AULA 4:

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA

CÉLULA: BIOMOLÉCULAS 3

ÁCIDOS NUCLÉICOS-DNA E RNA

Primeiras informaçõesChargaff (1950)

Estrutura e composição química dos ácidos nucléicos

Estudos de difração de raios X

Rosalind Franklin &

Maurice Wilkins

(inicio da década de 50)

Difração de raios X

Estrutura da molécula do DNA• Watson & Crick (1953)

– baseado em dados de: composição em bases difração de raios X

• Dupla Hélice

• Fitas antiparalelas

• Sulcos maiores e menores alternados

Premio Nobel 1962

Detalhamento da composição química

• DNA e/ou RNA– polímeros

• nucleotídeos

– nucleotídeo• base nitrogenada• açucar (pentose)

Desoxiribose(DNA)

Ribose (RNA)• ácido fosfórico

Detalhamento da composição química

• bases nitrogenadas

– púricas

• adenina e guanina

– pirimídicas

• citosina e timina

• Uracil no RNA

substitui a Timina

Polimerização da cadeia do DNA:

nucleotideo 1

nucleotideo 2

nucleotideo 3

nucleotideo 4

Nucleotídeo= base nitrogenada + Nucleotídeo= base nitrogenada + pentosepentose

(Desoxiribose) + ácido fosfórico(Desoxiribose) + ácido fosfórico

Ligação Nucleosíd

ica

Pontes de hidrogênio:

• pares A T– duas pontes de H

• pares C G– três pontes de H

– Obs: quanto mais rica for a cadeia de DNA em CG mais estável quimicamente ela será.

•Nucleotídeo e nucleosídeo

•Ligação fosfodiéster

•Funções = informação genética (DNA e RNA), energia (ATP), sinalização celular (cAMP) e enzimática (coenzima A).

ATP

Esquema de um nucleotídeo

Dupla cadeia:• imposições da estrutura

– o antiparalelismo• 5’ 3’ e 3’ 5’

– o ângulo de 36 º entre os pares de nucleotideos subseqüentes

– o plano dos pares de bases é perpendicular ao eixo central

– Estabilidade das cadeias pelas pontes de H

Região 5´ e Região 3´

As fitas de DNA são anti-paralelas

RNA

tRNA

RNA Ribossômico

Os genes são constituídos de DNA

A seqüência de nucleotídeos de um gene determina a seqüência de AAs de uma proteína

Transcrição e tradução

Transcrição e tradução

Tradução (tRNA e Ribossomos)

tRNA e código genético

Código genético

T C A G

T

TTT Fenilalanina(F)

TCT

Serina(S)

TAT Tirosina(Y)

TGT Cisteína(C)

T

TTC TCC TAC TGC C

TTA Leucina (L)

TCATAA

Códon de parada

TGACódon de parada

A

TTG TCG TAG TGG Triptofano (W) G

C

CTT

Leucina(L)

CCT

Prolina(P)

CAT Histidina(H)

CGT

Arginina(A)

T

CTC CCC CAC CGC C

CTA CCA CAA Glutamina(Q)

CGA A

CTG CCG CAG CGG G

A

ATTIsoleucina(I)

ACT

Treonina(T)

AAT Asparagina(N)

AGT Serina(S)

T

ATC ACC AAC AGC C

ATA ACA AAALisina(K)

AGAArginina(A)

A

ATGMetionina (M)

ACGAAG

AGG G

G

GTT

Valina(V)

GCT

Alanina(A)

GAT Ácido Aspártico(D)

GGT

Glicina(G)

T

GTC GCC GAC GGC C

GTA GCA GAA Ácido Glutâmico(E)

GGA A

GTG GCG GAG GGG G

Seqüência do DNA codifica os diferentes genes

Porção do gene da -globina humana

Introns e exons

Organização dos cromossomos

histonasnucleossomos

proteínas

DNA

cromossomo

Organização dos cromossomos

fotomicrografia eletrônica

fita de DNAhistonas

Obs.: ver animação CD

Proposta de replicação do DNA

• modelo proposto por Watson & Crick (1953)

Obs.: ver animação CD

Replicação do DNA é semi-conservativa

Ação gênica:

ReplicaçReplicaçãoão

TranscriçãTranscriçãoo

TraduçãTraduçãoo

DNA e RNA

• Os genes são constituídos de DNA• Seqüência do DNA codifica os diferentes genes.• As fitas de DNA são anti-paralelas• Replicação do DNA é semi-conservativa (uma

das moléculas é usada como molde para a molécula filha)

• A seqüência de nucleotídeos de um gene determina a seqüência de AAs de uma proteína

• Transcrição (íntrons e éxons), código genético• Tradução (tRNA e Ribossomos)

Exercícios para fixação

1. Quantas moléculas diferentes de DNA são possíveis com 10 pares de nucleotídeos de comprimento?

2. Um determinado segmento de DNA tem a seguinte seqüência de nucleotídeos em um filamento:

5'- A1TGGTGCA1TAC1TCAGGCTCT- 3'

Qual deve ser a seqüência no outro filamento? (Marque suas pontas 5‘ e 3'.)

3. Em um único filamento de DNA, é possível que o número de adeninas seja maior que o número de timinas?

4. Suponha que a molécula de DNA a seguir se replique para

produzir duas moléculas filhas. Desenhe estas moléculas filhas usando preto para os nucleotídeos previamente polimerizados e vermelho para os nucleotídeos recém- polimerizados.

3'-TTGGCACGTCGTAAT- 5'

5'-AACCGTGCAGCA1TA- 3'

5. Na molécula de DNA do problema 4, suponha que o filamento de baixo é o filamento molde e desenhe o RNA transcrito, marcando as pontas 5‘e 3'.