Seminário tema 1 – Cássia e Rubiane

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Grupo 1: Cássia Gomes Rubiane Borba SQM0416 – BIOQUÍMICA II Prof. Dr. Júlio César Borges

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Grupo 1:

Cássia Gomes

Rubiane Borba

SQM0416 – BIOQUÍMICA II

Prof. Dr. Júlio César

Borges

Sumário

Níveis estruturais do DNA

- estrutura primária

- estrutura secundária

Conformações A, B e Z da dupla hélice

- estrutura terciária

superenrolamento em procariotos

superenrolamento em eucariotos

Ação das topoisomerases

- topoisomerase tipo I

- topoisomerase tipo II

Compactação do DNA

- superespiralamento

Estrutura dos cromossomos

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Estrutura primária e secundária do DNA

Estrutura primária – ordem das bases na sequência

de polinucleotídeos.

Figura 1 : Nucleotídeo de DNA

Bases nitrogenadas:

Adenina

Guanina

Citosina

Timina***

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Figura 2: ligação de 2 nucleotídeos por ligação fosfodiéster

Estrutura primária – ordem das bases na sequência

de polinucleotídeos.

Polimerização

de nucleotídeos

Ácidos

Nucleicos

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Estrutura secundária do DNA – dupla hélice

Figura 3: Dupla hélice de DNA

Figura 4: Ligações entre os pares de

bases do DNA

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Estrutura secundária do DNA – dupla hélice

Formas A , B e Z

O DNA é uma molécula extremamente flexível e pode

assumir mais de uma conformação. Essas conformações

giram em torno das diferentes conformações que a

desoxirribose pode assumir, em torno das ligações que

constituem o esqueleto de fosfodesoxirribose e ainda a

rotação em torno da ligação entre o açúcar e a base

nitrogenada.

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Forma A

Forma B

Forma Z

Figura 5: Estruturas das formas A, B e Z do DNA, com 36 pares de bases cada.

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Fatores ambientais e estruturais induzem e/ou estabilizam as

diferentes conformações – condições do meio de cristalização

Exemplos de fatores ambientais e estruturais que induzem e/ou

estabilizam determinada forma

Forma A-DNA Forma B-DNA Forma Z-DNA

Fa

tore

s

am

bie

nta

is

Umidade relativa baixa x

Umidade relativa alta x

Alta concentração de

cátions X

Fa

tore

s

est

rutu

rais

Sequência alternada de

purinas e pirimidinas X

Presença de Citosina

metilada no C5 X

Tabela 1: fatores que influenciam a conformação da dupla hélice

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Estrutura terciária do DNA – Superenrolamento

Comprimento » diâmetro

A dupla hélice discutida até o momento encontrava-se na forma

relaxada, ou seja, sem torções adicionais além da helicoidal.

Figura 6: Supertorção – analogia

ao fio de um telefone.

O enovelamento

do DNA deve

permitir não só a

compactação, mas

também o acesso a

informação

genética

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Estrutura terciária do DNA – Superenrolamento

Considerando o superenrolamento do DNA de procariotos (plasmídeos)

Se

ntid

o d

a m

ão

dire

ita

Se

ntid

o d

a m

ão

esq

ue

rda

Figura 7: Esquema representando o superenrolamento em procariotos.

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Considerando o superenrolamento do DNA de eucariotos

DNA eucariótico complexo com várias proteínas

Interação eletrostática entre os grupos fosfato (-) e as proteínas (+)

Figura 8: micrografia eletrônica da dupla hélice associada a histonas

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Figura 9: Esquema representando a dupla hélice associada a histonas e o

superenrolamento

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As topoisomerases

Topoisômeros: formas de um DNA

circular que diferem em uma

propriedade topológica número

de ligação;

Topoisomerases:

Catalisam alterações no

número de ligação do DNA;

Aumentam ou diminuem o

grau de subenovelamento do

DNA;

Importantes nos processos de

replicação e no

empacotamento do DNA; Figura 10: Eletroforese em gel

de agarose

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As topoisomerases

Topoisomerase tipo I

Quebras em uma única fita do DNA -permite o giro da fita

quebrada sobre a fita intacta – ligação das fitas

quebradas altera o Lk em incrementos de 1;

Figura 11: Ação da topoisomerase tipo I

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As topoisomerases

Topoisomerase tipo II

Quebras nas duas fitas do DNA - alteram o Lk em

incrementos de 2;

Figura 12: Ação da topoisomerase tipo II

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As topoisomerases

Inibidores de topoisomerase tipo II

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Doxorrubicina

Etoposídeo

Elipticina

Figura 13: Medicamentos antitumorais

Compactação do DNA - Superespiralamento

Superespiralamento plectonêmico (do grego fio distorcido):

Forma observada em DNAs isolados em laboratórios;

Estruturas com fitas entrelaçadas;

Não produz compactação suficiente para empacotar o

DNA em uma célula;

Superespiralamento solenoidal:

Pode ser adota por um DNA subenovelado;

Voltas apertadas;

Estabilizada por ligações de proteínas (cromatina);

Fornece maior grau de Compactação;

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Figura 14: Superespiralamentos plectonêmico e selenoidal

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ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS

CROMOSSOMO

Molécula de ácido

nucléico repositória da

informação genética

Em eucariotos, o

material cromossômico

é chamado de

CROMATINA

No núcleo das células eucarióticas em interfase,

isto é, em fase de não divisão celular, existe a

estrutura fibrosa CROMATINA.

Constituída pelo DNA associada à proteínas

básicas, histonas (nucleossomos) e não- histonas.

O DNA apresenta-se na forma habitual de dupla-

hélice.

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HISTONAS

Proteínas pequenas, ricas em Arginina e Lisina. Podem ser de 5 tipos.

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Figura 15: variedades de histonas

NUCLEOSSOMOS – Nível 1 de compactação

Complexo de histonas com o DNA dupla hélice. São a

unidade fundamental da organização da cromatina

Figura 16: representação de um núcleo de 8 histonas associadas a dupla hélice,

formando um nucleossomo.

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Cada nucleossomo contém 8 moléculas de histonas, duas cópias de

cada: H2A, H2B, H3 e H4

NUCLEOSSOMOS

Figura 17: Octâmero de histonas ligado a dupla hélice de DNA

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NUCLEOSSOMOS

O enovelamento do DNA em volta do nucleossomo compacta

em 7x (fibras de 30nm) – Nível 2 de compactação

Requer ainda outros níveis de organização: empacotamento dos

nucleossomos

Figura 18: fibra de cromatina

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NÍVEIS ADICIONAIS DE ORGANIZAÇÃO

Princípio: “a

compactação

do DNA nos

cromossomos

eucarióticos

parece envolver

espiras sobre

espiras sobre

espiras...

As fibras são

enoveladas para

fornecer uma

compactação de

10.000 x

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Figura 19: Níveis de compactação do DNA

Vídeo

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VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. Tradução de Ana Beatriz Gorino da Veiga [et al]. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. 1596 p.

NELSON, D.L.; COX, M.M. Lehninger Princípios de Bioquímica. Tradução de Arnaldo Simões e Wilson Lodi. 4. ed. São Paulo: SARVIER, 2006. 1202 p.

RICCI, G.C ; A, B e Z-DNA: Caracterização conformacional e importância biológica.

Campbell, Mary K. Bioquímica: combo/Mary K. Campbell, Shaw O. Farrell; tradução All Tasks; revisão técnica Maria Martha Guedes Chaves. – São Paulo: Cengage Learning – 2011.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

OBRIGADA!

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