ÁCIDOS NUCLEICOS BIOLOGIA. Em 1865, o bioquímico Friedrich Miescher verificou, no núcleo de glóbulos brancos do pus e de espermatozoides, a presença de.

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1 ÁCIDOS NUCLEICOS BIOLOGIA

2 Em 1865, o bioquímico Friedrich Miescher verificou, no núcleo de glóbulos brancos do pus e de espermatozoides, a presença de ácidos associados a proteínas. O nome ácido nucleico indica que as moléculas de DNA e RNA são ácidas e foram identificadas, a princípio, no núcleo das células. Nos seres vivos existem dois tipos básicos de ácidos nucleicos: DNA RNA Ácido desoxirribonucleico Ácido ribonucleico São moléculas gigantes formados por unidades menores denominadas nucleotídeos. São moléculas gigantes formados por unidades menores denominadas nucleotídeos.

3 Os nucleotídeos são formados por três tipos de substância química: o uma BASE NITROGENADA. o uma PENTOSE. o um FOSFATO.

4 BASE NITROGENADA: BASE NITROGENADA: São compostas por C, H, O e N formando um anel e por este motivo, podem ser de dois tipos: Bases Púricas ou Purinas: Possuem dois anéis de Carbono e Nitrogênio Bases Pirimídicas ou pirimidinas: possuem apenas um anel de Carbono e Nitrogênio

5 Existem cinco tipos de bases nitrogenadas ADENINA GUANINA CITOSINA TIMINA URACILA BASES PÚRICAS OU PURÍNICAS BASES PÚRICAS OU PURÍNICAS BASES PIRIMÍDICAS OU PIRIMIDÍNICAS BASES PIRIMÍDICAS OU PIRIMIDÍNICAS apenas no DNA apenas no RNA

6 BASES PÚRICAS E PIRIMÍDICAS Bases pirimídicas: São simples. CITOSINATIMINA CITOSINA e TIMINA Bases púricas: São duplas. ADENINAGUANINA ADENINA e GUANINA BASES PIRIMÍDICAS E PÚRICAS DO DNA

7 BASES PIRIMÍDICAS E PÚRICAS DO RNA Bases pirimídicas: São simples. CITOSINAURACILA CITOSINA e URACILA Bases púricas: São duplas. ADENINAGUANINA ADENINA e GUANINA

8 Existem dois tipos de pentoses RIBOSE DESOXIRRIBOSE e RNA DNA

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10 Em 1953, James Watson e Francis Crick propuseram um modelo para a molécula de DNA: o modelo da dupla hélice. o A molécula do DNA possui duas cadeias ou fitas de polinucleotídeos, ligadas uma à outra pelas bases nitrogenadas. o Elas estão torcidas, formando uma hélice dupla, e emparelhadas em sentidos opostos. o Comparada a uma escada, os “degraus” são as bases nitrogenadas e o “corrimão” é formado por pentoses alternadas com fosfatos. DNA – ácido desoxirribonucleico

11 A ligação entre as bases das duas fitas é feita por ligações de hidrogênio. Observando o modelo da molécula de DNA notamos que timina (T) se liga sempre à adenina (A), por duas ligações de hidrogênio, e a base citosina (C) está sempre ligado à guanina (G) por três ligações de hidrogênio. DNA – ácido desoxirribonucleico

12 ESTRUTURA MOLECULAR DO DNA

13 DNA – ácido desoxirribonucleico PONTES DE HIDROGÊNIO ADENINA (A) liga-se com TIMINA (T) por meio de 2 pontes de H; GUANINA (G) liga-se com CITOSINA (C) por meio de 3 pontes de H;

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15 DNA – ácido desoxirribonucleico

16 DUPLICAÇÃO DO DNA AUTODUPLICAÇÃO ou REPLICAÇÃO – Capacidade do DNA de originar cópias exatas de si mesmo IMPORTÂNCIA: Permite que após a divisão celular, as células filhas recebam a mesma quantidade de moléculas de DNA da célula-mãe O processo é dividido em 4 etapas:

17 DNA – ácido desoxirribonucleico DUPLICAÇÃO DO DNA

18 Pareamento de fitas de DNA OH O H2CH2C P O OO O O H2CH2C P O OO O O H2CH2C P O OO O O H2CH2C P O OO O O H2CH2C P O OO O O H2CH2C P O OO O 3´ 5´ Invertido e Complementar G T C G A C   = P P

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20 DNA – ácido desoxirribonucleico DUPLICAÇÃO SEMICONSERVATIVA

21 O experimento de Hershey e Chase DNA – ácido desoxirribonucleico

22 O experimento de Meselson e Stahl DNA – ácido desoxirribonucleico

23 O experimento de Meselson e Stahl DNA – ácido desoxirribonucleico

24 RNA – ácido ribonucleico RNA – RiboNucleic Acid (do inglês) ESTRUTURA MOLECULAR DO RNA Formado por vários nucleotídeos (moléculas grandes) Precisa do DNA para ser formado O açúcar do RNA é uma pentose (RIBOSE) URACILA no lugar de TIMINA NÃO POSSUI DUPLA HÉLICE (única camada)

25 Há três principais tipos de RNA: o RNA mensageiro ou moldador (RNAm ou mRNA): leva o código genético do DNA para o citoplasma, onde, seguindo esse código, determina a sequência de aminoácidos da proteína. o RNA transportador ou de transferência (RNAt ou tRNA): transporta aminoácidos até o local da síntese da proteína. o RNA ribossomal ou ribossômico (RNAr ou rRNA): participa da estrutura dos ribossomos, nos quais ocorre a síntese de proteínas, e tem ação enzimática. O controle da síntese de proteínas é feito em duas etapas: a transcrição e a tradução. RNA – ácido ribonucleico

26 RNA – RiboNucleic Acid (do inglês) TRANSCRIÇÃO DO RNA A molécula de DNA abre-se por ação da enzima RNA POLIMERASE Em seguida começa o pareamento de novos nucleotídeos Depois de pareado, o RNA pronto irá soltar-se e vai para o citoplasma A molécula de DNA se recompõe e volta ao normal

27 PROMOTOR FIM FRAGMENTO DE UMA MOLÉCULA DE DNA GENE é um trecho de DNA que na maioria das vezes codifica uma proteína A região promotora que indica a sequência de gene que se ligará a enzima responsável pelo processo de TRANSCRIÇÃO; a RNA polimerase (Enzima). A região promotora que indica o término do processo de TRANSCRIÇÃO do RNA e a dissociação da RNA polimerase. 5’ 3’ 5’ PONTES DE HIDROGÊNIO RNA – ácido ribonucleico

28 QUEBRA DAS LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO ENTRE AS DUAS CADEIAS DE DNA QUEBRA DAS LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO ENTRE AS DUAS CADEIAS DE DNA SEPARAÇÃO DAS FITAS DE DNA ‘ A G C T A T C T FIM PROMOTOR 5 ’ T C G A T A G A 3’ 5’3’ RNA – ácido ribonucleico

29 A A Liberação da RNA polimerase U U C C G G A A U U A A G G RNA POLIMERASE Reconhece o gene promotor RNA POLIMERASE Reconhece o gene promotor PROMOTOR FIM RIBONUCLEOTIDEO U C G A U A G A A A G G C C T T A A T T C C T T NOVA MOLÉCULA DE RNA FORMADA 3’ 5’ Síntese da molécula de RNA RNA – ácido ribonucleico

30 PROMOTOR FIM RESTABELECIMENTO DAS PONTES DE HIDROGÊNIO ENTRE AS DUAS CADEIAS DE DNA A A G G C C T T A A T T C C T T U C G A U A G A T C G A T A G A NOVA FITA DE RNAm 5’ 3’ 5’ 3’ O DNA FOI USADO COMO MOLDE PARA FORMAÇÃO DA MOLÉCULA DE RNA RNA – ácido ribonucleico

31 ÉXONS 5’ 3’ 5’ 3’ ÉXONS ÍNTRON ÉXONS A célula retira os íntrons e religa os éxons, e esses que vão para tradução TRANSCRIÇÃO ÉXONS 3’ ÍNTRON ÉXONS ÍNTRONS REMOVIDOS POR SPLICING RNA mensageiro editado 5’ Éxons: sequência que codifica uma proteína. Íntron: sequência que nada codifica. RNAm RNA – ácido ribonucleico

32 RNA – RiboNucleic Acid (do inglês) TRADUÇÃO DO RNA Sequência nucleotídica de uma molécula de RNAm é utilizada para ordenar a síntese de uma cadeia polipeptídica com sequência de aminoácidos que determina uma proteína. Um códon corresponde a uma sequência de três nucleotídeos nas moléculas de DNA e RNA, a qual define um aminoácido específico a ser adicionado à cadeia de polipeptídica que será sintetizada. Esses códons são representados pelas letras iniciais das bases nitrogenadas (A, U, C e G) e são organizadas em trincas, sendo que cada códon corresponde a um aminoácido.

33 UUU UUC UUA UUG UAU UAC UCA UCG UCU UCC UAA UAG UGA UGG UGU UGC CUA CUG CUU CUC AUA AUG AUU AUC GUA GUG GUU GUC CCA CCG CUU CCC ACA ACG ACU ACC GCA GCG GCU GCC CAA CAG CCU CAC AAA AAG AAU AAC GAA GAG GAU GAC CGA CGG CGU CGC AGA AGG AGU AGC GGA GGG GGU GGC UCAG 3ª U fenilalanina serina tirosinacisteína U fenilalanina serinatirosinacisteína C leucina serinaSTOP A leucina serinaSTOP triptofano G C leucina prolinhistidina argininaU leucina prolinhistidina argininaC leucina prolinglutamina argininaA leucina prolinglutamina argininaG A isoleucinatreoninaaspagina serina U isoleucinatreoninaaspagina serina C isoleucinatreoninalisina arginina A metioninatreoninalisina arginina G G valinaalanina Ác.aspartico glicinaU valinaalanina Ác.aspartico glicinaC valinaalanina Ác.glutamico glicinaA valinaalanina Ác.glutamico glicinaG 1ª BASE DO CÓDON RNA – ácido ribonucleico 2ª BASE DO CÓDON

34 GCU GCC GCA GCG CGA CGG AGA AGG GAU GAC AAU AAC UGU UGC GAA GAG GGU GGC CAA CAG GGA GGG CGU CGC ACU ACC ACA CCA CCG UUA UUG AAA AAG UUC CCU CCC CCA CCG UCA UCG AGU AGC ACG ACU ACC ACA UAU UAC GUU GUC GUA GUG UAA UAG UGA CGU CGC CCU CCC UCU UCC AlaAlaArgArgAspAsp AsnAsn CysCys GluGlu GlnGlnGlyGlyHisHis IleIleLeuLeu LysLys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val STOP AUG UUU UGG CÓDONSCÓDONS CÓDONSCÓDONS AMINOÁCIDOS CÓDONSCÓDONS CÓDONSCÓDONS Como a maioria dos aminoácidos podem ser codificados por mais de um códon, dizemos que o código genético é “degenerado”. RNA – ácido ribonucleico

35 BIOLOGIA, 1º Ano (Ensino Médio) Os ácidos nucléicos e o código genético GCU GCC GCA GCG CGA CGG AGA AGG GAU GAC AAU AAC UGU UGC GAA GAG GGU GGC CAA CAG GGA GGG CGU CGC ACU ACC ACA CCA CCG UCA UCG AAA AAG UUC CCU CCC CCA CCG UCA UCG AGU AGC ACG ACU ACC ACA UAU UAC GUU GUC GUA GUG UAA UAG UGA CGU CGC CCU CCC UCU UCC AlaAlaArgArgAspAsp AsnAsn CysCys GluGlu GlnGlnGlyGlyHisHis IleIle LeuLeu LysLys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val STOP AUG UUU UGG CÓDONSCÓDONS CÓDONSCÓDONS AMINOÁCIDOS CÓDONSCÓDONS CÓDONSCÓDONS ALANINA ARGININA AC.ASPÁTICO ASPARGINA CISTEÍNA ÁC.GLUTÂMICO GLUTAMINA GLICINA HISTIDINA ISOLEUCINA LEUCINA LISINA METIONINA FENILALANINA PROLINA SERINA TREONINA TRIPTOFANO TIROSINA VALINA

36 Cadeia do RNA molde TRANSCRIÇÃO GÊNICA ‘ G U A U G G UUU A T G G G G G C C C C A tradução gênica: A A A A Códon Gly Ligação peptídica Ser Trp Phe Aminoácido Cadeia do DNA-molde para o RNA Tradução gênica Polipeptídio Em um gene, a sequência de bases de uma das cadeias do DNA é transcrita na forma de uma molécula de RNAm, que por sua vez será traduzida em uma cadeia de polipeptídica. Cada trinca de base no RNAm (códon) corresponde a um aminoácido na proteína. (Animação baseada: em Campbell e cols., 1999) Cadeia de DNA RNA – ácido ribonucleico

37 A U U G U A U A CC G C G C G A U G RNA mensageiro O RNAt transporta metionina e inicia a tradução gênica, encaixa-se no local do ribossomo chamado de sítio P (de Peptidil), o RNAt tem um anticódon (UAC) que se liga ao códon do RNAm (AUG). Sitio A Sitio P RNAt A ligação peptídica é formada O RNAt contém um anticódon que é complementar ao códon do RNAm com o qual se liga no sítio A. O 1º códon é tipicamente AUG RNA – ácido ribonucleico

38 A U U G U A U A CC G C G C G A U G RNA mensageiro Met Arg Ligação peptídica Deslocamento do ribossomo Saída do RNAt À medida que o ribossomo se desloca sobre uma cadeia de RNAm vai traduzindo sua mensagem na forma de uma cadeia Polipeptídica. RNA – ácido ribonucleico

39 A U U G U A U A CC G C G C G A U G RNA mensageiro Met Arg Ile Ligação peptídica Deslocamento do ribossomo Saída do RNAt À medida que o ribossomo se desloca sobre uma cadeia de RNAm vai traduzindo sua mensagem na forma de uma cadeia Polipeptídica. RNA – ácido ribonucleico

40 A U U G U A U A CC G C G C G A U G RNA mensageiro Met Arg Ile Ala Ligação peptídica Saída do RNAt Deslocamento do ribossomo À medida que o ribossomo se desloca sobre uma cadeia de RNAm vai traduzindo sua mensagem na forma de uma cadeia polipeptídica. RNA – ácido ribonucleico

41 A U U G U A U A CC G C G C G A U G RNA mensageiro F L Met Arg Ile Ala Leu Fator de liberação Saída do RNAt Quando isso ocorre, o sítio A é ocupado por uma proteína denominada fator de liberação e todos os participantes do processo se separam. Deslocamento do ribossomo Após o deslocamento do ribossomo, finalmente chega ao códon que não codifica nenhum aminoácido correspondente (UAG= Stop códon). (UAG= Stop códon) RNA – ácido ribonucleico

42 A U U G U A U A CC G C G C G A U G RNA mensageiro F L Met Sub unidade menor Sub unidade menor Subunidade maior Subunidade maior Arg Ile Ala Leu Polipeptídio recém sintetizado A proteína é formada a partir da informação da sequência de códons do RNAm e assim finaliza a tradução. Depois que esse fator se ligar ao códon (UAG), o aminoácido anterior dissocia-se do complexo ribossômico. O ribossomo se dissocia, assim como o fator de liberação e o recém formado polipeptídio é liberado. FIM DA TRADUÇÃO RNA – ácido ribonucleico

43 PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE DNA E RNA DNARNA BASES PÚRICAS ADENINA(A) GUANINA (G) ADENINA(A) GUANINA (G) BASES PIRIMÍDICAS CITOSINA (C) TIMINA (T) CITOSINA (C) URACILA (U) PENTOSES DESOXIRRIBOSERIBOSE ÁCIDOS NUCLEICOS

44 EXAME DE PATERNIDADE EXAME DE PATERNIDADE POR DNA

45 EXAME DE PATERNIDADE EXAME DE PATERNIDADE POR DNA Com base nos padrões de fragmentos de DNA representados abaixo, qual dos casais pode ser considerado como pais biológicos do Bebê 81?

46 5/8/2017 23:29Xuxu o seu Professor!46