aula de ácidos nucléicos

5/16/2018 aula de cidos nucl icos - slidepdf.com

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ÁCIDOS NUCLÉICOS

(NUCLEOTÍDEOS)

Disponível em www.geocities.com/qui.biologica



ÁCIDOS NUCLÉICOS (NUCLEOTÍDEOS)

Proteínas – regulação do metabolismocatálise das reações de síntese e degradação

Ácidos nucléicos – responsáveis pela síntese de proteínas

Ácido ribonucléico (RNA)

Ácido desoxirribonucléico (DNA)

Unidades formadoras dos ácidos nucléicos: Monossacarídeos (D-ribose e 2-desoxi-D-ribose) Ácido fosfórico (H3PO4) Bases nitrogenadas (timina, adenina, citosina, guanina e uracila)



D-RIBOSE

CH

C

CH2OH

C

C

OH

H OH

H OH

OH

D-ribose β-D-ribofuranose

O OH

OHOH

HOCH2



2-DESOXI-D-RIBOSE

2-desoxi-D-ribose β-2-desoxi-D-ribofuranose

OHCH

C

CH2OH

C

C

OH

H H

H OH

HOCH2 O OH

OH



BASES NITROGENADAS

Derivadas da pirimidina

NN

O

H

O

H

TIMINA CITOSINA

H

H

H

N

O

NN N N

O

H

O

H

URACILA

N

N



BASES NITROGENADAS

Derivadas da purina

GUANINA

H

NN

N

N

NH

H

H

O

ADENINA

H

N

N

HH N

NN

N

N

N

NH



NUCLEOSÍDEOS

H

N

N

HH N

NN

O

OH

CH2OH

OH

OH

+O

OH

CH2OH

OH

N

N

HH N

N

N

β-D-ribofuranose adenina

+ H2O

Compostos formados a partir da reação entre a hidroxila heterosídicado monossacarídeo e um hidrogênio da base nitrogenada

adenosina



NUCLEOSÍDEO DERIVADO DA β-D-RIBOFURANOSE

O

OH

CH2OH

OH

N

N

HH N

NN

Adenosina Guanosina Citidina Uridina

Adenina Guanina Citosina Uracila

O

OH

CH2OH

OH

N

NN

NH

O

H2N

O

OH

CH2OH

OH

NH2

O

NN

O

OH

CH2OH

OH

NN

O

H

O



NUCLEOSÍDEO DERIVADO DA

β-2-DESOXI-D-RIBOFURANOSE

N N

O

H

O

H

O

OH

CH2OH

OH

+

β-2-desoxi-D-ribofuranose timina

O

OH

CH2OHN

N

O

H

O

+ H2O

hidroxila heterosídica

1’4’

2’

5’

3’

2’-desoxitimidina

2’



NUCLEOSÍDEO DERIVADO DAβ-2-DESOXI-D-RIBOFURANOSE

NN

O

H

O

O

OH

CH2OH

2’-desoxiadenosina 2’-desoxiguanosina 2’-desoxicitidina 2’-desoxitimidina

Adenina Guanina Citosina Timina

O

OH

CH2OH

OH

N

N

HH N

NN

O

OH

CH2OH

OH

N

N

NNH

O

H2N

O

OH

CH2OH

OH

NH2

O

NN



NUCLEOSÍDEOS

De forma geral:

O

OH

CH2OH

OH

BASE O

OH

CH2OH BASE

Nucleosídeo Nucleosídeoda da

β-D-ribofuranose β-2-desoxi-D-ribofuranose



NUCLEOTÍDEO DA β-D-RIBOFURANOSEFormado a partir da reação entre o nuclesídeo e o ácido fosfórico

As ligações fosfoésteres ocorrem nos carbonos 3’ e 5’

O

OH

CH2OH

OH

BASE

Nucleotídeo daβ-D-ribofuranose

P

OH

HO OHOO

OH

BASE

OP

OH

O

CH2

OPHO O

OH

HO

+ + 2 H2O2

5’

3’

Nucleosídeo daβ-D-ribofuranose



O

OH

CH2OH

OH

OH

P OHO

OH

OHHO OP

OH

O

OH

CH2OH

OH

OH

P OHO

OH

HO OP

O

O

O OH

CH2

O

O

O

O OH

CH2

O

P OHO

O

O

P OHO

B

B

B

BMOLÉCULA DE RNA

ÁCIDO RIBONUCLÉICO

FITA SIMPLES







Seqüência de bases da molécula de RNA:

BASES: Adenina, Uracila, Citosina e Guanina

Exemplo: AUCAGAUGC...

Existem 3 tipos de RNA:

Tipo Quantidade relativa Número de nucleotídeosrRNA RNA ribossômico 80% 1.700 - 3.700tRNA RNA transportador 15% 120mRNA RNA mensageiro 5% 75

Os 3 tipos participam da síntese de proteínas



NUCLEOTÍDEOS DA β-2-DESOXI-D-RIBOFURANOSE

Formado a partir da reação entre o nuclesídeo e o ácido fosfóricoAs ligações fosfoésteres ocorrem nos carbonos 3’ e 5’

O

OH

CH2OH

OH

BASE

Nucleosídeo daβ-2-desoxi-D-ribofuranose

P

OH

HO

OH

O O

OH

BASE

OP

OH

O

CH2

OPHO O

OH

HO

2 ++ 2 H2O

Nucleotídeo daβ-2-desoxi-D-ribofuranose

3’

5’

2’



O

OH

CH2OH

OH

P OHO

OH

OHHO O

P

OH

O

OH

CH2OH

OH

P OHO

OH

HO OP

O

O

O

CH2

O

O

O

O

CH2

O

P OHO

O

O

P OHO

B

B

B

B

MOLÉCULA DE DNAÁCIDO DESOXIRRIBONUCLÉICO

FITA SIMPLES

ESTRUTURA PRIMÁRIA



5’

3’



5’

3’



MOLÉCULA DE DNA

ESTRUTURA SECUNDÁRIA

DUAS FITAS DISTINTAS

PAREAMENTO DAS BASES NITROGENADAS

LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO



NN

O

H

O

H

TIMINA ADENINA

H

N

N

HH N

NN

PAREAMENTOS ENTRE BASES NITROGENADAS

H

N

N

N

N

N

H

H

H

O

CITOSINA

H

H

H

N

O

N

N

GUANINA



PAREAMENTOS NÃO SÃO EFETIVOS

N N

O

H

O

H

TIMINA GUANINA

H

N

N

NN

N

H

H

H

O

CITOSINA

H

H

H

N

O

NN

ADENINA

H

N

N

HH N

NN





ESTRUTURA SECUNDÁRIA DAMOLÉCULA DE DNA

DUPLA HÉLICE

SULCOSECUNDÁRIO

SULCOPRINCIPAL





Seqüência de bases da molécula de DNA:

BASES: Adenina, Timina, Citosina e Guanina



DNAOrganismo Pares de bases comprimento (µm)Vírus (SV40) 5100 1,7

Bactéria (E.coli) 4.000.000 1.360Mosca (drosophila) 165.000.000 56.000Homem 2.900.000.000 990.000

(990 mm = 0,99 m)



PROJETO GENOMA HUMANOSequenciamento do genoma humano (2000)3 bilhões de pares de bases

Celera Genomics (empresa privada)Governo dos EUA (líder de consórcio de instituições)



SEQUENCIAMENTO DO DNA

Enzimas de restrição: Reconhem e cortam o DNA em pontos específicos,

geralmente em sequências de 4 a 8 pares de bases, denominadaspalíndromos. São enzimas de origem microbiana

S S ÇÃO



ENZIMAS DE RESTRIÇÃO





Microrganismo Enzima Sequência-alvoEscherichia coli EcoRI

Bacillus amyloliquefaciens BamHI

Haemophilus aegyptius HaeIII




ELETROFORESE DOS FRAGMENTOS DE DNA

Ácidos nucléicos

cargas negativas (grupos fosfatos)Eletroforese em gel:

Os ácidos nucléicos (carga negativa) migram para o pólo positivo

Fatores que afetam a velocidade (v) de migração:

- intensidade da diferença de potencial aplicada ↑ ddp ↑ v

- carga total da molécula ↑ carga ↑ v

Nos ácidos nucléicos a relação carga/massa é constante

- tamanho da macromolécula ↑ tamanho ↓ v




↑ tamanho ↓ v



ANÁLISE DE PATERNIDADE



ANÁLISE DE PATERNIDADE

Inclusão de paternidade Exclusão de paternidade







Preservar a informação genética

+

BIOSSÍNTESE DO DNA

(REPLICAÇÃO)



BIOSSÍNTESE DO DNA

(REPLICAÇÃO)

DNA polimerase: Catalisa a síntese de DNA

DNA n unidades + nucleotídeo DNA n+1 unidadesDNA polimerase

Adição de um nucleotídeo ao terminal 3’ da cadeia de DNA

DNA POLIMERASE



DNA POLIMERASE

Filamento molde de DNAFilamento em construção

3’

desoxirribonucleotídeotrifosfato

Ã



REPLICAÇÃO DO DNA

Síntese semiconservativa: Nova molécula = filamento novo + filamento original



DNA girase

Desfaz a dupla hélice



Novosfilamentos

BIOSSÍNTESE DO RNA



BIOSSÍNTESE DO RNA

(TRANSCRIÇÃO)

RNA polimerase: Catalisa a síntese de RNA

RNA n unidades + nucleotídeo RNA n+1 unidadesRNA polimerase

Adição de um nucleotídeo ao terminal 3’ da cadeia de RNA

RNA POLIMERASE



RNA POLIMERASE

Filamento molde de DNAFilamento de RNA em construção

ribonucleotídeotrifosfato

3’

TRANSCRIÇÃO DO RNA




T ..... AC ..... GA ..... TA ..... TG ..... C

MOLDE DE DNA RNA SINTETIZADO

UCAAG

A seqüência de bases do RNA é definida a partir da seqüência de bases do DNA





SÍNTESE DE PROTEÍNAS




DNA RNA PROTEÍNA

Para o homem:

3 bilhões de pares de bases síntese de 1 milhão de proteínas

Fluxo da informação genética:

Cada trio de nucleotídeos (códon) indica um aminoácido na cadeia proteíca

Exemplos:CUG = LEUCINAAAC = SERINAGCG = ALANINA



CRESCIMENTO DA CADEIA PROTEÍCA




Cadeia polipeptídica em crescimento

(responsável pela informação genética: núcleo → citoplasma)

Ribossomo (rRNA)(síntese de proteína)

mRNA





tRNA (RNA transportador) – transporte do aminoácido até a cadeia em crescimento




4x4x4 = 64 possibilidades

1 → início da cadeia AUG e Met3 → término da cadeia (Term)

UAA, UAG e UGA

61 → 20 aminoácidos



Síntese do peptídio: Ser-His-Ala-Cys-Pro

Trio de bases:Ser = UCU His = CAU Ala = GCU Cys = UGU Pro = CCU

mRNA: AUG - UCU - CAU - GCU - UGU - CCU - UAAinício - Ser - His - Ala - Cys - Pro - término

DNA: TAC - AGA - GTA - CGA - ACA - GGA - ATTATG - TCT - CAT - GCT - TGT - CCT - TAA

N C

5’ 3’



Cada proteína é sintetizada em um trecho da molécula de DNA

TRECHO DE DNA

PROTEÍNA X

PROTEÍNA Y

PROTEÍNA Z



Cada proteína é sintetizada em um trecho da molécula de DNA

TRECHO DE DNA

PROTEÍNA X

PROTEÍNA Y

PROTEÍNA Z

Parte do DNA com a informação da

Síntese da proteína Y

TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE



Enzimas de restrição: cortam fragmentos de DNA

Enzimas de ligação (DNA ligases): unem fragmentos de DNA

Plasmídeo (vetor): tipo de DNA circular presentes em bactérias

Bactéria incorpora o trecho de DNA e passa a sintetizá-lo

Plasmídeooriginal

Enzimade

restrição

Enzimade

ligação

trecho que se desejaincorporar

Plasmídeocom novo gene




http://slidepdf.com/reader/full/aula-de-acidos-nucleicos 59/68TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE


http://slidepdf.com/reader/full/aula-de-acidos-nucleicos 60/68TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE






http://slidepdf.com/reader/full/aula-de-acidos-nucleicos 63/68ALIMENTOS TRANSGÊNICOS



ALIMENTOS TRANSGÊNICOS = ALIMENTO GENETICAMENTE MODIFICADO

Alguns tipos de alimentos transgênicos:Alface resistente a insetosSoja resistente a herbicida, com maior teor proteíco e maior produtividadeTomate resistente a insetos e fungos e casca mais resistenteTrutas que crescem mais rapidamente

Benfícios: Maior produtividadeMaior teor de nutrientesMenor uso de agrotóxicos

Quais os impactos destes novos organismos nos ecossistemas?

ALIMENTOS TRANSGÊNICOS



Em 2005, os percentuais mundiais das plantações:Soja 55%Algodão 21%Canola 16%

Milho 11%

Maiores produtores de transgênicos:

País plantações milhões de hectares percentual do total

EUA soja, milho, 47,6 59

algodão e canola

Argentina soja, milho e algodão 16,2 20

Canadá canola, milho e soja 5,4 6

Brasil soja 5,0 6China algodão 3,7 5

ALIMENTOS TRANSGÊNICOS


http://slidepdf.com/reader/full/aula-de-acidos-nucleicos 66/68CRESCIMENTO DA POPULACRESCIMENTO DA POPULAÇÇÃOÃO



MUNDIALMUNDIALBilhões de habitantes

QUESTÕES QUE ENVOLVEM A ENGENHARIA GENÉTICA



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