Aula 2 natureza química do material genético

Material Genético: Identificação e

Estrutura

Introdução

A primeira questão a ser discutida, é aquela que foi predominante na mente dos geneticistas e biólogos moleculares da primeira metade do século passado.

Na sua forma mais simples a questão é: "De que os genes são constituídos?".

Em termos mais técnicos, a informação que se buscava era a natureza química do material genético.

A Informação Genética:• Fertilização;

• Divisão Celular.

O Material genético:- Especifica grande variedade de proteínas;- Tem um Código;- Genes e seqüências reguladoras;- A Estrutura possibilita a Manutenção e perpetuação da seqüência de bases.

A Descoberta do DNA Como Material Genético

1928 – Fred Griffith (1877 1941).

Material & MétodosStreptococcus pneumoniae (pneumococo) Existem 2 formas celulares:

Tipo II  "R" (não encapsulado, rugosa), não virulenta. Tipo III "S" (encapsulada, lisa), virulenta.

O Experimento de Griffith!

O Experimento de Griffith!

O Experimento de Griffith!

O Experimento de Griffith!

O Experimento de Griffith!

O Experimento de Griffith!

O Experimento de Griffith!

Conclusões:- Deve existir um “Principio

Transformante” que converte as bactérias não virulentas e rugosas em bactérias virulentas e lisas!!

- Mas quem era este elemento??

1944 - Oswald Avery (1877-1955), Colin MacLeod (1909-1972) e Maclyn McCarty (1911-): O principio transformador é o DNA.

Polissacarídeos

Lipídios RNA Proteínas DNA

Polissacarídeos

Lipídios RNA Proteínas DNA

Células vivas

Polissacarídeos

Lipídios RNA Proteínas DNA

Células vivas

Polissacarídeos

Lipídios RNA Proteínas DNA

Células vivas

Polissacarídeos

Lipídios RNA Proteínas DNA

Células vivas

Polissacarídeos

Lipídios RNA Proteínas DNA

Células vivas

1952 - Alfred Hershey e Martha Chase – Trabalhando com fagos comprovaram definitivamente que o DNA era o material genético.

•1953: Watson & Crick

Estrutura do DNA

- O DNA é um POLÍMERO.- Os NUCLEOTÍDEOS – são os MONÔMEROS do DNA.

- A unidade básica da molécula de DNA é o nucleotídeo. Eles são encontrados nas células como componentes dos ácidos nucléicos ou como moléculas individuais, desempenhando os mais diferentes papéis.

A ESTRUTURA DO DNA

O nucleotídeo é, na verdade, uma molécula complexa constituída de três componentes distintos:

a) O Ácido Fosfórico;b) O Açúcar – Pentose;

c) As Bases Nitrogenadas:- Adenina (A) e Guanina (G) -chamadas

PURINAS, constituídas de dois anéis aromáticos.

- Timina (T) e Citosina (C) - chamadas PIRIMIDINAS, com um só anel.

NUCLEOTÍDEOUnidade básica de repetição da

fita única de DNA

Desoxirribose +

Fosfato +Base

1. O Açúcar no RNA é a RIBOSE.2. O RNA contém Uracila no lugar da Timina.

O RNA TAMBÉM É UM POLINUCLEOTÍDEO

Uracila

Adenina Guanina Citosina Timina

Adenina Guanina Citosina Uracila

Purinas

Pirimidinas

Bases Nitrogenadas

DNA RNA

AçúcarDesoxirribose Ribose

Fita dupla Fita simples

Número de Fitas

COMPARANDO......

O pensamento da época

O Havia relutância em aceitar o DNA como responsável pela transmissão genética por ser muito simples.

O O DNA teria que reunir as seguintes características: Capacidade de auto-replicação; Capacidade de codificar informações em grande número.

O Os blocos construtivos do DNA eram conhecidos, mas a sua estrutura não. Estes blocos são nucleotídeos formados de: Desoxiribose, Base nitrogenada, Fosfato.

Erwin Chargaff estabeleceu proporções entre as bases nitrogenadas

Conclusões de Chargaff

OA quantidade de nucleotídeos pirimidínicos (T+C) é sempre igual a quantidade total de nucleotídeos purínicos (A+G);

OA Quantidade de T = A; C = G;OA Quantidade de A+T é diferente de G

+ C; OA relação A + T / G + C é espécie

específica.

1953 – Rosalind Franklin e Maurice Wilkins

OResultados com difração de raio X: O DNA é longo e fino; Tem partes semelhantes e paralelas,

correndo ao longo da molécula; É helicoidal; Raio de 10 Å; Ciclo de 34 Å e 3,4 Å entre

“degraus”.

O1953 – Rosalind Franklin e Maurice Hugh Frederick Wilkins.

1920 - 1958

1916 - 2004

Como obtiveram tais imagens

O resultado mais famoso é aquele que utiliza cristais de DNA, obtido por Rosalind Franklin, em Maio de 1952, usando técnicas desenvolvidas anteriormente por Maurice Wilkins. Tais resultados mostram que o DNA é uma hélice com dois intervalos regulares de 3.4A e 34A ao longo do eixo da molécula.

WATSON E CRICK DECIFRAM A ESTRUTURA

1. A dupla hélice é composta de dois Polinucleotídeos (Dupla Hélice).

2. As bases nitrogenadas estão empilhadas no interior da hélice.

3. As bases de dois polinucleotídeos interagem através de Pontes de Hidrogênio.

Esta hélice possuía oito importantes características:

5. Os dois filamentos da dupla hélice são Anti- Paralelos.

As fitas do DNA estão dispostas em direções opostas.

6. A dupla hélice possui dois Sulcos Diferentes (Sulco Maior e Sulco Menor).

7. A dupla hélice é Dextrógira (torcida para a direita).

Sulco menor

Sulco maior

8 - A Complementariedade no pareamento de Bases é o fato fundamental da Genética Molecular.

Durante a replicação do DNA as duas fitas velhas ou mães servem de molde para cada fita nova ou filha complementar, que está sendo sintetizada.

Fita velha

Fita nova