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COLÉGIO ESTADUAL HELENA KOLODY – E.M.P.
TERRA BOA - PARANÁ
Professora Leonilda Brandão da Silva
E-mail: [email protected]
http://professoraleonilda.wordpress.com/
ACIDOS NUCLEICOS
Capítulo 13 – p. 192
O modelo da dupla hélice
Watson e Crick
O modelo da estrutura molecular do DNA foi proposto em 1953 por Watson e Crick e é aceito até hoje.
Eles ganharam o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia em 1962.
• O conhecimento atual sobre os ácidos nucleicos nos permite:
– Identificar alterações genéticas respon-sáveis por várias doenças;
–Analisar o grau de parentesco entre ssp.
–Transferir genes de uma sp p/ outra, cri-ando os transgênicos;
– Identificar criminosos ou inocentar sus-peitos.
–Determinar paternidades, etc.
ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS
• O nome ácidos nucleicos indica que DNA e RNA são ácidas e foram inicialmente encon-tradas no núcleo da célula.
1
LOCALIZAÇÃO DOS ÁCIDOS NUCLEICOS
• Hoje sabemos que o DNA é encontrado no núcleo formando os cromossomos e parte dos nucléolos, e tb uma pequena qtde na mitocôndria e no cloroplasto.
• O RNA é encontrado no nucléolo, nos ribos-somos, no citosol, nas mitocôndrias e nos cloroplastos.
Cromossomos
Mitocôndria
Nucléolo
DNA
• Tanto DNA como RNA são formados pelo encadea-mento de grande no de moléculas menores, os nu-cleotídeos, formados por 3 tipos de substâncias químicas: – Uma base nitrogenada; – Uma pentose; – Um fosfato.
• O fosfato e a base se ligam ao açúcar para formar um nucleotídeo.
NUCLEOTÍDEOS
• Existem 5 tipos de bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, timina e uracila.
• Púricas: Adenina e guanina
• Pirimídicas: Citosina, timina e uracila
• Na molécula de DNA aparecem 4 tipos de bases: A – G – C – T
• A uracila é encontrada apenas no RNA, e a timina é exclusiva do DNA.
• As pentoses são de dois tipos: –Ribose: RNA –Desoxirribose: DNA
• Nos ácidos nucleicos, os nucleotídeos estão sem-pre unidos entre si, formando longos filamentos os polinucleotídeos.
• A ligação é entre o fosfato de uma unidade e a pen-tose da unidade vizinha.
• Desse modo, a longa cadeia apresenta uma sequên-cia de pentoses e fosfatos alternados, com as ba-ses nitrogenadas ligadas às pentoses.
• A diferença entre duas moléculas distintas de áci-dos nucleicos é a sequência em que as bases nitro-genadas estão arrumadas.
DNA: A INFORMAÇÃO GENÉTICA • O modelo da mol. de DNA elaborado por Watson e
Crick ficou conhecido como modelo da dupla hélice.
• 2o esse modelo, a molécula de DNA possui 2 cadeias de polinucleotíde-os, ligadas uma à outra pelas bases nitrogenadas.
• Elas estão torcidas – formando uma hélice dupla – e emparelhadas em sentidos opostos – se em uma extremidade de uma fita há uma pentose, na fita oposta há um fosfato.
• Por convenção, a extremidade da cadeia com o fosfato é chamada extremidade 5’ e a que tem a pentose, ex-tremidade 3’ (cadeias antiparelelas).
2
5’
3’
3’
5’
5’
3’
• Comparando a molécula de DNA c/ uma escada torcida no espaço,
• Cada lateral da escada seria formada por uma sequência de pentoses alternadas c/ fosfatos.
• Cada degrau corresponderia a um par de bases.
• A ligação entre as bases das duas fitas é feita por pontes de hidrogênio.
• Observando o modelo da mol. de DNA, notamos que:
• A base timina (T) se liga sempre à adenina (A) por duas pontes de H.
• A base citosina (C) está sempre ligada à guanina (G) por três pontes de H.
Pontes de hidrogênio
• Como decorrência desse emparelhamento específico, a seq de bases de uma fita deter-mina a seq de bases da outra.
• Portanto, se em uma fita houver a seq AATCCATGT, na outra a sequên-cia: TTAGGTACA.
• Assim, as duas fitas não são iguais, mas complementares.
1) Num trecho de uma molécula de DNA uma das cadeias apre-senta a sequên-cia de bases T C A G T C, qual será a cadeia complementar?
EXERCÍCIOS:
2) Se num trecho de uma molécula
de DNA 15% for de Adenina qual
será a porcentagem de Timina
nesse trecho? E de Citosina e
Guanina? (4)
• De forma simplificada, podemos dizer que a dife-rença entre dois genes está no no e na sequência de bases de cada um.
• Essa seq pode ser comparada com uma ‘frase’ em código escrita com 4 ‘letras’ (A, T, C, G) que simboliza a informação genética responsável por uma mol. de RNA.
• O conj de genes de uma cél q influencia o desenv/o das características de um ser vivo é chamado GENOMA e varia de um organismos p/ outro.
• No ser humano, o genoma corresponde à seq de nucleotídeos do DNA contido em 22 pares autos-somos e nos 2 cromos. Sexuais (X eY).
• Cada cromos. é formado por uma longa cadeia de ácido nucleico, c/ milhares de genes.
• Cada gene pode ser formado por dezenas a mi-lhões de pares de nucleotídeos.
• No total são cerca de 3,2 bilhões de pares de nu-cleotídeos em cada célula somática, formando cerca de 20 mil genes.
• O DNA do menor dos cromossomos humano é formado por cerca de 50 milhões de pares de nucleotídeos e do maior, 250 milhões de pares.
• A sequência de bases do genoma humano ocuparia cerca de 3 mil exemplares do livro de Biologia.
• Se esticarmos o DNA de apenas uma célula, daria um fio de 2 metros de comprimento.
VÍDEOS: 1) Estrutura do DNA - Legendado 2) DNA
1. Quem propôs o modelo da estrutura molecular do DNA? Em que ano? (1)
2. Onde pode ser encontrado o DNA na célula? E o RNA? (3)
3. Como é formado um nucleotídeo? Desenhe sua estrutura. (4)
4. Quais as bases nitrogenadas encontradas no DNA? E no RNA? (2)
ATIVIDADES – Ácidos Nucleicos
4. Qual a pentose encontrada no DNA? E no RNA? (2)
5. Como é feita a ligação entre as bases nitrogenadas das duas fitas de DNA?
6. . A Adenina de uma cadeia de DNA sempre emparelha-se c/ uma ........... ............. da cadeia complementar e a Citosina sempre emparelha-se com a .................... da outra cadeia.
8.Se uma cadeia de DNA tem a sequência A G T C C A G C G C T, qual a sequên-cia na cadeia complementar? (1)
9. Suponha que no DNA de um organis-mo 10% das bases são de guanina. Qual a proporção de timina?
10.Suponha que no DNA de um organis-mo 20% das bases nitrogenadas são de guanina. Que outras bases devem exis-tir nesse DNA e em que proporções? (3)
♣♣♣
COPIAR E RESPONDER:
Compreendendo o texto:
1, 2, 3, 4 – p. 208
Duplicação do DNA – pág.196
• Antes de se ÷ a célula duplica o DNA. • Essa duplicação é controlada por vá-
rias enzimas que: –promovem o afastamento dos fios –unem os nucleotídeos novos – corrigem erros de duplicação (gra-
ças a isso, há menos de 1 erro por bilhão de nucleotídeos copiados).
1º) Antes da duplica-ção, enzimas DNA-polimerase desenro-lam as duas hélices e quebram as pontes de hidrogênio.
•Proteínas mantêm as cadeias afastadas.
DNA original
DNA-Polimerase
DNA-Polimerase
•Em cada fita exposta, novos nucleotídeos dissolvidos no nucleoplasma começam a se encaixar, obedecendo ao emparelhamento A-T e C-G.
•A união entre os nucleotídeos novos é feita coma a ajuda das enzimas DNA-polimerase, que tb verifica se o nucleotídeo encaixou na base certa, removendo os encaixes errados.
•Cada fio orienta a formação de outro que lhe é complementar. Portanto, a fita nova fica igual a antiga q ocupava aquela posição e, consequentemente, as 2 moléculas resultan-tes serão exatamente iguais.
•Como cada molécula-filha de DNA é forma-da por uma fita antiga, que veio do DNA ori-ginal, e uma nova, a duplicação é semicon-servativa.
• O processo de duplicação é muito rápido. Em bactérias, são incorporados cerca de 500 nucleotídeos p/seg.
• Em mamíferos 50 nucleotídeos p/s. • A medida que o DNA se duplica, os cromos-
somos tb. se duplicam. • Cada cópia do DNA fica em um cromossomo. • Qdo. a cél se ÷, esses cromossomos se dis-
tribuem entre as cés formadas. • Desse modo as cés-filhas ganham cópias
idênticas ao DNA da cél-mãe, garantindo a transferência do código genético de célula p/ célula.
A SÍNTESE DE PROTEÍNAS – p. 198
• As características morfológicas e fisiológicas de um ser vivo dependem dos tipos de proteínas do organismo.
• A síntese dessas proteínas, por sua vez, de-pende do DNA em interação com o RNA, de-terminadas enzimas, ribosso-mos e outras estruturas da célula.
3
• Apesar de ter a mesma coleção de genes, as cés. de 1 indiv. podem ser ≠s pq, em deter-minado momento, alguns de seus genes es-tão em atividade (comandando a síntese de proteínas) enquanto outros estão inativos, e os genes ativos não são exatamente os mesmos nos ≠s tecidos.
• Assim, ≠s cés produzem ≠s conj de proteína • Assim, ≠s cés produzem ≠s conjuntos de
proteínas. Exemplo: Os melanócitos produzem melanna;
certas cés. do pâncreas produzem insulina.
O RNA É formado por um único filamento de
polinucleotídeos.
Nele, a pentose é a ribose e as bases são A, G, C, U.
O RNA é fabricado no núcleo, tendo como modelo o DNA, e migra p/ o citoplasma, onde desempenha sua função na síntese de proteínas.
Há 3 tipos principais de RNA:
• RNA ribossômico (RNAr)
• RNA mensageiro (RNAm)
• RNA ribossômico (RNAt)
DNA RNA
Adenina
Guanina
Citosina
Timina Uracila
•RNA mensageiro (RNAm) – leva o código do DNA p/ o citoplasma, onde, seguindo esse código, determina a sequência de aa. na proteína.
• RNA transportador (RNAt) –
transporta os aminoácidos
até o local da síntese de
proteína.
• RNA ribossômico (RNAr) – participa da estrutura dos ribossomos, nos quais ocorre a síntese de proteínas, e tem ação enzimática.
O controle da síntese de proteínas é feito em duas etapas: a transcrição e a tradu-ção.
Na 1a etapa ocorre a síntese do RNAm pelo DNA, em q há passagem (transcri-ção) do código do DNA p/ o RNA.
A tradução consiste na organização dos aa. soltos no citoplasma pelo RNA de modo a formar um polipeptídeo, q pode se reunir a outros e formar uma proteína.
SÍNTESE DO RNAm - pág.199
•Na transcrição, apenas uma das fitas de determinado trecho do DNA é usada p/ a síntese do RNAm.
•Nele atuam as enzimas RNA polimera-se, que se ligam a uma seq específica do DNA, chamada promotor.
•Este marca o início da transcrição e define p/ as enzimas a cadeia que deve ser lida.
•As enzimas desenrolam a dupla hélice, expondo as bases do DNA, e começam a encaixar os ribonucleotídeos.
•O encaixe obedece à obrigatoriedade de ligações entre bases, mas, onde houver uma adenina no DNA, encaixa-se uma uracila.
Ex. T A C G G A C T A - DNA A U G C C U G A U - RNA
Pergunta-se qual é a sequência de bases num RNA produzido tendo como molde o filamento de DNA abaixo:
G A C A T G A C T A G C T A T
PROCESSAMENTO DO RNA
•Processamento: conjunto de modifica-ções que o RNA sofre nos eucariontes, até atingir sua forma definitiva.
•O pré-RNA possui, trechos não funcionais chamados íntrons.
•Os íntrons são ‘cortados’ (splicing) e antes do RNA passar p/ o citoplasma.
•Os trechos funcionais são chamados de éxons.
DNA
RNAm
TRANSCRIÇÃO
NÚCLEO
CITOPLASMA
Poros
Processamento do RNA
•Na tradução, a sequência de bases no RNAm passa p/ a sequência de aa.
•Cada grupo de 3 bases consecutivas – CÓDON – corresponde a um aa.
DO RNA À PROTEÍNA
•Essa correspondência entre códons e aa. é o que chamamos de código genético.
•Desse modo, o Código Genético contido do DNA termina sendo expresso na for-ma de polipepitídeos ou proteínas e afe-tam determinada característica.
–Cada proteína é formada por uma sequência específica de aminoácidos que é determinada pelo gene (DNA).
•Observe que os códons UAG, UAA e UGA não especificam nenhum aa.; eles indicam o fim de uma cadeia.
FIM FIM
•Note tb que o códon AUG serve tanto p/ codificar o aa. metinina como p/ deter-minar o início da síntese de um novo polipeptídeo.
•Analisando a tabela de códons, pode-se per-ceber que o código genético é “degenerado”, “redundante”, ou seja, há mais de um códon com o mesmo ‘significado’.
•A alanina, por exemplo, pode ser escolhida por qq dos seguintes códons: GCU, GCC, GCA e GCG.
Código genético é “degenerado”
•Assim, há 61 códons que especificam 20 aa. e três que especificam o fim da cadeia polipep-tídica.
•Mas, apesar de ser reduntante, não é ambíguo, isto é, o mesmo código não serve p/ dois aa. ≠s
•O código genético é praticamente o mes-mo para todos os seres vivos – é quase universal – o que indica uma origem evolutiva comum.
•Há pouquíssimas exceções, encontradas no código da mitocôndria e em algumas poucas ssp de bactérias e protistas.
•Mesmo assim, são ≠as em poucos códons.
•Os códons só realizam o trabalho de identifi-cação dos aa. c/ o auxílio do RNAt, q é capaz de se ligar a unidades de aa. dissolvidos no citoplasma e transportá-las até o RNAm.
•O RNAt é formado por um filamento dobra-do. Apresenta regiões c/ bases emparelha-das e outras c/ bases livres, onde se formam curvas.
•Em cada uma das ex-tremidades aparecem as bases CCA (onde se prende o aa.).
•Em uma das curvas do
filamento há um trio de
bases que varia de um
transportador p/ outro;
esse trio é chamado
ANTICÓDON e por
meio dele o RNAt se
encaixa nos códon do
RNAm.
Anticódon
• A ligação entre o RNAt e o aminoácido é específi-ca.
• Se o RNAt tem um anticódon CGA, ele vai se ligar exclusivamente ao códon GCU - aa. alanina.
• A tradução é feita nos ribossomos.
• Os RNAt c/ o respectivo aminoácido se encaixam nos códons do RNAm.
CÓDON DE INICIAÇÃO
Aminoácido:
Metionina
FASE INICIAÇÃO
RNAm
RNAt
Dipeptídeo
FASE DE ALONGAMENTO
• A medida que um grupo de ribossomos desliza pelo RNAm, os aa. se unem e formam uma mol. de proteína (cadeia polipeptídica).
• Enquanto isso, os RNAt se soltam e ficam li-vres p/ transportar outros aa.
• A síntese termina qdo entra em posições no ribossomo em dos 3 códons de terminação.
• Como a sequência de códons do RNAm foi moldada pelo DNA, concluímos que este, de forma indireta, determina a sequência de aminoácidos da proteína.
A síntese completa de uma proteína leva de 20 a 60 segundos.
VÍDEO:
VÍDEOS:
1)Autoduplicação, transcrição e tradução
2)Ah Vida!
3)Síntese de Proteínas
RNAt
Aminoácidos
Ribossomos
DNA RNAm
Núcleo
Citoplasma
Proteína
Subunidade
maior
Subunidade
menor
RNAm
1) Explique o que é “duplicação semicon-servativa”. (3)
2) Como é formado um RNA? (3)
3) Onde é fabricado o RNA? Onde ele de-sempenha suas funções?(2)
4) Quais as funções dos RNAm, RNAt e RNAr? (5)
ATIVIDADES
5) Uma cadeia de RNA foi produzida tendo como molde o filamento de DNA abaixo:
CCA ATA TAG GTC AAT a) Qual é a sequência de bases neste
RNA? (1) b)Quantos aminoácidos terá a proteína
produzida a partir deste filamento? (1) 6) Como é denominada a síntese de
RNAm? (4) 7) Qual é o encaixe de bases na formação
do RNA?(1)
8) O que são íntrons e éxons? (3)
9) O que são códons? (3)
10) Quais são os códons que de-terminam o fim de uma cadeia de polipeptídeo? (1)
11) Explique porque se diz que o código genético ele é degenerado. (3)
12) O que é anticódon? (3)
13) O que é e onde ocorre a tradução? (3)
***
COMPREENDENDO O TEXTO
6 a 10 – Pág. 209
Refletindo e concluindo
1 a 7 pág. 209 e 210
ENEM
1 a 4 – pág. 212
