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Estrutura e funcionamento dos ácidos nucléicos
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 1) Conceito:
Os Ácidos Nucléicos são macromoléculas, formadas por sequências de nucleotídeos, especializadas no armazenamento, na transmissão e no uso da informação genética.
Existem dois tipos de Ácidos Nucléicos:
a) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) b) RNA (Ácido Ribonucléico)
2) Composição Química
Os Ácidos Nucléicos são compostos por monômeros chamados nucleotídeos.
Estrutura de um nucleotídeo:
1 Fosfato 1 Pentose 1 Base Nitrogenada
Nucleotídeo
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 2) Composição Química
Os Ácidos Nucléicos unem-se uns aos outros através de ligações fosfodiéster formando cadeias contendo milhares de nucleotídeos.
Fosfato
Ligações Fosfodiéster
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 3) Bases Nitrogenadas
3.1) Tipos: Existem 5 tipos de bases nitrogenadas.
São bases do DNA
Adenina Timina Guanina Citosina
São bases do RNA
Adenina Uracila Guanina Citosina
Podemos verificar que: Timina (T) está presente
somente no DNA
E Uracila somente no RNA
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 3) Bases Nitrogenadas
3.3) Pareamento de Bases Nitrogenadas O Pareamento das Bases Nitrogenadas se dá por meio de Ligações de Hidrogênio.
No DNA Adenina sempre se liga a Timina
e vice-versa
Adenina Timina
Formação de 2 ligações de Hidrogênio
No DNA Guanina sempre se liga a Citosina
e vice-versa
Formação de 3 ligações de Hidrogênio
Citosina Guanina
No RNA Como não possui Timina, Adenina se liga a Uracila
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 3) Bases Nitrogenadas
3.3) Pareamento de Bases Nitrogenadas O Pareamento das Bases Nitrogenadas se dá por meio de Ligações de Hidrogênio.
RNA Como não possui Timina
Adenina ligará sempre com Uracila E vice-versa
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 4) Pentose
Pentoses dos Ácidos Nucléicos
RNA DNA
No RNA a pentose presente é a Ribose
No DNA a Pentose presente é a Desoxirribose
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 5) RNA (Ácido Ribonucléico)
Características:
1. Local de Produção: Núcleo da Célula (Transcrição)
2. Estrutura: 1 Fita (fita simples)
3. Nucleotídeo contendo:
a) Ribose b) Bases Nitrogenadas:
Uracila, Adenina, Guanina e Citosina c) Fosfato
4. Tipos de RNA:
a) RNAm (Mensageiro) b) RNAt (Transportador) c) RNAr (Ribossômico)
RNA mensageiro Leva o código genético do DNA para o citoplasma onde ocorrerá a Tradução.
RNA Transportador Transporta Aminoácidos até o local da
síntese de proteínas na Traduação.
RNA Ribossômico Participa da constituição dos Ribossomos.
São armazenados no núcleo (nucléolo).
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 5) RNA (Ácido Ribonucléico)
Os tipos de RNA e suas funções
RNA Transportador (RNAt) Carreador de aminoácidos
Forma de um trevo
RNA Mensageiro (RNAm) Transcreve o código
genético e o leva para o citoplasma.
RNA Ribossômico (RNAr) Parte constituinte dos
Ribossomos
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico)
Forma Estrutural
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ÁCIDOS NUCLÉICOS 6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico)
Características: 1. Estrutura: 2 Fitas unidas pelas bases nitrogenadas em forma de α hélice
2. Nucleotídeo contendo:
a) Desoxirribose b) Bases Nitrogenadas:
Timina, Adenina, Guanina e Citosina c) Fosfato
3. Relação das Bases
a) A/T = 1 b) G/C = 1
4. Quantidade a) Maior no núcleo/nucleóide (cromatina ou cromossomo) b) Menor no citoplasma (mitocôndrias e cloroplastos)
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ÁCIDOS NUCLÉICOS
Principais diferenças entre RNA e DNA Estrutura da
Molécula Bases
Púricas Bases
Pirimídicas Pentose
Função na célula
RNA
Fita Simples
Adenina
Guanina
Uracila
Citosina
Ribose
Síntese de Proteínas (RNAm e RNAt) e
formação de ribossomos(RNAr)
DNA
Fita Dupla
Adenina
Guanina
Timina
Citosina
Desoxirribose
Armazenamento e transmissão de
informação genética
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DUPLICAÇÃO DO DNA 1) A Estrutura do DNA
Elucidada em 1953 por Watson e Crick
o Modelo Helicoidal – Dupla Hélice
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DUPLICAÇÃO DO DNA 2) Propriedades da Duplicação
a) O DNA é a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação.
b) A duplicação do DNA ocorre sempre quando uma célula vai se dividir.
c) Ocorre durante a fase S da intérfase.
d) É do tipo semiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda
da molécula original e outra fita recém sintetizada.
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DUPLICAÇÃO DO DNA 3) A Replicação
A replicação do DNA ocorre em duas etapas: a) Separação das bases nitrogenadas. b) Inserção e pareamento de novos nucleotídeos em cada fita pela DNA polimerase.
A Enzima DNA polimerase capta nucleotídeos e os unem, conforme o pareamento:
A-T / G-C
Para este processo ocorrer é necessário energia! De onde será que vem essa energia?
Os nucleotídeos que chegam carregam consigo 3 grupos fosfatos. Quando o nucleotídeo é
inserido na fita há liberação de energia
Essa energia liberada é então utilizada pela Enzima DNA polimerase para unir um
nucleotídeo ao outro.
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DUPLICAÇÃO DO DNA 3.1) Origem de Replicação
Por ser muito extenso o DNA é aberto em locais específicos
chamados Origens de replicação.
As origens de replicação formam “bolhas de
replicação” que avançam para os dois lados
simultâneamente.
Por isso a replicação do DNA é dita Bidirecional
A medida que vão avançando elas vão se encontrando até
duplicar o DNA inteiro. Semiconservativa
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DUPLICAÇÃO DO DNA 3.2) Início da Replicação
1.A enzima DNA polimerase não é capaz de iniciar uma fita a partir do nada. 2.As DNA’s polimerase necessitam de uma fita inicializadora auxiliar (primer). 3.Uma enzima chamada primase confecciona o primer para que a DNA polimerase
possa iniciar a duplicação do DNA.
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DUPLICAÇÃO DO DNA 3.3) Sentido de Alongamento do DNA: 5’ 3’
• A DNA polimerase percorre o DNA sempre no sentido 5’ 3’ • Dessa maneira o DNA novo só pode crescer neste sentido 5’ 3’
1) Na frente vai a enzima helicase abrindo a dupla hélice.
Etapas da duplicação
2) A fita de cima é chamada fita líder pois se encontra na orientação correta (5’ 3’)
3) Na medida que a helicase vai abrindo a dupla hélice a
DNA polimerase vai sintetizando a fita líder
4) Só que o DNA apresenta uma orientação anti-paralela entre as duas fitas.
5) Isso significa que se a fita líder está na orientação
correta (5’ 3’) a outra não está.
6) A fita de baixo é chamada de fita retardada, pois nesse
caso a DNA polimerase alonga esta fita no sentido
contrário à helicase.
7) Dessa maneira, a fita retardada é sintetizada de
trechos em trechos a partir de primers formando vários
fragmentos de DNA.
8) No final do processo: os primers da fita retardada são removidos e os fragmentos de DNA unidos pela DNA polimerase.
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 1) Visão Geral
Em resumo: A Síntese de Proteínas consiste em unir
aminoácidos de acordo com a seqüência de códons presentes no RNAm
A síntese de proteínas contém duas etapas: 1) Transcrição (núcleo) DNA RNA 2) Tradução (citoplasma) Formação do Polipeptídio
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 2) Transcrição
a) Um fragmento de DNA (gene) é utilizado como molde para confeccionar moléculas de
RNA
b) Gene: É um trecho do DNA que pode ser transcrito em RNA.
c) Os RNA’s formados podem ser de três tipos:
• RNAm (mensageiro)
• RNAt (transportador)
• RNAr (ribossômico)
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 2) Transcrição
Quem realiza a transcrição do DNA é a enzima RNA Polimerase
A RNA polimerase só pode transcrever trechos do DNA que sejam genes!
Como a RNA polimerase consegue identificar os
genes???
Sempre antes de cada gene existe um trecho de DNA chamado promotor.
O promotor apresenta uma sequência de bases
que a RNA polimerase reconhece.
A RNA polimerase se liga ao promotor e abre a dupla hélice do DNA e
inicia o processo de transcrição!!!
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 3) Transcrição em Procariotos
a) Em procariotos (bactérias) um promotor controla a transcrição de mais de um gene. b) O sistema 1 promotor vários genes é chamado de Operon. c) O RNAm de um procarioto carrega consigo a informação de mais de um gene. d) Dessa maneira a tradução do RNAm de procariotos irá produzir mais de uma proteína diferente.
RNA Procariótico seqüência não codificante
5’ 3’
RNA Eucariótico
5’ 3’
Sequência β
Proteína α Proteína β
Proteína γ
Proteína
P
P Sequência γ Sequência α
Sequência Codificante
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 4) Transcrição em Eucariotos (Exons e Íntrons)
a) Os genes de Eucariotos não são contínuos b) Existem fragmentos denominados Exons e fragmentos denominados Íntrons c) Os Éxons são funcionais e codificam proteínas; porém os Íntrons não codificam.
Na transcrição tanto os Éxons quanto os Íntrons
são transcritos.
O RNA mensageiro que possui Éxons e Íntrons é chamado de Primário.
Enzimas denominadas Nucleases retiram todos os Íntros deixando no RNAm
somente os Éxons
Este processo de retirada dos Íntrons recebe o nome
de Splicing
Enzimas denominadas Ligases irão realizar a
união de todos os Éxons formando um RNAm
Secundário
Dessa maneira somente o RNAm contendo Éxons é que vai para a segunda
etapa da Síntes de Proteínas, a Tradução no
citoplasma da célula.
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução
É o processo no qual as sequências de nucleotídeos em uma molécula de RNA mensageiro direciona a incorporação de aminoácidos em uma proteína.
a) É a Segunda Etapa da Síntese de proteínas e ocorre no citoplasma b) O RNA mensageiro após ser transcrito sai do núcleo e migra para o citoplasma c) O RNA mensageiro é utilizado como molde para a produção de proteínas d) Participantes da Tradução: RNA mensageiro, RNA transportador, Ribossomos e Aminoácidos.
Metionina
Prolina
Códon
Anticódon
Serina
Aminoácidos
RNA transportador
Ribossomo
RNA mensageiro
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução
Cada 3 Bases (triplet) do gene do DNA recebe o nome de Código.
Código
Os códigos do Gene do DNA são transcrito em CÓDONS de RNA
mensageiro.
Dessa maneira cada CÓDON do RNAm possui 3 bases nitrogenadas que
complementa seu respectivo CÓDIGO.
Na Tradução cada CÓDON (3 bases do RNAm) codifica um Aminoácido.
1 CÓDON = 1 AMINOÁCIDO.
Lembre-se de que existem Códons de Início (AUG) e Códons de Parada (UAA),
(UAG) e (UGA)
A Tabela do Código Genético nos informa qual aminoácido será
incorporado na proteína dependendo do códon presente no RNAm
A Tradução ocorre nas organelas celulares chamadas Ribossomos. Estes possuem 2 subunidades, as quais se unem quando o
Ribossomos se liga ao RNAm.
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução
Códon de parada (UAA)
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução Resumo
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução Tradução no R.E.R
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução
Destino dos polipeptídios transcritos
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 6) O Código Genético
O código genético consiste em trincas de nucleotídeos (códons) Como existem 4 bases de RNA (A,U,G,C), existem ao todo 64 códons. Porém, como vimos, um códon (AUG) é o de inicio e três são se parada (UAA), (UAG) e (UGA).
Existem apenas 20 aminoácidos diferentes
para 60 códons.
Então, há mais de um códon para certos
aminoácidos.
Dizemos que o Código Genético é Degenerado
ou Redundante.
Porém, o Código Genétigo não é Ambíguo: um único códon não especifica mais
do que um aminoácido.
Podemos dizer também que o Código Genético é universal, pois os códons têm o mesmo significado
em quase todos os organismo do planeta.
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SÍNTESE DE PROTEÍNAS 7) Mutações no DNA podem acarretar problemas
Apesar do código genético ser degenerado, mutações podem levar a mudanças na seqüência de aminoácidos de uma proteína e por conseqüência ao mal funcionamento desta.
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