ESTRUTURA E FUNÇÃO DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS

Todo ser vivo tem a capacidade de auto-replicação ÁCIDOS NUCLÉICOS ARMAZENAM TRANSMITEM EXPRESSAM INFORMAÇÃO GENÉTICA

DNA

Como é a unidade básica do DNA?

Quem consegue lembrar quais são as subunidades?

Quem consegue esquematizar?

Polímeros formados por NUCLEOTÍDEOS DNA Polímeros formados por NUCLEOTÍDEOS GRUPO FOSFATO Ligação em C5 BASE NITROGENADA Ligação em C1 AÇÚCAR (5C)

Purinas Pirimidinas

ligações fosfodiester entre as hidroxilas 5’ e 3’

BASES NUCLEOSÍDEO NUCLEOTÍDEO Purinas Adenina Adenosina Adenilato Desoxiadenosina Desoxiadenilato Guanina Guanosina Guanilato Desoxiguanosina Desoxiguanilato Pirimidinas Citosina Citidina Citidilato Desoxicitidina Desoxicitidilato Timina Timidina Timidilato

duas fitas de DNA enroladas em torno do eixo da hélice DUPLA-HÉLICE DE DNA duas fitas de DNA enroladas em torno do eixo da hélice

duas fitas de DNA enroladas em torno do eixo da hélice DUPLA-HÉLICE DE DNA duas fitas de DNA enroladas em torno do eixo da hélice açúcares externos C G A T bases internas pontes de hidrogênio

então o que mantêm a dupla-hélice são: Pontes de hidrogênio entre as bases Forças de Van der Walls entre as bases Característica hidrofóbica das bases nitrogenadas Interações iônicas entre o grupo fosfato e íons Mg2+ do meio

características da dupla-hélice

As fitas da dupla hélice estão em direções opostas ANTIPARALELISMO As fitas da dupla hélice estão em direções opostas

Representa-se a cadeia na orientação 5’ 3’ Por convenção 5’ ACGT 3’ Representa-se a cadeia na orientação 5’ 3’

Em qualquer seqüência de DNA as relações A/T e C/G é igual a 1 COMPLEMENTARIEDADE Em qualquer seqüência de DNA as relações A/T e C/G é igual a 1

Cadeias Complementares Cadeia 1 5` T G C T G A C G T 3` Cadeia 2 3` A C G A C T G C A 5` ao separar cada cadeia serve de molde para a síntese gera cadeias filhas com mesma constituição molecular da mãe

As ligações entre açucar e base não são diretamente opostas gerando Estrutura geral As ligações entre açucar e base não são diretamente opostas gerando bases mais expostas

Desnaturação e renaturação do DNA TEMPERATURA TEMPERATURA

Desnaturação e renaturação do DNA TITULAÇÃO ÁCIDOS/BASES x

Em qual situação é mais fácil desnaturar? Desnaturação e renaturação do DNA Em qual situação é mais fácil desnaturar?

TIPOS DE DNA – conformações do DNA dependem da composição de bases nitrogenadas dependem do meio em que se encontram

TIPOS DE DNA C, D, E só em laboratório Existem 6 formas de DNA A, B, Z em condições fisiológicas

TIPO DE DNA - B Dupla-hélice mais longa e fina Dupla-helice clássica de Watson e Crick Mais abundante nas células Dupla-hélice gira para a direita Rotação entre dois nucleotídeos é 34,6o Forma uma volta completa a cada 10,4 pb Diâmetro da dupla-hélice é de 2,37nm Caso -seja desidratado em etanol -seja retirado sal

TIPO DE DNA - A Dupla-hélice mais curta e grossa Pouco abundante nas células Acredita-se estar relacionado ao DNA:RNA, transcrição Dupla-hélice gira para a direita Rotação entre dois nucleotídeos é 20o Forma uma volta completa a cada 11 pb Caso -A ou B estejam em meio a grandes concentrações de cátions

TIPO DE DNA - Z Dupla-hélice mais longa e fina que DNAB DNA B pode se converter em Z A cavidade maior desaparece e a menor fica profunda Dupla-hélice gira para a esquerda Forma uma volta completa a cada 12 pb Diâmetro da dupla-hélice é de 1,84nm

RNA

CARACTERÍSTICAS - Polímero linear

CARACTERÍSTICAS - Normalmente em fita simples

CARACTERÍSTICAS - Pentose ribose

CARACTERÍSTICAS - Timina trocada por Uracil

Tipos de RNA - RNA mensageiro estão relacionados à localização e função desempenhada - RNA mensageiro Transfere informação genética do DNA aos ribossomos 1 a 5 % do RNA da cél.

Principal componente do ribossomo Tipos de RNA - RNA ribossomal Principal componente do ribossomo 75 % do RNA da cél.

Carrega aminoácidos até os ribossomos para síntese protéica Tipos de RNA - RNA transportador Carrega aminoácidos até os ribossomos para síntese protéica 10 a 15 % do RNA da cél.

Só ocorre em eucariotos Tipos de RNA - RNA heterogênios nucleares Precursores do RNAm Só ocorre em eucariotos

Tipos de RNA - RNA pequenos nucleares Ligados a proteínas, formam ribonucleoproteínas Agem na síntese de RNAm funcionais

Tipos de RNA - RNA pequenos No núcleo e citoplasma, agem estruturalmente e cataliticamente (ribozimas)

REPLICAÇÃO DO DNA

REPLICAÇÃO DO DNA O que é?

REPLICAÇÃO DO DNA processo em que cada cadeia de DNA dá origem a duas cadeias filhas iguais à que lhes deu origem, por meio de processo semiconservativo

Qual a relação? X DUPLICAÇÃO DO DNA DIVISÃO CELULAR

Replicação do DNA Ciclo Celular na divisão os cromossomos devem estar duplicados na divisão a célula deve ter atingido um tamanho mínimo

tempo insuficiente para 1 ciclo de replicação celular E. coli ciclo celular 20 min tempo insuficiente para 1 ciclo de replicação celular

Em células eucarióticas 2c = conteúdo diplóide de DNA 4c = conteúdo tetraplóide de DNA

devem existir mecanismos para sinalizar necessidade da divisão celular

Mecanismo de Replicação Sentido da replicação?

Sentidos da Replicação

Mecanismo de Replicação Local de origem da replicação?

Local de origem da replicação? PARA PROCARIOTOS E EUCARIOTOS

PROCARIOTOS - única origem de replicação

EUCARIOTOS - várias origens de replicação

REPLICON – segmento de DNA com ponto de origem / autoduplicação E. coli 1 RÉPLICON GENOMA HUMANO DE 10.000 A 100.000 REPLICONS

Mecanismo de Replicação Características da região Ori?

região Ori – apresenta 245 pb estudo com E.coli permitiu observar algumas características região Ori – apresenta 245 pb apresenta 2 grupos de seqüências

4 seqüências repetidas de 9 pb sítio de reconhecimento da proteína iniciadora - DnaA 5’ TTAT(C/A)CA(C/A)A 3’ CAIXAS DE DnaA 3 seqüências repetidas de 13 pb ricas em AT – 2 pontes de H (à esquerda da seqüência-9 pb) Lic 13/2

Funções da DnaA Liga-se à origem Determina o local de início da replicação Induz a abertura da dupla fita Posiciona a proteína DnaB em oriC

Mecanismo de Replicação Etapas da replicação?

Etapas da replicação COMPLEXO INICIAL COMPLEXO ABERTO COMPLEXO PRÉ-PRIMING AÇÃO DA PRIMASE

complexo de 20-40 monômeros DnaA:oriC inicia abertura I. COMPLEXO INICIAL DnaA complexo de 20-40 monômeros oriC Complexo de DnaA liga-se ao DnaA box facilita a abertura da fita dupla-hélice DnaA:oriC inicia abertura

Etapas da replicação COMPLEXO INICIAL COMPLEXO ABERTO COMPLEXO PRÉ-PRIMING AÇÃO DA PRIMASE

forma-se o complexo DnaB+DnaC II. COMPLEXO ABERTO Abertura iniciada é expandida por helicases DnaB– rompem as pontes de H entre bases forma-se o complexo DnaB+DnaC

Etapas da replicação COMPLEXO INICIAL COMPLEXO ABERTO COMPLEXO PRÉ-PRIMING AÇÃO DA PRIMASE

III. COMPLEXO PRÉ-PRIMING helicases movem-se em direções opostas SSB – proteínas com alta afinidade com a molécula de DNA Proteínas SSB se ligam às hélices impedindo que se religuem

Etapas da replicação COMPLEXO INICIAL COMPLEXO ABERTO COMPLEXO PRÉ-PRIMING AÇÃO DA PRIMASE

Forma-se o Complexo de Iniciação da Replicação – chega a primase IV. AÇÃO DA PRIMASE Forma-se o Complexo de Iniciação da Replicação – chega a primase primase + helicase = primossomo primers – peqs. cadeias de RNA sintetizados pela primase RNA-polimerase

Com a síntese do primer 2 DNA polimerase III unem-se ao complexo de iniciação da replicação e iniciam o alongamento da cadeia, pela adição de desoxirribonucleotídeos nas cadeias que surgem, tanto na fita contínua como na descontínua

Mecanismo de Replicação Regras para replicação?

Mecanismos básicas para o processo de replicação Processo semiconservativo na replicação as 2 fitas de DNA parental são copiadas, originando moléculas filhas com somente uma das fitas novas sintetizadas

Matthew Meselson & Franklin Stahl Mecanismo de replicação solucionado 1958 Mecanismo de replicação solucionado

descarta replicação conservativa descarta replicação dispersiva

Mecanismos básicas para o processo de replicação Inicio da replicação replicação inicia em seqüências específicas = as Origens

Mecanismos básicas para o processo de replicação Movimento da forquilha de replicação pode ser UNIDIRECIONAL – 1 forquilha BIDIRECIONAL – 2 forquilhas opostas

Mecanismos básicas para o processo de replicação Direção da Replicação adição de nucleotídeos sempre no sentido 5’3’

Mecanismos básicas para o processo de replicação Semidescontinuidade da replicação a replicação ocorre de maneira contínua numa fita e descontínua na outra