Os ácidos nucléicos (DNA) composição, estrutura molecular.ppt
1. Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Biologia
Ensino Médio, 1ª Série
Os ácidos nucleicos (DNA): composição e
estrutura molecular
2. COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano
Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
Os ácidos nucleicos são assim chamados por
seu caráter ácido, e por terem sido originalmente
descobertos no núcleo das células.
A partir da década de 1940, os ácidos
nucleicos passaram a ser intensivamente
estudados, pois se descobriu que eles formam os
genes responsáveis pela herança biológica.(1). .
3. Os ácidos nucleicos são constituídos por três
tipos de componentes:
• glicídios do grupo das pentoses;
• ácido fosfórico;
• bases nitrogenadas.
Esses componentes organizam-se em trios
moleculares denominados nucleotídios, que se
encadeiam às centenas ou aos milhares para formar
uma molécula de ácido nucleico.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
4. Representação de nucleotídio
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
NUCLEOTÍDEO base
nitrogenada
desoxirribose
ácido fosfórico
Imagem: NEUROticker / public domain
5. Há dois tipos de ácidos nucleicos:
• ácido desoxirribonucleico conhecido como DNA;
• ácido ribonucleico conhecido como RNA.
Essas substâncias apresentam,
respectivamente, desoxirribose e ribose em suas
moléculas. Dos cinco tipos de base nitrogenadas
presentes nos ácidos nucleicos, três ocorrem tanto
no DNA quanto no RNA.
adenina (A), citosina (C), guanina (G)
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
6. A base nitrogenada timina (T) ocorre
exclusivamente no DNA, enquanto a base uracila(U)
ocorre exclusivamente no RNA.
Disso decorre que uma molécula de DNA, por
maior que seja, terá apenas 4 tipos de
nucleotídeos, todos possuindo desoxirribose, no
entanto, diferindo quanto ao tipo de base. Já numa
molécula de RNA, os 4 tipos de nucleotídeos terão a
ribose, e uma das 4 bases nitrogenadas.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
7. Representação de bases nitrogenadas, açucares e ácido fosfórico.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
BASES PIRIMÍDICAS
AÇÚCARES ÁCIDO FOSFÓRICO
Citosina Timina Uracila
Desoxirribose Ribose
BASES PÚRICAS
Adenina Guanina
NUCLEOTÍDEO
(DNA)
Imagens
de
cima
para
baixo
e
da
esquerda
para
a
direita:
(a)
Michał
Sobkowski
/
GNU
Free
Documentation
License.
(b)
cacycle
/
GNU
Free
Documentation
License.
(c)
NEUROticker
/
public
domain.
(d)
Yikrazuul
/
public
domain.
(e)
Richard
Wheeler
/
GNU
Free
Documentation
License.
(f)
NEUROticker
/
public
domain.
(g)
cacycle
/
GNU
Free
Documentation
License.
(h)
Ed
(Edgar181)
/
public
domain.
(i)
NEUROticker
/
public
domain.
8. As bases nitrogenadas são classificadas em
pirimídicas e púricas .
A bases pirimídicas são formadas por uma
cadeia fechada com quatro átomos de carbono e
dois de nitrogênio. São elas: citosina (C), timina
(T), uracila (U).
As bases púricas, por sua vez, apresentam
estrutura química constituída por duas cadeias
fechadas, e também chamadas aneis. São elas:
adenina (A) ou guanina (G).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
9. Estrutura dos ácidos nucleicos
Moléculas de DNA são constituídas por duas
cadeias de nucleotídeos enroladas uma sobre a
outra, lembrando um escada helicoidal.
As duas cadeias mantêm-se unidas entre si
por meio de um tipo especial de ligação, a ligação
de hidrogênio (ou ponte de hidrogênio) entre pares
de bases específicos.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
10. A adenina emparelha-se e forma ponte de
hidrogênio com timina; a guanina emparelha-se e
forma ponte de hidrogênio com citosina.
Moléculas de RNA são geralmente formadas
por cadeia única, que se enrola sobre si mesma.
Alguns vírus, no entanto, como o do mosico-do-
tabaco, possuem RNA de dupla-cadeia (2).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
11. Diferentes formas de representar uma molécula de DNA: representação plana: duas cadeias por duas
bases nitrogenadas, representada na seleção retangular acima um nucleotídeo. Representado da dupla-
hélice no espaço, mostrando as ligações de ponte de hidrogênio. Representação dos átomos por modelos
de esfera.
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Nucleotídeo
Bases nitrogenadas
Pontes de
hidrogênio
Cadeia de açúcares
e fosfatos
Imagens
da
esquerda
para
a
direita:
(a)
Mirmillon
/
public
domain.
(b)
Zephyris
/
GNU
Free
Documentation
License.
(c)
Elapied
e
Stw
/
public
domain.
12. A molécula de DNA possui uma configuração
estrutural bastante distinta. O modelo inicial que
explica a estrutura do DNA foi proposto por James
D. Wastson e Francis H.C. Crick em 1953.
Segundo eles, a molécula de DNA é uma fita
dupla constituída por duas cadeias paralelas que
correm em direções opostas. Os emparelhamentos
são estabelecidos graças à afinidade química entre
as bases adenina e timina (A-T) e guanina e citosina
(G-C).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
13. Notamos que a ligação se faz sempre entre
uma base púrica e uma base pirimídica e que há
afinidade química somente entre adenina, e timina,
e guanina e citosina.
Na verdade, essa afinidade pode ser
constatada observando-se as ligações que se
estabelecem entre as bases e que se chamam
ponte de hidrogênio. Estas são ligações fracas que
ocorrem entre átomos de hidrogênio e alguns
outros maiores que ele, entre os quais estão o
oxigênio,o nitrogênio e o flúor.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
14. O modelo adotado até hoje abriu um novo e
importante campo de estudo: o da genética
molecular. Isso rendeu a Watson, a Crick e a Wilkins
o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia de 1962.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
Detalhe de uma molécula de DNA,
evidenciando o pareamento de bases
nitrogenadas
Imagem:
Mirmillon
/
public
domain
Molécula de DNA dupla-hélice.
Imagem:
Giac83
/
public
domain
15. O RNA tem origem a partir da molécula de
DNA.
O RNA, ou ácido ribonucleico, é uma molécula
em cadeia simples, apresentando uma estrutura
primária semelhante à do DNA. Como principais
diferenças em relação ao DNA, o RNA (3):
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
Imagem:
Estrutura
química
do
RNA
/
Narayanese
/
GNU
Free
Documentation
License
Imagem:
Joz1340
/
Public
Domain.
16. • possui a ribose em vez da 2`-desoxirribose, o que
lhe confere uma desvantagem estrutural, pois
torna-se menos resistente à hidrólise;
• é composto por duas bases heterocíclicas da
família das purinas (guanina e adenina) e duas
pirimidinas (citosina e uracila, em detrimento da
timina, presente no DNA) (4);
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
17. • apresenta-se, normalmente, sob a forma de cadeia
simples, podendo ocorrer emparelhamento das
bases a nível intramolécular (o que torna o RNA não
redundante), assumindo formas complexas e pouco
usuais;
Tal como no DNA, no RNA, os nucleotídeos estão
ligados por ligações fosfodiéster 3'-5'. Apesar destes
ácidos nucleicos poderem formar duplexos, estão
normalmente sob a forma de cadeia simples (5);
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
18. Representação estrutural de um
ribonucleotídeo, mais especificamente da uridina-
5'-monofosfato (ou ácido 5'-uridílico).
Os RNA, existem na célula como produto
direto de genes e pertencem a 3 classes distintas:
• o RNA mensageiro (mRNA), o qual alberga
informação que posteriormente será traduzida
numa proteína;
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
19. • o RNA ribossomal (rRNA), componente principal
do ribossoma;
• e o RNA de transferência (tRNA), que funciona
como uma molécula transportadora de
aminoácidos no decorrer do processo de tradução
(6).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
20. COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano
Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
Imagem:
Autor
desconhecido
/
domínio
público
Citoplasma
Transcrição
Núcleo
Translação
Proteína
Ribossoma
(Complexo rRNA/Proteína)
21. COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano
Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
AUCG’s
DNA
ácido
desoxirribonucleico
RNA
ácido
ribonucleico
esqueleto
fosfoglicídico
par de
bases
ATCG’s
bases
azotadas
bases
azotadas
citosina citosina
guanina guanina
adenina
adenina
timina
uracilo
Substitui timina no RNA
Imagem: Da lateral esquerda: (a) Michał Sobkowski / GNU Free Documentation License; (b) Ed (Edgar181) / public domain.(c) cacycle / GNU Free
Documentation License. (d) cacycle / GNU Free Documentation License. Central: (e) Boumphreyfr / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0
Unported. (f) Boumphreyfr / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Da lateral direita: (g) Michał Sobkowski / GNU Free Documentation
License. (h) Ed (Edgar181) / public domain. (i) cacycle / GNU Free Documentation License. (j) NEUROticker / public domain.
22. A duplicação do DNA
O modelo estrutural do DNA proposto por
Watson e Crick explica a duplicação dos genes: as
duas cadeias do DNA se separam e cada uma delas
orienta a fabricação de uma metade
complementar.
O experimento dos pesquisadores Meselson
e Stahl confirmou que a duplicação do DNA é
semiconservativa, isto é, que metade da molécula
original se conserva íntegra em cada uma das duas
moléculas-filhas (7).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
23. No processo de duplicação do DNA, as pontes
de hidrogênio entre as bases se rompem e as duas
cadeias começam a se separar. À medida que as
bases vão sendo expostas, nucleotídeos que vagam
pelo meio ao redor vão se unindo a elas, sempre
respeitando a especificidade de emparelhamento:
COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano
Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
Imagem:
Madprime
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported
24. A com T, T com A, C com G e G com C.
Uma vez ordenados sobre a cadeia que está
servindo de modelo, os nucleotídeos se ligam
em sequência e formam uma cadeia
complementar sobre cada uma das cadeias
da molécula original.
Assim, uma molécula de DNA reproduz
duas moléculas idênticas a ela (8).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
25. COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano
Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
Timina
Adenina
Guanina
Citosina
Esquema de duplicação de DNA
Imagem:
Madprime
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported
26. Diversos aspectos da duplicação do DNA já
foram desvendados pelos cientistas. Hoje, sabe-
se que há diversas enzimas envolvidas nesse
processo.
Certas enzimas desemparelham as duas
cadeias de DNA, abrindo a molécula. Outras
desenrolam a hélice dupla, e há, ainda, aquelas
que unem os nucleotídeos entre si. A enzima que
promove a ligação dos nucleotídeos é conhecida
como DNA polimerase, pois sua função é construir
um polímero (do grego poli, muitas, e meros,
parte) de nucleotídeos (9).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
27. Transcrição da informação genética
A síntese de RNA (mensageiro, por exemplo)
se inicia com a separação das duas fitas de DNA.
Apenas uma das fitas do DNA serve de molde para
a produção da molécula de RNAm. A outra fita não
é transcrita. Essa é uma das diferenças entre a
duplicação do DNA e a produção do RNA (10).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
Imagem: Forluvoft / domínio público
28. As outras diferenças são:
os nucleotídeos utilizados possuem o açúcar
ribose no lugar da desoxirribose; há a participação
de nucleotídeos de uracila no lugar de
nucleotídeos de timina;
Assim, se na fita de DNA que está sendo
transcrita aparecer adenina, encaminha-se para
ela um nucleotídeo complementar contendo
uracila (11);
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
29. Imaginando um segmento hipotético de um
filamento de DNA com a sequência de bases:
DNA- ATGCCGAAATTTGCG
O segmento de RNAm formado na transcrição terá
a sequência de bases (12):
RNA- UACGGCUUUAAACGC
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
30. Em uma célula eucariótica, o RNAm
produzido destaca-se de seu molde e, após passar
por um processamento, atravessa a carioteca e se
dirige para o citoplasma, onde se dará a síntese
proteica. Com o fim da transcrição, as duas fitas de
DNA seu unem novamente, refazendo-se a dupla
hélice (13).
COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano
Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
31. COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano
Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
DIFERENÇAS DNA E RNA
DNA RNA
Açúcar desoxirribose ribose
Filamento duplo simples
Função Inf. genética Sint.
proteínas
Bases
Nitrogenadas
Piridiminas:
Citosina e
Timina
Purinas:
Adenina e
Guanina
Piridiminas:
Citosina e
Uracila
Purinas:
Adenina e
Guanina
Transcrição: DNA faz RNA
Imagem: Boumphreyfr/ Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos
Termos 3.0 Não Adaptada
32. Trifosfato de adenosina (ATP)
As células necessitam de suprimento
constante de energia para manter sua organização e
sua funcionamento. A energia, que provém
primariamente de degradação de moléculas
orgânicas do alimento, encontra-se armazenada em
moléculas de uma substância chamada trifosfato de
adenosina.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
33. Essa substância tem por função:
• captar a energia liberada nas reações exergônicas
(ou seja, aquelas que liberam energia);
• armazená-las em ligações moleculares de alta
energia;
•transferir energia para processos endergônicos
(isto é, que absorvem energia).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
34. Estrutura química do ATP
Do ponto de vista químico, o ATP é um
nucleotídeo que é constituído pela base
nitrogenada adenina, unida ao glicídio ribose,
unido, por sua vez, a três grupos fosfatos
encadeados.
As ligações químicas entre dois fosfatos do
ATP são ligações de alta energia; são representadas
graficamente pelo símbolo ~.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
35. Formula estrutural do ATP. A partir da molécula formada pela adenina e pela ribose é
chamada adenosina. A adição de um fosfato à adenosina origina o monofosfato de
adenosina (AMP) , a adição de um segundo fosfato dá origem ao disfosfato de
adenosina (ADP) e a um terceiro fosfato origina o trifosfato de adenosina (ATP).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
Imagem:
Batterytime/
domínio
público
Grupo fosfato Ribose
Adenina
36. Recursos extras
Apresentação de animações do youtube; Música dos ácidos nucleicos.
http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=ljmS_t3G1mY
Construção de modelo 3D em goma da molécula de DNA (DNA comestível).
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
37. EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
01. Numa molécula de DNA, a quantidade de...
a) adenina mais timina é igual à de citosina mais guanina.
b) citosina mais uracila é igual à de timina mais adenina.
c) uracila mais adenina é igual à de citosina mais
guanina.
d) guanina mais timina é igual à de citosina mais uracila.
e) adenina mais citosina é igual à de guanina mais timina.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
38. 02. O que significa: DNA e RNA?
03. As bases nitrogenadas podem dividir-se em dois
grupos. Caracterize esses dois grupos, indicando as
bases constituintes.
04.Desenhe a composição de um nucleotídeo,
identificando suas partes.
COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano
Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
39. 05. A molécula de DNA é constituída por...
a) uma cadeia de polipeptídeos unidos por pontes de
hidrogênio.
b) duas cadeias de polipeptídeos formando uma
dupla hélice.
c) uma cadeia de nucleotídeos que tem a capacidade
de se replicar.
d) duas cadeias de nucleotídeos unidas por pontes de
hidrogênio.
e) duas cadeias de bases nitrogenadas unidas por
polipeptídeos.
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
40. REFERÊNCIAS
J.M. Amabis; G.R. Martho; Fundamentos da Biologia
Moderna,4.Ed,São Paulo:Moderna.2006.
Carvalho, Wanderley; Biologia em Foco, volume único – São
Paulo: FTD, 2002.
www.sobiologia.com.br/conteudo/citologia/cito27.php.
www.portalsaofrancisco.com.br
www.youtube.com.br
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Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
41. Tabela de Imagens
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
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4 NEUROticker / public domain http://en.wikipedia.org/wiki/File:Desoxyguanosi
nmonophosphat_protoniert.svg
23/04/2012
7a Michał Sobkowski / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:N4-
cytosine.png
23/04/2012
7b cacycle / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thymin
e_chemical_structure.png
23/04/2012
7c NEUROticker / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Uracil.s
vg
23/04/2012
7d Yikrazuul / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Deoxyri
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23/04/2012
7e Richard Wheeler / GNU Free Documentation
License
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structure_2.png
23/04/2012
7f NEUROticker / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phosph
ors%C3%A4ure_-_Phosphoric_acid.svg
23/04/2012
7g cacycle / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Adenin
e_chemical_structure.png
23/04/2012
7h Ed (Edgar181) / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Guanin
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23/04/2012
7i NEUROticker / public domain http://en.wikipedia.org/wiki/File:Desoxyguanosi
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23/04/2012
11a Mirmillon / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nucleot
ide.gif
23/04/2012
42. Tabela de Imagens
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
11b Zephyris / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Benzop
yrene_DNA_adduct_1JDG.png
23/04/2012
11c Elapied e Stw / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA_m
olecule_closeup.jpg
23/04/2012
14a Mirmillon / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nucleot
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25/04/2012
14b Giac83 / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA.pn
g
25/04/2012
15a Estrutura química do RNA / Narayanese / GNU
Free Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:RNA_ch
emical_structure.GIF
27/04/2012
15b Joz1340 / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:RNA_ba
sic_structure.JPG
27/04/2012
20 Autor desconhecido / domínio público http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Transkriptio
n_Translation_01.jpg
26/04/2012
21a Michał Sobkowski / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:N4-
cytosine.png
23/04/2012
21b Ed (Edgar181) / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Guanin
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23/04/2012
21c cacycle / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Adenin
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21d cacycle / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thymin
e_chemical_structure.png
23/04/2012
43. Tabela de Imagens
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
21e Boumphreyfr / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rna_sy
n.png
23/04/2012
21f Boumphreyfr / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rna_sy
n.png
23/04/2012
21g Michał Sobkowski / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:N4-
cytosine.png
23/04/2012
21h Ed (Edgar181) / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Guanin
e.svg
23/04/2012
21i cacycle / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Adenin
e_chemical_structure.png
23/04/2012
21j NEUROticker / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Uracil.s
vg
23/04/2012
23 Madprime / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported
http://en.wikipedia.org/wiki/File:DNA_replicatio
n_split_horizontal.svg
25/04/2012
27 Forluvoft / domínio público http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Simple_tra
nscription_elongation1_NL.svg
25/04/2012
25 Madprime / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported
http://en.wikipedia.org/wiki/File:DNA_replicatio
n_split.svg
25/04/2012
31a Boumphreyfr/ Creative Commons - Atribuição -
Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Rna_syn.pn
g
26/04/2012
35 Batterytime/ domínio público http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:ATP_structu
re_revised.png
26/04/2012