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Nucleotídeos, Ácidos Nucléicos 1 Prof. Sebastien Charneau UnB Prof. Magno Junqueira - UFRJ

3 Nucleotídeos ÁcNucléicos MJ

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Nucleotídeos, Ácidos Nucléicos

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Prof. Sebastien Charneau – UnB

Prof. Magno Junqueira - UFRJ

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Fluxo da informação genética

Célula eucariótica

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o DNA: Ácido DesoxirriboNucléico Via de informação surgiu na bioquímica moderna à partir da descoberta de J. Watson e F. Crick, em 1953

suporte da informação genética hereditária 3

O DNA consiste de duas cadeias helicoidais de desoxirriboses, enroladas ao longo de um mesmo eixo, formando uma dupla hélice de sentido rotacional à direita.

Prêmio Nobel de

Medicina 1962

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A unidade fundamental da informação nos organismos vivos é o gene.

Genes bioquimicamente são segmentos de DNA (ácido

desoxirribonucléico) que codificam a informação requerida para a

produção de uma molécula biológica funcional

codifica cadeias polipeptídicas e RNAs

Conjunto do material genético de um organismo, incluindo os genes e as

seqüências não codificadoras = genoma

gene e genoma

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Suporte, transmissão e expressão da informação genética (resumo)

gene

transcrição

maturação do RNA

repli-cação

ATP

pré-mRNA

mRNA núcleo citoplasma

proteína

tRNA

aminoácido

Amino-

acil

tRNA

ativação dos aa

tradução

DNA duplicado

multiplicação celular

éxon íntron Fita

molde

O gene

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Nucleotídeos • As subunidades dos ácidos nucléicos

• Consiste em:

- Base nitrogenada

- Pentose (açúcar de 5 carbonos)

- Fosfato (1 ou mais)

Nucleosídeo = Base nitrogenada +Pentose

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As bases dos ácidos nucléicos

As bases são compostas com anéis que contêm nitrogênio

Bases purinas Bases Pirimidinas

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Os açúcares dos ácidos nucléicos

PENTOSE

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Ligação N-glicosídica

Ligação da base com o açúcar

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Nomenclatura dos Nucleotídeos

EXEMPLO DE NUCLEOTÍDEO

Adenosina monofosfato (AMP)

Guanosina difosfato (GDP)

Citidina monofosfato (CMP)

Uridina trifosfato (UTP)

Timidina monofosfato (TMP)

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Fosfato (1 ou mais) Nucleotídeos

O fosfato torna o nucleotídeo negativamente carregado

Fosfatos ligados no C5 hidroxila da ribose ou da desoxiribose Mono, di, trifosfatos são comuns

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Estrutura dos nucleotídeos

Pirimidina Purina

Pentose

Aqui é um ribose e

não desoxirribose

Fosfato

O grupo fosfato é

unido por uma

ligação éster ao

grupo 5’-OH da

pentose

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(desoxi) Nucleosídeos: Adição de um açúcar a uma base

ADENOSINA, GUANOSINA,

CITIDINA, TIMIDINA E URIDINA

(desoxi) Nucleotídeos: mono, di ou trifosfato de nucleosídeos.

Grupo unido por ligação éster ao 5’OH por isso são 5’-nucleotídeos.

Temos trifosfato (mono ou di fosfato) de ADENOSINA, GUANOSINA, CITIDINA, TIMIDINA E URIDINA

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Ácidos Nucléicos

Para formar as molécula de DNA e

RNA é necessário a ligação entre

os nucleotídeos

Os nucleotídeos estão unidos

por uma ligação fosfodiéster

entre a hidroxila do carbono-3

e grupo fosfato ligado a

hidroxila do carbono-5.

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?

?

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Os nucleotídeos estão unidos

por uma ligação fosfodiéster

entre a hidroxila do carbono-3

e grupo fosfato ligado a

hidroxila do carbono-5.

Seqüência linear de nucleotídeos =

uma cadeia de ácido nucléico

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Ácido Desoxirribonucléico (DNA)

A proximidade das

bases possibilita a

formação de pontes de

hidrogênio. A adenina

com a timina formam

duas pontes de

hidrogênio, a citosina

com a guanina formam

três pontes.

A dupla hélice é mantida também por interações

hidrofóbicas, que forçam as bases a se "esconderem"

dentro da dupla hélice.

N

N

O

O

H3C

H

PENTOSE

H

N

N

N

N

PENTOSE

NH

H

Adenina

Timina

N

N

O

N H

H

H

H

PENTOSE

N

N

N

N

O

H

NH

H

PENTOSE

Citidina

Guanina

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Conformações para o DNA

Estrutura repetitiva de tipo helice

Diametro: 2 nm

1 volta= 3,4 nm = 10,5 nucleotideos

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Estrutura do DNA

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Estruturas globais DNA e RNA

são similares

Exceto 3 diferencias:

RNA DNA

Fita

simples Fita

dupla

Em geral, fita simples versus fita dupla

RNA contem Uracila em vez de Timina

RNA contem Ribose em vez de 2´-desoxirribose

ribose 2´-desoxirribose

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Ácido DesoxirriboNucléico

e Ácidos RiboNucléico

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Problemática

informação

genética contida

na seqüência de

RNA mensageiro

Como

origina?

Seqüência de

aminoácidos

nas proteínas

Quais são os mecanismos moleculares?

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Subunidades monoméricas

Letras do alfabeto

(26 tipos

diferentes)

Nucleotídeos

(4 tipos

diferentes)

Aminoácidos

(20 tipos

diferentes)

Sequências ordenadas lineares

DNA Palavras Proteina

Em todos os seres, as macromoléculas são

construídas a partir dos mesmos tipos de

unidades monoméricas:

- existência de modelos subjacentes

comuns.

- simplicidade básica na estrutura das

macromoléculas, apesar dos bilhões de

tipos de proteínas existentes em milhões de

espécies de seres vivos.

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-existem 20 aminoácidos que entra na biosíntese protéica

-Existem só 4 bases na biossíntese dos DNA e RNA

Então: a relação não deve ser de 1 base correspondendo a 1 aminoácido.

O CÓDIGO GENÉTICO

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Códon = unidade

trinucleotídica

O código é específico:

1 códon =1 aminoácido

O código é degenerado:

1 aa = 1 a 6 códons

O código é pontuado:

-Códon iniciação

-Códon terminação

O código é universal

O CÓDIGO GENÉTICO

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MUTAÇÃO

GAUAUACAUAGGCUGCCCUUUUCGUAUGUGUAUAUGGAAA

NOVA FASE DE LEITURA

Met Cys Ile Trp Lys

GAUAUACAUAUGCUGCCCUUUUCGUAUGUGUAUAUGGAA... 5’ 3’

Fase aberta de leitura

Met Leu Pro Phe Ser Tyr Val Tyr Met Glu

G G

GAUAUACAUAUGCUGCCCUUUUCGUAUGUAUAUAUGGAA... 5’ 3’

Met Leu Pro Phe Ser Tyr Val Tyr Met Glu

MUTAÇÃO SILENCIOSA

GAUAUACAUAUGCUGCCCUUUUCGUAUGAGUAUAUGGAA...

Met Leu Pro Phe Ser Tyr Glu Tyr Met Glu

Códon de iniciação

Aplicação do código genético

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Outras funções dos nucleotídeos

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Outras funções dos nucleotídeos

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Outras funções dos nucleotídeos

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