1

NucleotNucleotíídeos: fundeos: funçções essenciaisões essenciais

•• Unidades monomUnidades monomééricas dos ricas dos áácidos nuclcidos nuclééicosicos

• Carregadores de energia

• ATP, GTP, etc

• Cofatores e coenzimas

• Coenzima A, FAD, NAD

• Mensageiros químicos

• AMP cíclico, GMP cíclico

NucleotNucleotíídeos como monômeros dos deos como monômeros dos áácidos nuclcidos nuclééicosicos

DNADNA e e RNARNA: estrutura X fun: estrutura X funçção ão

2

NucleosNucleosíídeosdeos: carregadores de energia qu: carregadores de energia quíímicamica

Nucleosídeos trifosfato:

• energia química

• precursores ativados

para síntese de RNA e DNA

NucleosNucleosíídeosdeos: composi: composiççãoão

(CH3 x H)uracila

1’

2’

4’

3’33’’

5’55’’

Nucleosídeos do DNA

(d) (d) adenosinaadenosina (d) guanosina (d) timidina (d) citidina

PirimidinasPirimidinasPurinasPurinas

12

5 6

98

7

4 3 1 23

456

H x OH

((d)NTPsd)NTPs: : termodinâmicatermodinâmica favorfavoráávelvel àà ssííntesentese

quebra da ligação ⇑ energia +PPi =Δ G negativo

+ quebra do PPi = Δ G mais negativo

Pu

P-O O

Etc ...

Pu ⇑⇑

3

SSííntesentese do do polpolíímeromero: : ligaligaççõesões fosfodifosfodiéésterster

SSííntesentese do do polpolíímeromero

Vista lateral – DNA: DNA polimerase

SSííntesentese do do polpolíímeromero: : ligaligaççõesões fosfodifosfodiéésterster

4

Na dNa déécada de Watson & Crickcada de Watson & Crick

História:

• Miescher (1868): DNA material genético (nucleína)

• Avery, MacLeod e McCarty: transformação (1944)

• Hershey e Chase: infecção de E.coli (1952)

• As regras de Chargaff:

• relação A-T/G-C

• Franklin: Difração de Raio X

História:

• Avery, MacLeod e McCarty

(1944): o princípio da

transformação (Griffith,

1928)

• Tratamento com DNAse ou

proteinase

DNA: princDNA: princíípio da transformapio da transformaççãoão

História:

• Avery, MacLeod e McCarty: transformação

•• Hershey e Hershey e ChaseChase: infec: infecçção de ão de E.coliE.coli

DNA: informaDNA: informaçção genão genéética/hereditariedadetica/hereditariedade

5

Na dNa déécada de Watson & Crickcada de Watson & Crick

História:

• Miescher (1868): DNA material genético (nucleína)

• Avery, MacLeod e McCarty: transformação (1944)

• Hershey e Chase: infecção de E.coli (1952)

• As regras de Chargaff:

• relação A-T/G-C

• Franklin: Difração de Raio X

Watson & Crick:Watson & Crick:a construa construçção do modeloão do modelo

Watson & Crick:Watson & Crick:caractercaracteríísticas estruturais do DNAsticas estruturais do DNA

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/DNA_orbit_animated.gif

• estrutura planar das bases– Interações hidrofóbicas

• difração de Raio X: densidade e padrão em camadas

• Regra de Chargaff

– A=T e G=C

– intuição: pontes de H

6

PlasticidadePlasticidade dada dupladupla hhéélicelice

Watson & Crick:Watson & Crick:caractercaracteríísticas estruturais importantessticas estruturais importantes

Watson & Crick:Watson & Crick:caractercaracteríísticas estruturais importantessticas estruturais importantes

7

Características do DNA = interações múltiplas e específicas

DNA “no trabalho”: Interação DNA-Proteina

Vassylyev et al, Nature 2007

Kalodimos et al, EMBO 2002

DNA “no trabalho”: Interação DNA-Proteina

8

• estrutura planar das bases

•interações hidrofóbicas

• ressonância

• absorção de luz UV (260nm)

• ressonância

• absorção de luz UV (260nm)

Watson & Crick:Watson & Crick:a estabilidade da dupla fitaa estabilidade da dupla fita

Watson & Crick:Watson & Crick:a estabilidade da dupla fitaa estabilidade da dupla fita

Pareamento de bases

A/T & G/C

• Ligações de H

EstabilidadeEstabilidade dadaestruturaestrutura 22ááriaria e 3e 3ááriaria

• ⇑ Temperatura = desnaturação

• ⇑⇓ propriedades:

• viscosidade

• absorção de luz

9

ReplicaReplicaçção: ão: processo semiconservativoprocesso semiconservativo

• Watson e Crick: modelo

• Meselsohn e Stahl: experimento

Fitas parentaisFitas parentais

CaracterCaracteríísticassticas do do polpolíímeromero

• Esqueleto hidrofílico

• Caráter ácido

• Neutralização

• poliaminas

• proteínas

• ions

• Polaridade: 5’→ 3’

• Estrutura planar das bases

5’ 3’

5’3’

at

gc

EstabilidadeEstabilidade dada estruturaestrutura 22ááriaria e 3e 3ááriaria

• Estrutura x desordem

• íons, proteínas, ligações de H, Van der Walls

• repulsão eletrostática

• ⇑ Temperatura = desnaturadesnaturaççãoão do DNA (Tm)do DNA (Tm)

• absorção de luz

• viscosidade

10

TmTm éé caractercaracteríísticastica de de cadacada DNADNA

• Como função de:

• Razão GC x AT

• pH

• força iônica

• tamanho da molécula

• Processo reversível

• análise CoT

• hibridação

Processo reversível: hibridação

HibridaHibridaççãoão comocomo ferramentaferramenta

11

Migração

DNA ou RNA

Marcador

Eletroferese

Membrana de nitrocelulose

Base

Gel

Solução salina

Papel-toalha

Gel Membranade nitrocelulose

DNA transferidoHibridação com uma

sonda radioativa

Sonda hibridada a umaseqüência complementar

Remoção da sondanão associada

Exposição a um filme de raio-X

Auto-radiografia

“Pescando genes”

A hibridação em sistemas comparativos complexos

EstruturaEstrutura do RNA: um do RNA: um mundomundo de de

diferendiferenççasas & & extremaextrema plasticidadeplasticidade

12

EstruturaEstrutura do RNAdo RNA

• Pareamento não W/C

&

• bases não usuais

EstruturaEstrutura do RNA: do RNA: extremaextrema plasticidadeplasticidade

• Fita simples

• dupla fita regional, seqüência dependente

• empilhamento

• Liberdade de rotação

• Pareamento não W/C

• Estrutura secundária variável ⇒ funções múltiplas

EstruturaEstrutura do RNA:do RNA: extremaextrema plasticidadeplasticidade

13

RNA:RNA: exextrematrema plasticidadeplasticidade . . . funcional. . . funcional

• RNA: funções múltiplas

• rRNA,

• mRNA,

• tRNA,

• RNAs de funções especiais

• ribozimas,

• estruturais,

• regulatórios (RNAs de interferência, pequenos RNAs)