Prof. MSc. Joo Marcelo Castro Gentica e Biologia Molecular

j.marcelo@ufpi.edu.br

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUDEPARTAMENTO DE BIOLOGIA

DISCIPLINA: GENTICA

Nucleotdeos e cidos Nuclicos1. IntroduoNucleotdeos Papel apoiador crucial no metabolismo

celular:a) Compostos ricos em energia que dirigem o

metabolismo celular:NTPs (Ex. ATP) Transferncia de energia;

b) Sinais Qumicos:AMPc Papel de sinalizao, resposta a

hormnios; c) Componentes estruturais de cofatores

enzimticos:NAD+ e FAD;d) Constituintes dos cidos nuclicos.

Nucleotdeos e cidos Nuclicos

Nucleotdeos: monmeroscidos nuclicos: polmeros Informao Gentica;

cido Desoxirribonuclico (DNA);cido Ribonuclico (RNA).

2. Nucleotdeos (Monmeros)

Composio:1. Base Nitrogenada;

Compostos parentes da Purina e Pirimidina2. Uma Pentose;

Forma cclica, carbonos numerados com a notao 3. Um grupo fosfato.

A base unida covalentemente (N-1 das pirimidinas e no N-9 das purinas) numa ligao N-glicosdica no carbono 1 da pentose e o fosfato esterificado ao carbono 5.

Nos desoxirribonucleotdeos a OH do C2 substituda por um H

Com o grupo fosfato, o composto formado um Nucleotdeo; Sem o grupo fosfato, um nucleosdeo.

DNA:Bases Purnicas: Adenina (A) e Guanina (G);Bases Pirimidnicas: Citosina (C) e Timina (T).

RNA:Bases Purnicas: Adenina (A) e Guanina (G);Bases Pirimidnicas: Citosina (C) e Uracila (U).

Apenas raramente T aparece no RNA e U no DNA.

Bases purincas e pirimdicas minoritrias mostradas como nucleosdeos

2.1. Ligaes Fosfodister

Ligao entre os nucleotdeos sucessivos do DNA e do RNA so covalentemente ligados por pontes de grupos fosfatos;

Especificamente:O grupo hidroxila 5 de um nucleotdeo

covalentemente ligado ao grupo hidroxila 3 do prximo nucleotdeo, por uma ligao fosfodister.

Especificamente:O grupo hidroxila 5 de um nucleotdeo covalentemente ligado ao grupo hidroxila 3 do prximo nucleotdeo, por uma ligao fosfodister.

Polimerizao Ligaes fosfodister (-O-P-O-) entre carbono 5 (ligado

ao fosfato) e a hidroxila do carbono 3 Crescimento 5 3

As cadeias covalentes de DNA e RNA consistem de resduos alternados de fosfato e pentose;

Cadeias Hidroflicas Grupos hidroxilas das pentoses podem fazer pontes de H com a gua;

Grupos fosfato totalmente ionizados e carregados negativamente em pH 7,0

Orientao das ligaes fosfodister: 53Extremidade 5;Extremidade 3.

CARACTERSTICAS DNA RNA

Bases Timina Uracila

Acar Desoxirribose Ribose

Fita Dupla Simples

Tipos - mRNA, rRNA, tRNA,snRNA e

miRNA

DNA x RNA

DNA Armazenamento da Informao Biolgica;

RNAs Variedade de FunesrRNAs Componentes estruturais dos ribossomos;mRNAs cidos nuclicos que carregam a

informao de um ou muitos genes para os ribossomos, onde as protenas correspondentes sero sintetizadas;

tRNAs Molculas adaptadoras que traduzem a informao dos mRNAs em uma seqncia especfica de aminocidos;

snRNA Funo estrutural: formam os spliceossomos;

miRNA Bloqueiam a expresso de mRNA

DNA mRNA Protenas

tRNA Acoplador Transportador

rRNA Estrutural Ribossomos

TIPOS DE RNA

miRNA

snRNA Spliceossomo

expresso de mRNA

Informacional

estrutural

Inibio

Classes de RNA

Interaes entre as Bases Nitrogenadas:

Combinao de interaes de van der Waals e dipolo-dipolo;

Extremamente importantes na estabilizao da estrutura 3D dos cidos nuclicos;

Pontes de Hidrognio envolvendo os grupos carbonilas e aminos das bases nitrogenadas:

Permite a associao complementar de duas cadeias de cidos nuclicos

A=T e C G

Fatores que estabilizam a dupla hlice:

interaes hidrofbicas foras de van der Walls pontes de hidrognio

interaes inicas

Entre as bases nitrogenadas

Entre os grupos fosfato do DNA e os

ctions (Mg2+) presentes na soluo

fisiolgica

A Dupla Hlice

3. Estrutura dos cidos Nuclicos

Watson & Crick, 1953;

DNARNA PROTENAS

Funes dos genes (material gentico)

Genotpica Replicao (estocar e transmitir informao

entre genitores e prole) Fenotpica

Expresso gnica (controlar o desenvolvimento, crescimento e diferenciao, do organismo)

Evolutiva Mutao (sofrer mudanas para que O

organismo se adapte ao ambiente)

Evidncias indiretas pr DNA

Maioria do DNA est nos cromossomos enquanto o RNA est no citoplasma;

Correlao entre quantidade de DNA e o nmero de conjuntos cromossmicos por clula (diplide e haplide);

DNA mais estvel que o RNA e as protenas. Estabilidade necessria para transmisso da caractersticas genticas prole;

Experimentos que forneceram indcios que o DNA era o armazenador do cdigo gentico:

1. Friedrich Miescher (1868) - isolou uma substncia contendo fsforo de leuccitos que chamou de Nuclena. Mais tarde encontrou uma substncia similar em clulas do esperma do salmo, no entanto, ele suspeitava que este cido estava relacionado com a hereditariedade;

2. Experimento de Avery, MacLeod e McCarty (1944) primeira evidncia do DNA como molcula armazenadora de informao;

Composio de Bases do DNA:

Trabalho de Erwin Chargaff e colaboradores no final da dcada de 40 onde observaram diferentes concentraes de nucleotdeos em DNAs de diferentes organismos.

Com base nos dados de diferentes espcies, Chargaff e seus colaboradores chegaram a concluses que foram chamadas de Leis de Chargaff

Leis de Chargaff:

1. A composio de bases do DNA geralmente varia de uma espcie a outra;

2. Espcimes de DNA isolados de diferentes tecidos de uma mesma espcie possuem a mesma composio de bases;

3. A composio de bases do DNA em uma dada espcie no muda com a idade do organismo, estado nutricional ou mudana ambiental;

4. Em todos os DNAs, independente da espcie, o nmero de resduos de A igual ao nmero de resduos de T; e o nmero de resduos de G igual ao nmero de C; Isto : A+G=T+C

Composio do DNA Maurice Wilkins e Rosalind Franklin

Cristalografia de raio-X (padro de difrao de raio-X em cristais com DNA purificado) DNA bifilamentar helicoidal Estruturas repetidas espaadas em 0,34 nm

A dupla hlice apresenta dois tipos de

sulcos aos quais se ligam as protenas da

cromatina

A DUPLA HLICE DE WATSON & CRICK:

Sulco Maior e Sulco Menor; As duas cadeias so antiparalelas e

complementares; Foras que estabilizam a dupla-hlice de DNA:

Interaes de empilhamento de bases (estabilidade);

Pontes de Hidrognio entre bases complementares (Complementaridade).

Dupla hlice dextrgira de cadeias polinucleotdicas

Polaridade Fitas so antiparalelasantiparalelas

Cada par de base: 0.34 nm

1 volta (360o): 3,4 nm = 10

pares bases

2 nm (20A) de largura

Propriedades Qumicas e Fsicas do DNA

Estrutura secundria

DNA A DNA BDNA B DNA (C, D, E) DNA Z

O B-DNA o predominante em condies fisiolgicas

A Dupla Hlice A Dupla Hlice

PERGUNTAS

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