Biologia Molecular

Profa. Ana Paula Miranda Guimarães

Instituto Federal da Bahia (IFBA)Campus Camaçari

Biologia Geral

Histórico

• Em 1953, na Inglaterra, Watson e Crick “desvendaram

a estrutura do DNA, publicando um artigo;

• Símbolo da Biologia Molecular;

• Rosalind Franklin.

Estrutura do DNA• Ácido desoxirribonucleico (DNA);• DNA é uma molécula em forma de dupla-hélice;

• DNA = união de vários nucleotídeos;

ESTRUTURA DO DNA

Desoxirribose

ADENINA (A)

GUANINA (G)

TIMINA (T)

CITOSINA

(C)

PURINAS

PIRIMIDINAS

ESTRUTURA DO DNA

Adenina

Citosina

Guanina

Timina

PURINAS PIRIMIDINAS

As bases nitrogenadas:

ESTRUTURA DO DNA

Ligação fosfodiéster: ligação entre os grupos fosfatos.

ESTRUTURA DO DNA

DNA Fita Dupla

ESTRUTURA DO DNACadeias Anti-paralelas:

• Analisando o conteúdo de uma das fitas, é possível conhecer o conteúdo da outra.

Ligação ponte de Hidrogênio (PH)

2 PH

3 PH

ESTRUTURA DO DNA

Dogma da Biologia Molecular

Replicação

REPLICAÇÃO

• As fitas parentais irão servir de molde para fazer duas novas fitas idênticas;

Modelo semiconservativo

Etapas da Replicação: Todas as etapas são executadas por uma proteína.

1- Desenrolamento da molécula e separação das fitas = Helicases;

2- Ligação na fita simples = proteínas de ligação;

3- Síntese de novos nucleotídeos = DNA-polimerases;

4- Religação das fitas e giro = topoisomerases.

REPLICAÇÃO

HELICASE

DNA POL Proteína de

Ligação

• Existem 6 bilhões de pares de base em uma célula humana;

• A replicação do DNA é extremamente eficiente tanto em velocidade quanto em precisão: há poucos erros, um a cada 10 bilhões de nucleotídeos.

REPLICAÇÃO

Mutação• A molécula de DNA pode sofrer danos = mutação;

• Alterações no DNA;

• Podem ocorrer no DNA das células

Tipos:

Mutações espontâneas: maioria;

Mutações induzidas: causadas por agentes

externos ou mutagênicos;- Agentes físicos: radiações;- Agentes químicos: certos fármacos;- Agentes biológicos: vírus (HPV).

- Gaméticas;- Somáticas.

• As mutações podem ser:- Neutras = não afeta as proteínas;- Favoráveis = aumenta chances de sobrevivência,

diversidade na populaçõa;- Desfavorável = dificulta a sobrevivência, erro em

proteína(s). Ex: doenças genéticas.

MUTAÇÃO

Segundo a Agência Internacional de Pesquisas sobre o

Câncer, cerca de 80% dos casos de câncer são causados

por agentes químicos ou físicos ambientais que alteram a

composição das moléculas de DNA.

Reparação do DNA

• A DNA-polimerase faz uma revisão o seu trabalho;

• Compara a fita molde com a nova;

• Ela corrige = tecla delete e digita a letra correta;

• Mas além disso, há a maquinaria de reparação

(segunda revisão) = revisor “externo”.

Responda

1- Algumas bactérias respondem ao estresse ambiental com aumento da taxa de ocorrência de mutações durante a divisão celular. Por que ocorre isso? Pode existir alguma vantagem evolutiva nesta habilidade? Explique.

Biologia Molecular - Continuação

Profa. Ana Paula Miranda Guimarães

Instituto Federal da Bahia (IFBA)Campus Camaçari

Biologia Geral

Toda informação do indivíduo está no DNA.

Mas como essa informação determina uma característica de

um organismo?

Como essa mensagem é traduzida pela célula em características específicas?

DNA PROTEÍNAS Dois estágios:

Transcrição;

Tradução.

RNA

PROTEÍNA

RNA

Molécula fita simples; Mais instável; Constituída por nucleotídeos;Há diferenças do DNA.

As RNAs são constituídos por 4 bases distintas.......

As proteínas são constituídas por 20 aminoácidos

diferentes.....

Como se resolve esse problema de “escala”?

Combinações de + de 1

nucleotídeos:

1 nucleotídeo 41= 4 insuficiente

2 nucleotídeos 42 = 16 insuficiente

3 nucleotídeos 43 = 64 suficiente

Cada aminoácido codificado por, pelo menos, 3

nucleotídeos

CODON

Códon Início

Códon Parada

Código Genético = Universal e degenerado

VANTAGEM??

Transcrição de RNA

Usa uma das fitas de DNA como molde;

Transfere a informação para o RNA.

5’ 3’

3’5’5’

3’

Processamento de RNA

Estima-se 20 mil a 25 mil genes que codificam

polipeptídios;

Corresponde a 5% do genoma;

Responda

1- Um professor perguntou a um estudante: “ como se explica o fato de uma célula adiposa de uma pessoa ser tão diferente de uma célula nervosa da mesma pessoa? O estudante respondeu que isso se dá, pelo fato, que em cada célula existir uma coleção diferente de genes. Você concorda? Por quê?

2- A fita de DNA 5’ TTCAGTCGT 3’ corresponde à uma futura proteína. Qual seria o RNA desta para depois traduzir em uma proteína?