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A+G = T+C
ou
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Nucleótido vs. Nucleósido

Nucleótido – pentose + base azotada + grupo fosfato
Nucleósido – pentose + base azotada

Pentose  3’
Fosfato  5’

Estrutura do DNA

Modelo da Dupla Hélice – estrutura helicoidal,
constituída por duas hélices polinucleotídicas,
dispostas em sentidos opostos (antiparalelas) em
volta de um eixo imaginário.

Entre a adenina e a timina, estabelecem-se 2
pontes de hidrogénio.
Entre a citosina e a guanina, estabelecem-se 3
pontes de hidrogénio.

A cadeia de DNA cresce de 5’ para 3’.

Apresenta apenas uma forma básica.

Universalidade e Variabilidade do DNA

Existem apenas quatro nucleótidos diferentes no DNA, ou seja, todos os seres
vivos são constituídos pelos mesmos quatro elementos.  Universalidade

No entanto, existe uma infinidade de sequências possíveis, mesmo só
existindo quatro nucleótidos, o que explica a diferença entre todos os
indivíduos.  Variabilidade

Replicação Semiconservativo do DNA

As duas cadeias da molécula original separam-se por ação das enzimas DNA
polimerases. Cada cadeia-mãe serve de molde para a replicação, sendo os
nucleótidos adicionados por complementaridade de bases e sempre inseridos
no sentido 5’ – 3’.

Devido ao antiparalelismo da cadeia de DNA parental, as cadeias-filhas não
crescem da mesma forma: a cadeia que copia a cadeia 3’ – 5’ forma-se de
modo contínuo; a cadeia que copia a cadeia 5’ – 3’ forma-se de um modo descontínuo,
em pequenas porções, que são depois ligados pela enzima DNA ligase.
DNA vs. RNA

                                       DNA                             RNA
     PENTOSE                        Desoxirribose                    Ribose
  BASES AZOTADAS                     A, T, G, C                    A, U, G, C
    % DAS BASES                     A = T, G = C                    Variável
    ESTRUTURA                       Cadeia dupla                  Cadeia simples
    VARIEDADE                        Um só tipo            Três tipos; mRNA, tRNA e
                                                                      rRNA
    LOCALIZAÇÃO                  Núcleo, mitocôndria e        Núcleo e citoplasma
                                       citoplasma
    ESTABILIDADE                 Quimicamente muito          Quimicamente pouco
                                         estável                     estável
      QUANTIDADE                É constante em todas as    Varia de célula para célula
                               células (exceto gâmetas e     e na mesma célula, de
                                    certos esporos)         acordo com a atividade
                                                                  metabólica
      PERÍODO DE                     Permanente                   Temporário
       DURAÇÃO

RNA

O RNA interfere na síntese de proteínas requeridas pelo DNA.

Fluxo de Informação Genética – Biossíntese de
Proteínas

A célula utiliza moléculas de RNA formadas no
núcleo que migram para o citoplasma,
transportando a mensagem que estava contida num
gene. Esse RNA (mRNA) funciona como
mensageiro entre o DNA e os ribossomas (fazem a
“leitura” da mensagem para a síntese de proteínas).

Um ribossoma é constituído por duas subunidades
diferentes em cuja constituição entram proteínas e o
rRNA.
Código Genético

Código de correspondência entre o “alfabeto” de quatro letras do mRNA e os
aminoácidos.

Cada grupo de três nucleótidos do mRNA que codifica um determinado aminoácido ou
o início ou o fim da síntese de proteínas tem o nome de codão.




Características do Código Genético

Universalidade – desde os organismos mais simples aos mais complexos, há uma
linguagem comum a quase todas as células.

Redundância – vários codões são sinónimos, ou seja, codificam o mesmo aminoácido.

Não-ambiguidade – a cada codão corresponde apenas um aminoácido.

O terceiro nucleótido de cada codão não é tão específico como os dois primeiros.

O tripleto AUG tem dupla função – codifica a metionina e é o codão de iniciação.

O tripleto UAA é o codão de finalização ou “stop”.
Transcrição da Informação Genética

Dá-se no interior do núcleo da célula.
O complexo RNA polimerase fixa-se sobre uma
certa sequência de DNA, desliza ao longo dela,
provocando a sua abertura, e inicia-se a
transcrição da informação. A síntese de RNA a
partir de nucleótidos livres faz-se na direção 5’ –
3’.

Forma-se assim o pré-mRNA.



Processamento do pré-mRNA

Intrões – sequências de nucleótidos que
não codificam informação.

Exões – sequências de nucleótidos que
codificam informação.

No processamento do pré-mRNA, por ação
de enzimas, são retirados os intrões,
havendo, posteriormente, a união dos
exões.

Estas transformações dão origem ao
mRNA.

tRNA

A estrutura típica de um tRNA apresenta dois locais característicos.

       - Extremidade 3’, que termina em
todos os tRNA com a sequência CCA, através
da qual este se liga ao aminoácido.

         - Conjunto de três nucleótidos –
anticodão – diferente em cada tRNA e que
determina o aminoácido a que este se pode
ligar. é o local de ligação ao mRNA.
Tradução do mRNA
Iniciação – a subunidade pequena do ribossoma liga-se ao mRNA na região de AUG, o
codão de iniciação. O tRNA, que transporta o aminoácido metionina, liga-se ao codão
de iniciação. A subunidade grande ribossomal liga-se à pequena subunidade. O
ribossoma está então funcional.

Alongamento – o anticodão de um novo tRNA, que transporta um segundo aminoácido,
liga-se ao segundo codão por complementaridade. Seguidamente, estabelece-se uma
primeira ligação peptídica entre o aminoácido que ele transporta e a metionina. O
ribossoma avança três bases e o processo repete-se ao longo do mRNA. Continua a
tradução dos sucessivos codões e da ligação dos aminoácidos para a construção da
proteína.

Finalização – quando o ribossoma chega a um codão de finalização (UAA) e por
complementaridade o reconhece, termina a síntese. Os codões de finalização constituem
verdadeiras pontuações da mensagem. A cadeia polipeptídica destaca-se. Os
componentes do complexo de tradução separam-se. As subunidades ribossomais podem
ser utilizadas para formar um novo complexo e iniciação com uma molécula da mRNA.

Características da Síntese de Proteínas

- Rapidez

- Amplificação

Alteração do Código Genético (Mutações)

Mutações – alterações permanentes no genoma dos indivíduos.




Mutações Génicas:
      - Substituição de
um nucleótido




       - Inserção de um
ou mais nucleótidos


      - Delecção de
um ou mais nucleótido
Mutações Cromossómicas:
      - Estruturais
      - Numéricas

As mutações podem ocorrer:
       - Gâmetas (mutações germinais)  podem ser transmitidas à geração seguinte
       - Outras células (mutações somáticas)  não são transmitidas à descendência
(exceto em reprodução assexuada)

Efeito das Mutações:
        - Neutro, se não afeta o indivíduo
        - Prejudicial, se provoca danos graves no indivíduo
        - Benéfico, se tem valor evolutivo

Consequências das Mutações:
      - Anemia falciforme – é resultado da mutação no DNA da
sequência CTT por CAT.




       - Albinismo – ausência de melanina




Doenças cuja transmissão está ligada ao sexo:
      - Hemofilia
      - Daltonismo
      - Síndroma de Turner – monossomia XO
      - Síndroma de Down – trissomia 21
Ciclo Celular

                                                  Ciclo Celular




                          Interfase                                                Fase Mitótica




Fase G1                    Fase S              Fase G2               Mitose ou                     Citocinese
                                                                     cariocinese



                                                                                       Prófase




                                                                                      Metáfase




                                                                                       Anáfase




                                                                                       Telófase



          Cromossomas – moléculas de DNA associadas a proteínas. Podem apresentar-se sob a
          forma distendida ou condensada.
Interfase – período compreendido entre o fim de uma divisão celular e o início da
seguinte.

Fase G1 – período entre o fim da mitose e o início da síntese de DNA. Caracteriza-se
por uma intensa atividade biossintética.

Fase S – autorreplicação do DNA. A estas novas moléculas associam-se as respetivas
proteínas e, a partir desse momento, cada cromossoma passa a ser constituído por dois
cromatídios ligados pelo centrómero. Nas células animais, dá-se ainda a duplicação do
centríolos.

Fase G2 – decorre entre o final da síntese do DNA e o início da mitose. Dá-se a síntese
de biomoléculas necessárias à divisão celular.

Fases da Mitose

Prófase:
       - etapa mais longa da mitose
       - há enrolamento dos cromossomas;
ficam mais curtos e grossos
       - os dois pares de centríolos afastam-se
para pólos opostos, formando entre eles o fuso
acromático
       - no final da etapa, os nucléolos
desaparecem e o invólucro nuclear desagrega-
se



Metáfase:
        - os cromossomas apresentam a sua
máxima condensação
        - os pares de centríolos atingem os
pólos da célula
        - os centrómeros, ligados ao fuso
acromático, dispõem-se no plano equatorial da
célula e formam a placa equatorial
        - os centrómeros estão virados para o
centro do plano equatorial e os braços para
fora



Anáfase:
        - o centrómero rompe-se
        - os cromossomas iniciam a ascenção
polar ao longo das fibrilas dos microtúbulos
        - no final da etapa, cada pólo da célula
constitui um conjunto de cromossomas
exatamente igual
Telófase:
       - inicia-se a organização dos núcleos-filho
       - forma-se o invólucro nuclear
       - inicia-se o processo de descondensação dos
cromossomas
       - a mitose termina



Comparação da fase Mitótica em células Animais e Vegetais.

A mitose processa-se de igual modo para ambas as células.

As diferenças estão ao nível da citocinese.

             Células Animais                                Células Vegetais
 A citocinese ocorre por estrangulamento,      A parede celular não permite a divisão por
 ou seja, há uma contração de filamentos      estrangulamento. As vesículas do Complexo
 proteicos localizados junto à membrana         de Golgi acumulam-se na zona equatorial,
                plasmática.                    fundem-se e formam uma placa de pectina,
                                                  na qual se deposita celulose. Há assim
                                                  formação de novas paredes celulares.

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Replicação do dna_e_ciclo_celular

  • 1. Regra de Chargaff A+G = T+C ou A+G/T+C = 1 Nucleótido vs. Nucleósido Nucleótido – pentose + base azotada + grupo fosfato Nucleósido – pentose + base azotada Pentose  3’ Fosfato  5’ Estrutura do DNA Modelo da Dupla Hélice – estrutura helicoidal, constituída por duas hélices polinucleotídicas, dispostas em sentidos opostos (antiparalelas) em volta de um eixo imaginário. Entre a adenina e a timina, estabelecem-se 2 pontes de hidrogénio. Entre a citosina e a guanina, estabelecem-se 3 pontes de hidrogénio. A cadeia de DNA cresce de 5’ para 3’. Apresenta apenas uma forma básica. Universalidade e Variabilidade do DNA Existem apenas quatro nucleótidos diferentes no DNA, ou seja, todos os seres vivos são constituídos pelos mesmos quatro elementos.  Universalidade No entanto, existe uma infinidade de sequências possíveis, mesmo só existindo quatro nucleótidos, o que explica a diferença entre todos os indivíduos.  Variabilidade Replicação Semiconservativo do DNA As duas cadeias da molécula original separam-se por ação das enzimas DNA polimerases. Cada cadeia-mãe serve de molde para a replicação, sendo os nucleótidos adicionados por complementaridade de bases e sempre inseridos no sentido 5’ – 3’. Devido ao antiparalelismo da cadeia de DNA parental, as cadeias-filhas não crescem da mesma forma: a cadeia que copia a cadeia 3’ – 5’ forma-se de modo contínuo; a cadeia que copia a cadeia 5’ – 3’ forma-se de um modo descontínuo, em pequenas porções, que são depois ligados pela enzima DNA ligase.
  • 2. DNA vs. RNA DNA RNA PENTOSE Desoxirribose Ribose BASES AZOTADAS A, T, G, C A, U, G, C % DAS BASES A = T, G = C Variável ESTRUTURA Cadeia dupla Cadeia simples VARIEDADE Um só tipo Três tipos; mRNA, tRNA e rRNA LOCALIZAÇÃO Núcleo, mitocôndria e Núcleo e citoplasma citoplasma ESTABILIDADE Quimicamente muito Quimicamente pouco estável estável QUANTIDADE É constante em todas as Varia de célula para célula células (exceto gâmetas e e na mesma célula, de certos esporos) acordo com a atividade metabólica PERÍODO DE Permanente Temporário DURAÇÃO RNA O RNA interfere na síntese de proteínas requeridas pelo DNA. Fluxo de Informação Genética – Biossíntese de Proteínas A célula utiliza moléculas de RNA formadas no núcleo que migram para o citoplasma, transportando a mensagem que estava contida num gene. Esse RNA (mRNA) funciona como mensageiro entre o DNA e os ribossomas (fazem a “leitura” da mensagem para a síntese de proteínas). Um ribossoma é constituído por duas subunidades diferentes em cuja constituição entram proteínas e o rRNA.
  • 3. Código Genético Código de correspondência entre o “alfabeto” de quatro letras do mRNA e os aminoácidos. Cada grupo de três nucleótidos do mRNA que codifica um determinado aminoácido ou o início ou o fim da síntese de proteínas tem o nome de codão. Características do Código Genético Universalidade – desde os organismos mais simples aos mais complexos, há uma linguagem comum a quase todas as células. Redundância – vários codões são sinónimos, ou seja, codificam o mesmo aminoácido. Não-ambiguidade – a cada codão corresponde apenas um aminoácido. O terceiro nucleótido de cada codão não é tão específico como os dois primeiros. O tripleto AUG tem dupla função – codifica a metionina e é o codão de iniciação. O tripleto UAA é o codão de finalização ou “stop”.
  • 4. Transcrição da Informação Genética Dá-se no interior do núcleo da célula. O complexo RNA polimerase fixa-se sobre uma certa sequência de DNA, desliza ao longo dela, provocando a sua abertura, e inicia-se a transcrição da informação. A síntese de RNA a partir de nucleótidos livres faz-se na direção 5’ – 3’. Forma-se assim o pré-mRNA. Processamento do pré-mRNA Intrões – sequências de nucleótidos que não codificam informação. Exões – sequências de nucleótidos que codificam informação. No processamento do pré-mRNA, por ação de enzimas, são retirados os intrões, havendo, posteriormente, a união dos exões. Estas transformações dão origem ao mRNA. tRNA A estrutura típica de um tRNA apresenta dois locais característicos. - Extremidade 3’, que termina em todos os tRNA com a sequência CCA, através da qual este se liga ao aminoácido. - Conjunto de três nucleótidos – anticodão – diferente em cada tRNA e que determina o aminoácido a que este se pode ligar. é o local de ligação ao mRNA.
  • 6. Iniciação – a subunidade pequena do ribossoma liga-se ao mRNA na região de AUG, o codão de iniciação. O tRNA, que transporta o aminoácido metionina, liga-se ao codão de iniciação. A subunidade grande ribossomal liga-se à pequena subunidade. O ribossoma está então funcional. Alongamento – o anticodão de um novo tRNA, que transporta um segundo aminoácido, liga-se ao segundo codão por complementaridade. Seguidamente, estabelece-se uma primeira ligação peptídica entre o aminoácido que ele transporta e a metionina. O ribossoma avança três bases e o processo repete-se ao longo do mRNA. Continua a tradução dos sucessivos codões e da ligação dos aminoácidos para a construção da proteína. Finalização – quando o ribossoma chega a um codão de finalização (UAA) e por complementaridade o reconhece, termina a síntese. Os codões de finalização constituem verdadeiras pontuações da mensagem. A cadeia polipeptídica destaca-se. Os componentes do complexo de tradução separam-se. As subunidades ribossomais podem ser utilizadas para formar um novo complexo e iniciação com uma molécula da mRNA. Características da Síntese de Proteínas - Rapidez - Amplificação Alteração do Código Genético (Mutações) Mutações – alterações permanentes no genoma dos indivíduos. Mutações Génicas: - Substituição de um nucleótido - Inserção de um ou mais nucleótidos - Delecção de um ou mais nucleótido
  • 7. Mutações Cromossómicas: - Estruturais - Numéricas As mutações podem ocorrer: - Gâmetas (mutações germinais)  podem ser transmitidas à geração seguinte - Outras células (mutações somáticas)  não são transmitidas à descendência (exceto em reprodução assexuada) Efeito das Mutações: - Neutro, se não afeta o indivíduo - Prejudicial, se provoca danos graves no indivíduo - Benéfico, se tem valor evolutivo Consequências das Mutações: - Anemia falciforme – é resultado da mutação no DNA da sequência CTT por CAT. - Albinismo – ausência de melanina Doenças cuja transmissão está ligada ao sexo: - Hemofilia - Daltonismo - Síndroma de Turner – monossomia XO - Síndroma de Down – trissomia 21
  • 8. Ciclo Celular Ciclo Celular Interfase Fase Mitótica Fase G1 Fase S Fase G2 Mitose ou Citocinese cariocinese Prófase Metáfase Anáfase Telófase Cromossomas – moléculas de DNA associadas a proteínas. Podem apresentar-se sob a forma distendida ou condensada.
  • 9. Interfase – período compreendido entre o fim de uma divisão celular e o início da seguinte. Fase G1 – período entre o fim da mitose e o início da síntese de DNA. Caracteriza-se por uma intensa atividade biossintética. Fase S – autorreplicação do DNA. A estas novas moléculas associam-se as respetivas proteínas e, a partir desse momento, cada cromossoma passa a ser constituído por dois cromatídios ligados pelo centrómero. Nas células animais, dá-se ainda a duplicação do centríolos. Fase G2 – decorre entre o final da síntese do DNA e o início da mitose. Dá-se a síntese de biomoléculas necessárias à divisão celular. Fases da Mitose Prófase: - etapa mais longa da mitose - há enrolamento dos cromossomas; ficam mais curtos e grossos - os dois pares de centríolos afastam-se para pólos opostos, formando entre eles o fuso acromático - no final da etapa, os nucléolos desaparecem e o invólucro nuclear desagrega- se Metáfase: - os cromossomas apresentam a sua máxima condensação - os pares de centríolos atingem os pólos da célula - os centrómeros, ligados ao fuso acromático, dispõem-se no plano equatorial da célula e formam a placa equatorial - os centrómeros estão virados para o centro do plano equatorial e os braços para fora Anáfase: - o centrómero rompe-se - os cromossomas iniciam a ascenção polar ao longo das fibrilas dos microtúbulos - no final da etapa, cada pólo da célula constitui um conjunto de cromossomas exatamente igual
  • 10. Telófase: - inicia-se a organização dos núcleos-filho - forma-se o invólucro nuclear - inicia-se o processo de descondensação dos cromossomas - a mitose termina Comparação da fase Mitótica em células Animais e Vegetais. A mitose processa-se de igual modo para ambas as células. As diferenças estão ao nível da citocinese. Células Animais Células Vegetais A citocinese ocorre por estrangulamento, A parede celular não permite a divisão por ou seja, há uma contração de filamentos estrangulamento. As vesículas do Complexo proteicos localizados junto à membrana de Golgi acumulam-se na zona equatorial, plasmática. fundem-se e formam uma placa de pectina, na qual se deposita celulose. Há assim formação de novas paredes celulares.