DNA revisado

  • View
    1.193

  • Download
    5

Embed Size (px)

Text of DNA revisado

INTRODUO A BIOLOGIA MOLECULAR DNA

NOS SERES HUMANOS

NCLEO

DNA

CLULA

CROMOSSOMOS (DNA+PROTENAS)

- Informao

das protenas e RNAs que sero sintetizadas pelas clulas do organismo ao longo da sua vida. -Capacidade de se auto-duplicar para originar outras clulas.

ORGANISMO

Envelhecimento...

AMBIENTECORPO

Molculas Organelas

Molculas Organelas

CLULAS

CLULAS

CLULAS

TECIDOS RGOS

TECIDOS RGOS

TECIDOS RGOS

Acmulo de modificaes e disfunes

Embriologia

Amadurecimento e Fase reprodutiva

Envelhecimento

Morte

Desenvolvimento

NVEIS DE ORGANIZAO

DNA

TECIDOS

RGOS E SISTEMAS

CORPO

AMBIENTE

MULTICELULARES

A CLULA

UNICELULARES

Controla: 1) homeostasia 2) reproduo 3) morfologia 4) funo celular

HISTRICO

1865 - GREGOR MENDEL Estudou cruzamento entre diferentes tipos de ervilhas demonstrando que certas caractersticas fsicas dessas plantas eram transmitidas de gerao para gerao atravs de fatores.

HISTRICO

1902 SUTTON e BOVERI Padro de herana dos fatores acompanhava a segregao dos cromossomos de clulas em diviso

1909 JOHANNSEN Nomeou as unidades mendelianas da hereditariedade (fatores) de GENES

HISTRICO1915 THOMAS MORGAN Concluiu que os genes estavam organizados de maneira linear nos cromossomos Props, pela 1 vez, uma correlao entre um gene (gentipo) e uma caracterstica fsica (fentipo) 1941 BEADLE e TATUM Demonstraram que os genes agiam atravs da regulao de diferentes eventos qumicos HIPTESE: UM GENE UMA ENZIMA

HISTRICO

1953 JAMES WATSON e FRANCIS CRICK Descrio da estrutura fsica do DNA baseandose nos estudos de difrao de raio X de Rosalind Franklin e Maurice Wilkins e em estudos qumicos da molcula Modelo da dupla fita proposto foi fundamental para a compreenso do mecanismo de transmisso e execuo da informao gentica

1953: Watson and Crick

Estrutura do DNA

HISTRICO

1955 JOE HIN TJIO Definiu como 46 o nmero exato de cromossomos humanos

ARTHUR KORNBERG Isolou a enzima DNA polimerase da bactria E.coli

HISTRICO1957 CRICK e GAMOV Dogma Central da Biologia Molecular DNA RNA PROTENA

Dogma Central da Biologia Molecula r

HISTRICO

1961 BRENNER, JACOB e MESELSON

mRNA a molcula que leva informao do DNA no ncleo para a maquinaria de produo de protenas no citoplasma

HISTRICO1966 NIRENBERG, KHORANA e OCHOA Seqncias sucessivas de trs nucleotdeos do DNA (codon) determinam a seqncia de aminocidos de uma protena

O CDIGO GENTICO DESVENDADO!!!

Com o desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante (1972) e do seqenciamento do DNA (1975-77) tornou-se possvel isolar e determinar a seqncia de genes dos mais diferentes organismos.

Desta forma, com a disponibilidade de novos recursos, vrios mecanismos biolgicos, como a replicao do DNA e a diviso celular, comearam a ser intensamente estudados.

A CLULA

DNA 1. Regulao transcricional HnRNA 2. Regulao no processamento do RNA primrio 3. Regulao no transporte do mRNA para o citoplasma

RETCULO ENDOPLASMTICO RUGOSO

- DIFERENCIAO - CRESCIMENTO - FUNO CELULAR - RESPOSTA AO AMBIENTE

4. Regulao da sntese proteca 5. Regulao ps-sntese

Protena sintetizada

Ncleo Cromossoma

DNA

Gene Promotor Exon Intron

DNA

CIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (DNA)

Contm toda a informao gentica de um organismo

Esta informao est arranjada em unidades hoje conhecidas como genes

ESTRUTURA DOS CIDOS NUCLEICOSAs molculas de DNA e RNA so compostas por quatro diferentes nucleotdeos: Adenina, Guanina e Citosina comum para DNA e RNA Timina encontrada somente no DNA Uracila encontrada somente no RNA

ESTRUTURA DOS CIDOS NUCLEICOSTodos os nucleotdeos apresentam uma estrutura em comum:radical fosfato

pentose

ESTRUTURA DOS CIDOS NUCLEICOSAs bases nitrogenadas podem ser divididas em dois grupos de acordo com sua estrutura:

ESTRUTURA DOS CIDOS NUCLEICOSO grupo hidroxil ligado ao carbono 3 da pentose de um nucleotdeo forma uma ligao fosfodister com o fosfato do outro nucleotdeo

5 C-A-G 3

DNA Duas fitas de polinucleotdeos associadas formando umaestrutura de dupla hlice onde as pentoses e os radicais fosfato compe a fita e as bases projetam-se para o interior da mesma

As fitas mantm-se unidas atravs da formao de pontesde hidrognio entre as bases o que contribui para a estabilidade da dupla hlice

. Adenina (A) pareia com Timina (T) atravs de 2pontes de hidrognio . Guanina (G) pareia com Citosina (C) atravs de 3 pontes de hidrognio

DNA

ESTRUTURA DO DNA1) Estrutura primriaNUCLEOTDEO

- um polmero no ramificado - Formado por monmeros chamados de nucleotdeos - Cada nucleotdeo contm os seguintes elementos:

1 Base orgnica nitrogenada (Por que contm nitrognio na sua formao)5C 4C 3C 1C 2C

1 Acar chamado DESOXIRRIBOSE Possui 5 Carbonos na sua molcula 1 grupo fosfato (PO4-)

As Bases Nitrogenadas podem ser de dois tipos:PRICASH C N HC N C CH C N H HC N CH N N

PIRIMDICASH C CH

ESTRUTURA QUMICA DA MOLCULA DO DNA5 DesoxirriboseCarbono 5 Carbono 3

CH2 O H H H O H O O CH2 O P O-

Base Nitrogenada

Ligao Fosfodieste Grupo fosfato + Grupo hidroxila (OH) do Carbono 3

Base Nitrogenada H

DesoxirriboseH

H H O O O P H O-

Como a ligao entre uma desoxirribose e outra desoxirribose s pode ser feita quando um grupo fosfato liga-se no Carbono 5do primeiro acar e no Carbono 3do segundo acar dizemos que a molcula de DNA cresce em direo 5 33

AntiparalelismoAs fitas do DNA esto dispostas em direes opostas

ComplementariedadeCada base de uma fita pareada com a base complementar da outra fita

ComplementariedadeDurante a replicao do DNA as duas fitas velhas ou mes servem de molde para cada fita nova ou filha complementar, que est sendo sintetizada.Fita nova

Fita velha

A Dupla HliceFatores que estabilizam a dupla hlice: interaes hidrofbicas Entre as bases nitrogenadas foras de van der Walls pontes de hidrognio Entre os grupos fosfato do DNA e interaes inicas os ctions (Mg2+ ) presentes na soluo fisiolgica

A Dupla HliceA dupla hlice apresenta dois tipos de sulcos aos quais se ligam as protenas da cromatinaSulco menor

Sulco maior

Protenas:nveis estrutural

de

complexidade

O Empacotamento do DNA: a estrutura terciria do DNADNA em procariontes: DNA circular nas formas nosuper-helicoidal (esquerda) e super-helicoidal (direita)

A Dupla Hlice

O B-DNA o predominante em condies

A forma predominante de toro da espiral do DNA para a direita ou sentido horrio

A Dupla Hlice

Propriedades Qumicas e Fsicas do DNA

REPLICAO DO DNA Conservativa ou Semiconservativa? Unidirecional ou Bidirecional?

REPLICAO SEMICONSERVATIVAEvidncia baseada em um experimento clssico de Meselson-Stahl em 1958 Clulas de E. coli foram inicialmente colocadas em um meio para crescimento contendo sais de amnia preparados com 15 N (nitrognio pesado heavy) at todo o DNA celular conter o istopo. As clulas foram, ento, transferidas para um meio contendo 14 N (nitrognio leve light). As amostras foram analisadas com gradiente de densidade que separa as duplas H-H, L-L e H-L em bandas distintas.

PNAS 44:671, 1958

A replicao conservativaThe Meselson-Stahl experiment

semi-

ORIGEM DA REPLICAOExperimento com SV40 (Simian Virus) DNA viral de clulas infectadas com SV40 foi cortado com a enzima de restrio EcoRI, que reconhece um stio nico. A partir de um ponto vai se formando uma bolha chamada bolha de replicao comprovando a existncia de um ponto de origem da replicao Caractersticas da origem de replicao: . estrutura repetitiva . seqncias ricas em AT

ORIGEM DA REPLICAOORIGEM Stio de restrio EcoRI

Cromossomo viral circular

EcoRIBolha de replicao

ORIGEM DA REPLICAO

REPLICAO BIDIRECIONALUm experimento atravs da autoradiografia de molculas de DNA marcadas de culturas de clulas mamrias revelou grupos de replicons (unidades de replicao) com um ponto de origem de replicao centralOR OR

Sntese de DNA em Eucariontes: As Bolhas deReplicao Nos eucariontes, a replicao requer mltiplas origens, devido ao tamanho de seu genoma. A replicao bidirecional e, em ambas as fitas, simultnea. Este processo gera bolhas de replicao.

Regies Codificadoras e No-Codificadoras do DNAO DNA formado por 2 regies:Intergnicas Gnicas Intergnicas Gnicas

Regio Gnica a poro que codifica para um produto final, que pode ser uma cadeia polipeptdica ou um RNA

Regio Intergnica a poro regulatria, que sinaliza o incio ou o final de um gene, que influencia a transcrio gnica, ou que o ponto de incio para a replicao do DNA

PROCESSO DE REPLICAO

Os mecanismos celulares responsveis pela replicao do DNA foram descobertos primeiramente em bactrias.

A replicao em eucariotos ocorre atravs de protenas anlogas e com processos semelhantes replicao do DNA de E. coli

PRINCIPAIS ENZIMAS ENVOLVIDAS (SISTEMA DE REPLICAO DO DNA) 1. 2. 3. 4. 5. 6. DNA Polimerases Endonucleases Helicases Topoisomerases Primases Telomerases

DNA POLIMERASE So incapazes de quebrar as pontes de hidrognio que ligam as duas fitas do DNA S alongam uma fita de DNA/RNA prexistente Catalisam a adio de um nucleotdeo no radical hidroxil da extremidade 3 da cadeia que est se formando. Desta forma, as fitas s podem crescer no sentido 5 3

DNA Polimerases principais enzimas envolvidas no processo; responsveis pel