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BIOMÉDICAS
BIOLOGIAAULA 04
Bioquímica: Ácidos nucleicos
ÁCIDOS NUCLEICOS
DNA RNAsão cadeias de
Nucleotideos
os dois tipos são
Fosfato
Pentose
Base nitrogenada
Derivado do ácido fosfórico.
Faz a ligação entre as pentoses de dois nucleotídeos sucessivos em uma cadeia de polinucleotídeos.
Faz com que o nucleotídeo seja negativamente carregado.
Fosfato P
Pentoses
Bases Nitrogenadas Púricas
Bases Nitrogenadas Pirimídicas
Para formar ácidos nucléicos, os nucleotídeos são unidos através dos fosfatos com C3’ ou C5’ da pentose através de ligações éster (fosfodiéster).
Estas são chamadas de ligações glicosídicas.
A base nitrogenada se liga ao C1’ da pentose.
Se a base for pirimidínica a ligação se faz com o N-1.
Se a base for púrica esta ligação se faz com o N-9.
Estas são chamadas de N-glicosídica.
Esqueleto de pentose-fosfato de DNA
Esqueleto de pentose-fosfato do RNA
O DNA NAS CÉLULAS EUCARIOTAS
DNA e RNA são encontrados no núcleo de células eucariotas, no citoplasma das células procariotas, nas mitocôndrias e cloroplastos.
Na grande maioria dos vírus, ocorre o DNA ou o RNA.
No núcleo da células eucariotas, o DNA está associado a proteínas básicas – histonas – formando a cromatina.
Os cromossomos são filamentos de cromatina espiralizados contendo uma sucessão de genes.
O DNA NAS CÉLULAS PROCARIOTAS
Diâmetro uniforme
Destra
Antiparalela
Para poder exercer a função de hereditariedade, o DNA produz cópias idênticas de si mesmo, por um processo chamado de replicação ou duplicação.
A replicação do DNA precede cada divisão celular.
A replicação do DNA
Cada cadeia do DNA precisa atuar como molde para o pareamento de bases complementares (por isso é semiconservativa);
Um complexo enzimático para catalisar as reações;
Uma fonte de energia química (ATP) é necessária para conduzir essa reação altamente endoergônica.
Necessidades:
Experimentos de Meselson e Sthal
(1958)
A síntese de cada nova fita de DNA ocorre nas duas direções, a partir da origem de replicação.
Para cada origem de replicação existem dois pontos (forquilhas de replicação) nos quais as novas cadeias são formadas.
Nos procariotos há uma única origem
Nos eucariotos há centenas de origens
Tarefas para a replicação do DNA 1ª TAREFA: desenrolar e separar as fitas do DNA
(enzimas girase e helicase). 2ª TAREFA: mantê-las separadas e protegidas (proteínas
de ligação fita simples –SSB). A RNA primase fornece o iniciador (primer) para que se
inicie a replicação. 3ª TAREFA: adição de nucleotídeos na extremidade 3’ de
cada fita (enzima DNA-pol III). Sentido da síntese 5’ 3’. Os nucleotídeos são unidos entre si pela enzima DNA
ligase. 4ª TAREFA: prevenir erros na replicação (enzima DNA-pol
I).
A forquilha de replicação
Transcrição gênicaA síntese de RNA
Os papéis biológicos do DNA: copiar e executar
DNA
Replicação
(núcleo)
Transcrição(núcleo)
DNA
RNA PROTEÍNATradução
(citoplasma)
DNA
RNAproduzque
determina a Sequência de aminoácidos na proteína
Forma da proteína
que determina a
Função da proteína
Característica genética
A transcrição também ocorre no sentido 5’3’
Ao contrário da replicação, envolve certos trechos do DNA, os genes, e ocorre durante toda a vida normal da célula.
É o primeiro passo para a expressão gênica, que significa a transformação do que é informação (DNA) para o que é uma característica do organismo.
Esse processo ocorre em três etapas principais, a iniciação, o alongamento e o término, cada um contendo fatores específicos.
INICIAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO Enzimas específicas desfazem da dupla-hélice do
DNA, apenas no gene que deverá ser transcrito. A síntese de RNA começa em regiões do DNA
chamadas de promotoras - sequências específicas reconhecidas pela RNA-pol - que direcionam a transcrição dos genes.
Essas sequências podem ser bastante variáveis, porém, mantêm conservadas regiões responsáveis pela função promotora.
Em procariotos, duas dessas regiões estão presentes a cerca de 10 e 35 pares de bases acima do ponto de início da transcrição.
São elas: 5’ TATATT 3’ e 5' TTGACA 3’, respectivamente.
Nos eucariotos a principal região promotora é conhecida como TATA box.
AlongamentoA RNA-pol atua apenas em uma das fitas
de DNA.A fita utilizada é sempre a mesma e
denominada fita codificante ou ativa.A RNA-pol encaixa ribonucleotídeos,
produzindo uma única fita de RNA, complementar à fita de DNA que serve de molde.
Por isso é importante que a RNA-pol atue em apenas uma fita, pois RNAs diferentes serão produzidos a partir da transcrição de fitas distintas do DNA.
O pareamento será A → U, C → G, T → A e G → C.
Quando pelo menos dois ribonucleotídeos são colocados, a RNA-pol estabelece uma ligação entre eles: a molécula de RNA foi iniciada.
À medida que o RNA vais sendo sintetizado, o DNA é despareado à sua frente.
TérminoO RNA recém-formado vai se desligando do
DNA que lhe serviu de molde.Quando chega ao final do gene (há uma
sequência que o indica) a RNA-pol se desprende do DNA e a molécula de RNA é liberada.
A molécula de DNA é pareada e se fecha.OBSERVAÇÃO: para cada tipo de RNA há
uma RNA-pol diferente.
Tradução do código genético
Cada região do DNA que produz uma molécula de RNA funcional constitui um gene.
No DNA, cada trinca de nucleotídeos constitui um triplet ou códon.
Cada triplet é transcrito e formará um códon do RNA-m.
300 triplets = 300 códons = 100 aminoácidos
O código genético
Cada grupo de 3 nucleotídeos do RNA-m constitui um códon.
Como há 4 tipos de nucleotídeos no RNA (A, U, G e C), existem 64 agrupamentos possíveis.
Em 1961, foi decifrado qual aminoácido é codificado por cada códon.
O código genético é universal e degenerado (repetitivo).
Processamento (splicing) do RNA-m Ocorre somente em células eucariotas. As seqüências de DNA que serão
expressas (vão aparecer no produto final) são chamadas de éxons.
As seqüências de DNA que não serão expressas (não vão aparecer no produto final) são chamadas de íntrons.
O gene inteiro é transcrito em um RNA-m precursor.
No processamento os íntrons são retirados e os éxons são unidos para formar o RNA-m maduro que será traduzido no citosol.
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