Unidade 5 [Modo De Compatibilidade]

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Unidade 5 [Modo De Compatibilidade]

  1. 1. DNA e Síntese Proteíca Unidade 5. Crescimento e Renovação Celular Your Logo Professora Cidália Aguiar
  2. 2. À Descoberta do Material Genético... Alguns marcos importantes:  1890 Weismann - substância no núcleo celular controla o desenvolvimento.  1928 Griffith - Princípio transformante  1944 Avery - Identificação do princípio transformante  1953 Hershey-Chase - Experiências com Bacteriófagos confirmaram o DNA como suporte físico da informação DNA e Síntese Proteica  Page 2
  3. 3. À Descoberta do Material Genético... Alguns marcos importantes:  1950- Rosalind Franklin - Difracção de Raios X permite concluir que o DNA tem estrutura em hélice  1952 – Erwin Chargaff - Análises químicas de DNA revelaram os pares  1953 Watson & Crick - Modelo do DNA dupla hélice  1956 Gierer & Schramm / Fraenkel-Conrat & Singer - Demonstração do RNA como material genético viral. DNA e Síntese Proteica  Page 3
  4. 4. Frederick Griffith’s Transformation Experiment - 1928 “Princípio transformante” demonstrado com Streptococcus pneumoniae  Conclui-se a existência de um princípio transformante… Mas qual??? DNA e Síntese Proteica  Page 4
  5. 5. Avery and MacLeod’s Transformation Experiment, 1944 O DNA é o princípio transformante!  Contudo estes trabalhos não foram amplamente aceites pela comunidade científica… DNA e Síntese Proteica  Page 5
  6. 6. Hershey-Chase Bacteriophage Experiment - 1953 Bacteriófago é um vírus que infecta bactérias Estrutura do fago T2  DNA e proteína DNA e Síntese Proteica  Page 6
  7. 7. Hershey-Chase Bacteriophage Experiment - 1953 Ciclo de Vida do fago T2 DNA e Síntese Proteica  Page 7
  8. 8. Hershey-Chase Bacteriophage Experiment - 1953 Ajuste em dois passos: • DNA marcado com 32P • Proteína marcada com 35S Bactérias E. coli infectadas com os dois tipos de T2 marcado Resultados:  32P é encontrado dentro das bactérias e na descendência do fago  35S não é encontrado dentro da bactéria mas com o “fantasma” de fago libertado. DNA e Síntese Proteica  Page 8
  9. 9. experiência 10/24/2008 9
  10. 10. Hershey-Chase Bacteriophage Experiment - 1953 Conclusão: O DNA contem a informação necessária à produção de novos vírus, sem intervenção das proteínas virais  O DNA é, portanto, o suporte da informação genética (e não as proteinas) 1969: Alfred Hershey DNA e Síntese Proteica  Page 10
  11. 11. X-ray diffraction studies - Rosalind Franklin & Maurice Wilkins Conclusão: O DNA é uma estrutura helicoidal - regularidades distintas, 0.34 nm & 3.4 nm. DNA e Síntese Proteica  Page 11
  12. 12. Chargaff‘s Experiment - 1953 Este investigador procurou determinar a composição química do DNA, o que veio também a auxiliar a compreensão da sua estrutura.  Verificaram que nas amostras de DNA das diferentes espécies: - A quantidade de Adenina é aproximada à de Timina - A quantidade de Citosina é aproximada à de Guanina - ~50% purinas (A,G) e ~50% pirimidinas (T, C). Exemplos: %A %T %G %C %GC - %GC varia de organismo para organismo Homo sapiens 31.0 31.5 19.1 18.4 37.5 Zea mays 25.6 25.3 24.5 24.6 49.1 Drosophila 27.3 27.6 Esta denomina-se REGRA de 22.5 22.5 CHARGAFF 45.0 Aythya americana 25.8 25.8 24.2 24.2 48.4 DNA e Síntese Proteica  Page 12
  13. 13. Conclusões sobre estas primeiras experiências Griffith 1928 & Avery 1944: O DNA (não o RNA) é o agente transformante. Hershey-Chase 1953: O DNA (não as proteínas) é o material genético. DNA e Síntese Proteica  Page 13
  14. 14. James D. Watson & Francis H. Crick - 1953 1962: Prémio Nobel em Fisiologia e Medicina James D. Francis H. Maurice H. F. Watson Crick Wilkins E quanto a? Rosalind Franklin DNA e síntese proteica Page 14
  15. 15. 5 características principais do Modelo da Dupla Hélice 1. Duas cadeias polinucleotídicas estão dispostas em dupla-hélice no sentido horário. 2. As cadeias nucleotídicas são anti-paralelas: 5’3’ 3’5’ 3. As “espinhas dorsais” Açúcar-fosfato estão por fora da dupla hélice, e as bases orientadas para dentro do eixo central. 4. Os pares de base complementares das fitas opostas são mantidas unidas por pontes de hidrogénio. A faz par com T (2 pontes-H), e G faz par com C (3 pontes-H). ex., 5’-TATTCCGA-3’ 3’-ATAAGGCT-3’ 5. Os pares de base distam 0.34 nm. Uma volta completa da hélice requer 3.4 nm (10 bases/volta). DNA e síntese proteica Page 15
  16. 16. Modelo da Dupla Hélice DNA e síntese proteica Page 16
  17. 17. Organização do DNA/RNA nos cromossomas Genoma = cromossoma ou conjunto cromossómico que contém todo o DNA que um organismo (ou organelo) possui Cromossomas Virais 1. única ou dupla cadeia de DNA ou RNA 2. circular ou linear 3. rodeado por proteínas TMV T2 bacteriophage  bacteriophage Cromossomas Procarióticos 1. A maioria contém um cromossoma de DNA dupla cadeia circular 2. outros consistem de um ou mais cromossomas que podem ser circulares ou lineares 3. tipicamente disposto numa região condensada chamada nucleóide. DNA e síntese proteica Page 17
  18. 18. Problema O genoma de E. coli (4.6 Mb), medido linearmente, pode chegar a 1.000 vezes maior que a célula de E. coli. O genoma humano (3.4 Gb) pode chegar a 2.3 m se esticado linearmente Soluções: A dupla hélice de DNA enrola-se sobre o seu próprio eixo, num processo controlado por 1. Super-helicoidização enzimas (Topoisomerases) (ocorre em moléculas de DNA Circular e linear) 2. Domínio das dobras DNA e síntese proteica  Page 18
  19. 19. Mais sobre o tamanho do genoma É amplamente variável de espécie para espécie e não mostra relação com a complexidade estrutural ou organizacional. Exemplos C (pb)  48,502 T4 168,900 HIV-1 9,750 E. Coli 4,639,221 Lilium formosanum 36,000,000,000 Zea mays 5,000,000,000 Amoeba proteus 290,000,000,00 0 Drosophila melanogaster 180,000,000 Mus musculus 3,454,200,000 Canis familiaris 3,355,500,000 Equus caballus 3,311,000,000 Homo sapiens 3,400,000,000 DNA e síntese proteica Page 19
  20. 20. Estrutura do cromossoma eucariótico Cromatina complexo de DNA e proteínas cromossómicas ~ duas vezes mais proteínas que DNA Dois principais tipos de proteínas: 1. Histonas abundante, proteínas básicas com carga positiva que se ligam ao DNA 5 tipos: H1, H2A, H2B, H3, H4 massa ~ igual ao DNA evolutivamente conservadas 1. Não-histonas todas as outras proteínas associadas com o DNA diferem amplamente em tipo e estrutura quantidade varia muito >> 100% da massa de DNA << 50% da massa do DNA DNA e síntese proteica Page 20
  21. 21. Replicação do DNA Your Logo Here comes your footer  Page 21
  22. 22. Replicação do DNA Replicação do DNA é o processo Replicação do DNA é o processo de auto- de auto-duplicação do material duplicação do material genético mantendo asssim o padrão de herança ao longo das genético mantendo asssim o gerações. padrão de herança ao longo das gerações. DNA e síntese proteica  Page 22
  23. 23. 3 hipóteses para a Replicação do DNA http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/meselson.html DNA e síntese proteica  Page 23
  24. 24. Experiências de Meselson e Stahl DNA e síntese proteica  Page 24
  25. 25. Experiências de Meselson e Stahl DNA e síntese proteica  Page 25
  26. 26. Duplicação do DNA  É a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação auto-duplicação.  Ocorre durante a fase S da intérfase intérfase.  É do tipo semiconservativa pois cada molécula nova apresenta uma das semiconservativa, cadeias vinda da mãe e outra recém sintetizada.
  27. 27. DNA Duplicação DNA DNA
  28. 28. Replicação semiconservativa do DNA DNA e síntese proteica  Page 28
  29. 29. experhttp://highered.mcgraw- hill.com/olc/dl/120076/micro04.swf experhttp://highered.mcgraw- hill.com/olc/dl/120076/bio23.swf 10/24/2008 29
  30. 30. Código Genético e Síntese de Proteínas
  31. 31. RNA  Ácido Ribonucléico  Molécula de cadeia simples  É dividido em: RNA mensageiro (RNAm RNAm) RNA transferência (RNAt RNAt) RNA ribossómico (RNAr RNAr)
  32. 32. RNAm Leva a informação da sequência proteica a ser formada do núcleo para o citoplasma, onde ocorre a tradução. Ele contém uma sequência de tripletos correspondente a uma das cadeias do DNA. Cada três nucleotídeos no RNAm é denominada códão e corresponde a um aminoácido na proteína que se irá formar
  33. 33. 1 codão  3 nucleotídeos no RNAm 7 códons  21 nucleotídeos
  34. 34. RNAt Levam os aminoácidos para o RNAm durante o processo de síntese proteica. As moléculas de RNAt apresentam, em uma determinada região, um conjunto de 3 nucleotídeos que se destaca, denominada anticodão anticodão. É através do anticodão que o RNAt reconhece o local do RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele transportado. Cada RNAt carrega em aminoácido específico, específico de acordo com o anticodão que possui
  35. 35. tRNA -Estrutura secundária com dobras formando um trevo
  36. 36. Sítio de ligação ao aminoácido U A C Anti-codão
  37. 37. Aminoácidos  Moléculas que dão origem às proteínas proteínas. R H O N C C H O H H
  38. 38. Ligação Peptídica  É a ligação covalente entre dois aminoácidos.  Quando poucos aminoácidos estão ligados  peptídeo  Quando muitos aminoácidos estão ligados  proteína
  39. 39. • O grupo OH do ácido carboxílico de um aminoácido liga-se num dos hidrogénios da amina do outro aminoácido, formando uma molécula de água. R R H O H O N C C N C C H OH H OH H H H2O
  40. 40. RNAr São componentes dos ribossomas organito onde ocorre a síntese ribossomas, proteica. Os ribossomas são formados por RNAr e proteínas
  41. 41. Replicação Transcrição Transcrição Reversa - Processo para Replicação de RNA síntese das proteínas da célula Tradução - Processo que ocorre nos Proteína ribossomas
  42. 42. Síntese e Processamento de Proteínas Transcrição Retirados os intrões Processamento pós-transcricional mRNA maturo Tradução Proteína Proteína activa
  43. 43. 2a. Letra do códon 1a. Letra do códon
  44. 44. Transcrição  Processo pelo qual uma molécula de RNA é produzida usando como molde o DNA.
  45. 45. DNA Transcrição DNA RNA
  46. 46. Tradução  Também chamada síntese de proteínas  Quando o RNAm chega ao citoplasma ele associa-se ao ribossoma. Após essa associação os RNAt levam os aminoácidos, que serão ligados, formando assim a proteína.
  47. 47. Etapas da síntese de proteínas 1. Iniciação 2. Alongamento 3. Terminação
  48. 48. • Quando o RNAm chega ao citoplasma, ele associa-se ao ribossoma. • Nessa organito existem 2 espaços onde entram os RNAt com aminoácidos específicos. U A C AAA AUG UUU CUU GAC CCC UG A • somente os RNAt que têm sequência do anti-codão complementar à sequência do codão entram no ribossoma.
  49. 49. • Uma enzima presente na subunidade maior do ribossoma realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos. U A C AAA AUG UUU CUU GAC CCC UG A
  50. 50. • O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido. UAC AAA AUG UUU CUU GAC CCC UG A
  51. 51. • O ribossoma agora desloca-se uma distância de 1 codão. • o espaço vazio é preenchido por um outro RNAt com sequência do anti-codão UAC complementar à sequência do codão. AAA G AA AUG UUU CUU GAC CCC UG A
  52. 52. • Uma enzima presente na subunidade maior do ribossoma realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos. UAC AAA G AA AUG UUU CUU GAC CCC UG A
  53. 53. UAC AAA GAA AUG UUU CUU GAC CCC UG A • O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido. • e assim o ribossoma vai-se deslocando ao longo do RNAm e os aminoácidos são ligados.
  54. 54. • Quando o ribossoma passa por um codão de terminação nenhum RNAt entra no ribossoma, porque na célula não existem RNAt com sequências complementares aos codão de terminação. GGG Codão de AUG UUU CUU GAC C CC UG terminação A
  55. 55. GGG • Então o ribossoma solta-se do RNAm, a proteína recém formada é libertada e o RNAm é degradado.
  56. 56. Sintese proteica e processamentohttp://highered.mcgraw- hill.com/olc/dl/120077/bio25.swf Processamento da informação genéticahttp://highered.mcgraw- hill.com/olc/dl/120077/bio25.swf 10/24/2008 57

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