seres com poucas estruturas e funções, Os seres pertencentes a esse grupo são as Bactérias e as Cianofíceas ou algas azuis (que também são bactérias), SUAS CARACTERÍSTICAS SÃO: Não possuem carioteca (compartimento que individualiza o material genético, que nas células eucarionte são conhecidas como núcleo); Não possuem algumas organelas que são importante na produção de energia e na respiração; Elas possuem um material genético circular (plasmídeo), e um DNA disperso no citoplasma; Além da membrana plasmática possui uma parede celular.

16 Reticulo endoplasmático;
CÉLULAS EUCARIONTES São mais complexas que as procariontes, pois, contém a membrana nuclear (que individualiza o material genético do citoplasma), contém varias organelas, e diversas funções. As células eucariontes vegetais se diferem das células eucariontes animais, por conter parede celular e cloroplasto e um grande vacúolo. Os principais componentes de uma célula são, DNA, RNA, água, proteína, lipídeo, compostos orgânicos (vitaminas, carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucléicos. e inorgânicos água e sais minerais A maioria das organelas são formadas a partir da invaginação da membrana plasmática, que com a evolução foram adquirindo especialização, estas organelas são: Complexo de golgi; Miofibrilas; Reticulo endoplasmático; Vacúolo; Vesículas.

17 1ºs Estudos Bioquímicos
CARACTERÍSTICA  GERAL DAS CÉLULAS  HEREDi-TARIEDADE Passagem  de informações específicas, minuciosamente detalhadas,  os organismos parentais para seus descendentes  durante a reprodução. Gregor  Mendel – 1865 Friedrich  Miescher – 1868 1º a estudar a hereditariedade.      Fatores hereditários transmitidos entre descendentes.      Associados com características (fenótipos) específicas mas de natureza física desconhecida. 1ºs  Estudos Bioquímicos  do Núcleo Celular

18 Uma característica essencial à continuidade da vida em nosso planeta é a capacidade que os organismos tem de fazerem cópias de si mesmos. Essa capacidade de copiar está associada ao material hereditário, o .

19 Esse processo de duplicação do DNA, chamamos de REPLICAÇÃO.
Essas cópias são feitas através da duplicação do material hereditário, ou seja, do DNA. Esse processo de duplicação do DNA, chamamos de REPLICAÇÃO.

20 OS GENES ESCRITOS NO DNA PARA O RNA,
Conhecimento atual Porção ácida (DNA) uma porção básica (proteína) UMA CÉLULA COPIA OS GENES ESCRITOS NO DNA PARA O RNA,

21 Informação hereditária
A  molécula que contém a  Informação hereditária  é o DNA. guardião da  informação  genética transporta a informação genética de maneira codificada de célula a célula e dos pais para a progênie. é o principal armazenador da informação genética. Esta informação é copiada ou transcrita para moléculas de RNA, RNA: um guia de construção de proteínas

22 RNAs  e proteínas celulares 
Síntese  dos constituintes celulares 

23 Existem duas diferenças principais entre o DNA e o RNA
O DNA POSSUI O RNA POSSUI molécula de desoxirribose uma molécula de ribose contém timina contém uracila

24 Os RNA, existem na célula como produto direto de genes e pertencem a 3 classes distintas: o RNA mensageiro (mRNA), o qual alberga informação que posteriormente será traduzida numa proteína; o RNA ribossomal (rRNA), componente principal do ribossoma (local de síntese de cadeia polipeptídicas) RNA de transferência (tRNA) que funciona como uma molécula transportadora de aminoácidos no decorrer do processo de tradução.

25 Diferenças principais entre DNA e RNA.
Ácido desoxirribonucléico (DNA ) Ácido ribonucléico (RNA) Localização Primariamente no núcleo, também nas mitocôndrias e Cloroplastos No citoplasma, nucléolo e cromossomos Bases pirimidínicas Citosina ( c ) Timina ( t ) Citosina ( c ) Uracila ( u ) Citosina Timina Adenina Guanina

26 Basicamente existem dois tipos de ácidos nucléicos:).
o acido desoxirribonucléico (DNA) Basicamente existem dois tipos de ácidos nucléicos:). e O DNA é o principal constituinte dos cromossomos o acido ribonucléico (RNA) RNA é o responsável pela síntese das proteínas Tanto o DNA quanto o RNA são formados por nucleotídeos e cada uma dessas moléculas é formada por: fosfato, açúcar (RNA ou DNA) e base nitrogenada.

27 As bases nitrogenadas podem ser
Púricas: adenina(A) e guanina(G)   Pirimídicas: timina(T), citosina(C) e uracila(U) DNA RNA Bases púricas Adenina Guanina Bases pirimídicas Citosina Timina Uracila Pentose Desoxirribose Ribose ++=====

28 As bases nitrogenadas, adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G) são os únicos constituintes que viram ao longo do filamento.

29 De acordo com o modelo proposto por Watson Crick cada filamento de DNA é formado pela sequência de nucleotídeo, sendo cada nucleotídeo constituído por três moléculas: ácido fosfórico + desoxirribose + base nitrogenada. As bases nitrogenadas, adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G) são os únicos constituintes que viram ao longo do filamento. Um código é um sistema de símbolos usado para traduzir informações de uma forma ou outra. No código genético os símbolos são quatro letras: A, T, C e G, correspondentes às quatro bases nitrogenadas. Temos um total de vinte aminoácidos que devem ser codificados e apenas quatro símbolos para cada código. A mensagem é chamada CODON e cada codon é constituído por três letras, representando combinações de três nucleótides. Portanto ao longo da cadeia de DNA, cada termo representa um determinado aminoácido. Vários codons diferentes podem codificar um mesmo aminoácido. Daí o código ser designado como degenerado. Sendo o mesmo para qualquer ser vivo o código é UNIVERSAL.

30 OS GENES SÃO MANTIDOS DENTRO DO
Genes:  Segmentos do DNA/RNA que codificam uma cadeia polipeptídica ou uma molécula de RNA. OS GENES SÃO MANTIDOS DENTRO DO NOSSO DNA!

31 Existem três tipo de genes. Aqueles que são apenas transcritos,
O gene é uma unidade hereditária que consiste numa sequência particular de bases no DNA e que especifica a produção de uma certa proteína (por exemplo, uma enzima). Existem três tipo de genes. Aqueles que são apenas transcritos, os que são transcritos e traduzidos e os que não são transcritos e consequentemente não são traduzidos. Quando um gene se expressa, sua informação é primeiramente copiada no ácido ribonucléico (RNA), que por sua vez dirige a síntese dos produtos elementares do gene, as proteínas específicas.

32 É o conjunto completo de informações no DNA de um organismo
Genoma:  Conjunto do material genético (RNA/DNA) de uma célula viva ou vírus É o conteúdo de todo DNA presente em uma célula, incluindo todos os genes e todas as regiões intergênicas É o conjunto completo de informações no DNA de um organismo

33 O principal objetivo do estudo do genoma é descrever o conteúdo de cada cromossomo humano
O Projeto Genoma Humano é um empreendimento internacional, iniciado formalmente em 1990 e projetado para durar 15 anos, com os seguintes objetivos: identificar e fazer o mapeamento dos cerca de 30 mil genes que supõe-se existir no DNA; determinar a seqüência dos 3 bilhões de bases químicas que compõem o DNA; armazenar essa informação em bancos de dados, desenvolver ferramentas eficientes para analisar esses dados e torná- los acessíveis para novas pesquisas biológicas. .

34 Ninguém pode prever o que os avanços na biologia molecular poderão trazer à humanidade
Mas podemos olhar o campo de estudo no presente e tentar adivinhar para onde ele caminha. Tanto a genômica quanto a proteomica são campos enormes da biologia molecular que estão apenas começando a ser pesquisados. A genômica é o campo da ciência que objetiva explicar a função da cada gene de nosso genoma, bem como entender como o DNA que não codifica genes funciona dentro da célula. A proteomica é campo relacionado que pretende descrever como cada proteína funciona além de descrever como as proteínas interagem entre si. Células – tronco representam outra ferramenta que os biólogos moleculares usam, cujo potencial é praticamente ilimitado. Cientistas da Universidade de Kyoto descobriram como produzir uma célula- tronco poderosa ( pluripotente) a partir de uma célula da pele de um adulto( denominada uma célula- tronco pluripotente induzida.

35 Apesar dessa célula ser um pouco mais madura , ela ainda pode se transformar em qualquer outra célula ou tecido. A ciência das células – tronco é um campo muito promissor dentro da biologia molecular. Usando essas novas tecnologias, cientistas poderão ser capazes de reparar o dano em pessoas que sofreram derrames, ou em pessoas que sofram de insuficiência renal ou cardíaca. Células – tronco pluripotentes induzidas tem a vantagem extra de serem moralmente menos questionáveis do que células – tronco embrionárias, já que são feitas a partir de tecido de adultos, em vez de embriões. Apesar de a biologia molecular ter o potencial de alterar drasticamente a forma como tratamos as doenças e como vivemos nossas vidas, não podemos contar com progressos milagrosos. Como qualquer ciência de pesquisa, o progresso na biologia molecular é lento. No entanto, todos os processos, técnicas e avanços que aprendemos vieram da combinação de pensamentos criativo com metodologias cientificas rigorosas.


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