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Aula 5. ácidos nucleicos
O documento fornece informações sobre biologia celular, abordando os seguintes tópicos: 1) A diferença entre procariotas e eucariotas e suas estruturas celulares; 2) A teoria da endossimbiose, que explica a origem das organelas eucariotas; 3) As principais características e diferenças entre células procariotas, vegetais e animais; 4) Detalhes sobre estruturas nucleares como DNA, cromossomos e ácidos nucleicos.
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Aula 5. ácidos nucleicos
- 1. Biologia Ensino Médio InstitutoFederal do Sul de Minas - IF Sul de Minas Campus Muzambinho Prof. Evandro Sanguinetto evandro.sanguinetto@muz.ifsuldeminas.edu.br Evandro Sanguinetto-2014
- 2. Visão geral dacélula Evandro Sanguinetto-2014
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- 4. Procariontes • Wikipedia: Procariontes,procariotas ou procariotos • (grego transliterado: pro, anterior, antes, primeiro, primitivo; karyon, noz ou amêndoa - núcleo = Núcleo Primitivo) • Coacervados, vesículas salto para a vida • Reinos Archea e Bacteria • Estruturas simples: membrana plasmática, parede celular, cromossoma (DNA), polirribossomos, flagelo Evandro Sanguinetto-2013
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- 7. Eucariontes • Wikipedia: eucariontesou eucariotas • (grego transliterado: eu, "bom, perfeito"; karyon, noz ou amêndoa, núcleo) • Núcleo, membrana nuclear ou carioteca • Reinos: Protista, Fungi, Plantae e Animalia • Estruturas mais complexas: núcleo, membrana plasmática, parede celular (vegetais), organelas, etc. Evandro Sanguinetto-2013
- 8. De procarionte aeucarionte Evandro Sanguinetto-2013
- 9. Endossimbiose • Teoria daEndossimbiose ou Endosimbiose Sequencial, proposta por Lynn Margulis • Procariontes menores, inicialmente predados por procariontes maiores • A relação evoluiu para a simbiose, com grandes vantagens para ambos • Amplamente aceita na atualidade • Organelas dos eucariontes, como mitocôndrias, cloroplastos, flagelos e cílios originalmente seriam procariontes de vida livre • Cloroplastos – cianobactérias • Mitocôndrias - rickettsias (bactérias) • Flagelos e cílios – espiroquetas (bactérias, não muito aceita) • “Os seres vivos não ocuparam o mundo pela força, mas por cooperação" Evandro Sanguinetto-2013
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- 12. Procariota x Eucariota CaracterísticasCélulas procarióticas Células eucarióticas Tamanho 0,5 a 5 µm de diâmetro Cerca de 40 µm de diâmetro e em média 1.000 a 10.000 o volume da célula procariótica Parede celular Rígida, constituída por polissacarídeos com aminoácidos Rígida, apenas nas plantas (celulose) e fungos (quitina) Material genético Em contato com o citoplasma e sem qualquer invólucro nuclear Possui núcleo e um ou mais nucléolos Organelas Sem organelas membranares, com muitos ribossomos Vários tipos de organelas membranares (mitocôndrias, retículo, complexo de Golgi) Estruturas respiratórias Hialoplasma e membrana plasmática Hialoplasma e mitocôndrias Fotossíntese Sem cloroplastos mas ocorre por vezes em lamelas fotossintéticas Nos cloroplastos (apenas em células vegetais) Flagelos Organelas locomotoras simples apenas ligadas à superfície da célula Organelas locomotoras complexas envoltas na membrana plasmáticaEvandro Sanguinetto-2013
- 13. Célula vegetal • Célulavegetal • Semelhante à célula animal • A presença de parede celular , vacúolos (maiores) e cloroplastos diferencia uma célula vegetal da animal • Componentes protoplasmáticos • Organelas celulares e estruturas ativas no metabolismo celular • Núcleo, retículo endoplasmático, citoplasma, ribossomos, complexo de Golgi, mitocôndrias, lisossomos e plastos • Componentes não protoplasmáticos • Resíduos do metabolismo celular ou substâncias de armazenamento • Vacúolos, parede celular e substâncias ergástricas (reserva ou resíduos do metabolismo celular: amido, proteínas, lipídeos, taninos, etc.) Evandro Sanguinetto-2014
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- 16. Célula animal • Encontradanos animais • Possuem organelas como núcleo, retículo endoplasmático (liso e rugoso), citoplasma, ribossomos, complexo de Golgi, mitocôndrias e lisossomos • Distingue-se da célula vegetal pela ausência de parede celular, plastos e flagelos e cílios, que não são comuns nas células vegetais • Plastos - orgânulos citoplasmáticos encontrados nas células de plantas e de algas responsáveis pela fotossíntese (cromoplastos) e reserva de substâncias (amiloplastos) como o amido Evandro Sanguinetto-2014
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- 19. Células vegetais eanimais • Principais diferenças e semelhanças entre as células vegetais e animais Evandro Sanguinetto - 2013 Célula vegetal Célula animal Centríolos Ausentes Presentes Peroxissomos Presentes Presentes Complexo de Golgi Vesículas isoladas Vesículas empilhadas Cloroplastos Presentes Ausentes Vacúolos Maiores Menores Plasmosdesmos Presentes Ausentes Parede celular Presentes Ausentes Reserva Amido Glicogênio Mitocôndrias Presentes Presentes
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- 21. Núcleo • Presente noseucariontes • Delimitado pela membrana nuclear ou carioteca • Presença de poros que permitem a comunicação com o citoplasma • Nucléolo – local de formação dos ribossomos • Guarda o material genético (DNA) Evandro Sanguinetto-2014
- 22. Cromossomos, DNA, genes,nucleotídeos • Cromossomo – DNA com histonas (proteínas) • DNA – fita dupla de nucleotídeos com informações genéticas • Genes – sequência de nucleotídeos funcionais que guardam informações para síntese de proteínas • Nucleotídeo – molécula formada por uma pentose, um fósforo e uma base nitrogenada • DNA/RNA: Adenina, Timina, Citosina e Guanina; • Uracila no RNA Evandro Sanguinetto-2014
- 23. Diferentes níveis decondensação do DNA. (1) Cadeia simples de DNA . (2) Filamento de cromatina (DNA com histonas). (3) Cromatina condensada em intérfase com centrômeros. (4) Cromatina condensada em prófase (existem agora duas cópias da molécula de DNA). (5) Cromossomo em metáfase. http://pt.wikipedia.org/wiki/Cromossomo_hom%C3%B3logoEvandro Sanguinetto-2014
- 24. Cromatina • Complexo deDNA e proteínas (principalmente histonas, importantes reguladoras dos genes) dentro do núcleo celular das células eucarióticas, presentes na célula durante a intérfase (não está em divisão) • Histonas - principais proteínas que compõem o nucleossomo (núcleos proteicos envolvidos por DNA), desempenhando importante papel na regulação dos genes • Dois tipos: • Eucromatina • DNA ativo, que pode expressar proteínas (transcrição em RNA) • Heterocromatina • DNA inativo, que não expressam proteínas devido à condensação e parece ter funções estruturais durante o ciclo celular • Heterocromatina constitutiva - nunca se expressa como proteínas, isto é, nunca é transcrita em RNA, localizada à volta do centrômero, porção permanentemente condensada da cromatina • Heterocromatina facultativa – expressão eventual, podendo estar condensada em algumas células e em outras não Evandro Sanguinetto-2014
- 25. Cromossomos • Cromatina jácondensada durante a divisão celular • Procariontes • Células sem carioteca: bactérias e cianobactérias • Circulares ou lineares nas bactérias • De um a vários cromossomos • Muitas vezes em forma de plasmídeos, cuja função não se encontra bem definida • Plasmídeos - moléculas circulares duplas de DNA capazes de se reproduzir independentemente do DNA cromossômico Evandro Sanguinetto-2014
- 26. Cromossomos • Eucariontes • Célulascom carioteca: animais, vegetais, fungos e protistas • Múltiplos cromossomos lineares dentro do núcleo celular • Cada cromossomo tem um centrômero • Centrômero - região mais condensada do cromossomo, onde as cromátides-irmãs entram em contato • Cromátides-irmãs ou cromatídeos – dois braços (cópias idênticas) saindo do centrômero na divisão celular (Síntese) Evandro Sanguinetto-2014
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- 30. Ácidos nucleicos Ácido Desoxirribonucleico– ADN/DNA Ácido Ribonucleico – ARN/RNA Evandro Sanguinetto-2014
- 31. Ácidos nucleicos • Asinformações genéticas estão armazenadas nos ácidos nucleicos • Componentes básicos dos seres vivos • Procariotos e eucariotos • Ácido Desoxirribonucleico ou DNA (desoxyrribonucleic acid), fita dupla enrolada em hélice • Ácido Ribonucleico ou RNA (ribonucleic acid), fita simples • RNAm – mensageiro • RNAr – ribossômico • RNAt – transportador Evandro Sanguinetto-2014
- 32. Ácidos nucleicos • Osácidos nucleicos são polímeros de nucleotídeos • Polímeros - macromoléculas em que existe uma unidade que se repete, chamada monômero • Nucleotídeos - componentes estruturais de co-fatores enzimáticos, intermediários metabólicos, ácidos nucléicos e ATP (fonte de energia celular), formados por: • Fosfatos – grupamentos químicos formados por fósforo • Pentoses – monossacarídeos (carboidratos, açúcares) com cinco carbonos • Ribose e Desoxirribose • Bases nitrogenadas – compostos cíclicos formados por um grupamento amina (NH2) • Purinas (duplo anel de carbono): Adenina (A) e Guanina (G) • Pirimidinas (anel simples de carbono): Timina (T), Citosina (C) e Uracila (U, somente no RNA) Evandro Sanguinetto-2014
- 33. Evandro Sanguinetto-2014 Nucleotídeo: fosfato +pentose + base nitrogenada
- 34. Evandro Sanguinetto-2014 Carboidrato Importânciabiológica Trioses (C3H6O3) Gliceraldeído Composto intermediário da glicólise. Diidroxiacetona Participa da glicólise e do ciclo de Calvin. Pentoses (C5H10O5) Ribose Matéria-prima para a síntese de ácido ribonucleico (RNA). Desoxirribose (C5H10O4) Matéria-prima para a síntese de ácido desoxirribonucleico (DNA). Hexoses (C6H12O6) Glicose Molécula mais utilizada pelas células para a obtenção de energia. Frutose Função energética. Galactose Constitui a lactose do leite. Função energética.
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- 43. Cromossomo na fasede Síntese (1) Cromátide-irmã ou cromatídeo: cada um dos dois braços idênticos de um cromossomo depois da fase S (2)Centrômero: o ponto de ligação de dois cromatídeos, onde se ligam os microtúbulos durante a divisão celular (3) Braço curto (4) Braço longo http://pt.wikipedia.org/wiki/Cromoss omo_hom%C3%B3logo Evandro Sanguinetto-2014
- 44. Espécie 2n de cromossomos Espécie 2n de cromossomos Drosófila8 Rato 44 Centeio 14 Humano 46 Cobaia 16 Macaco 48 Avoante 16 Carneiro 54 Caracol 24 Cavalo 64 Minhoca 32 Galo 78 Porco 40 Carpa 104 Trigo 42 Borboleta 380 Coelho 44 Samambaia >1200Evandro Sanguinetto-2014
- 45. DNA - pareamentode bases Adenina - Timina Citosina - Guanina Evandro Sanguinetto-2014
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- 49. RNA • Polímero denucleotídeos formando uma fita simples • Nucleotídeos formados por • Grupo fosfato • Ribose no lugar da desoxirribose • Bases nitrogenadas: Uracila (U), Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G) • Sintetizados a partir do DNA, processo conhecido como transcrição • Responsável pela síntese de proteínas nas células • Pode dobrar-se sobre si mesmo de modo que parte de suas bases pareiem entre si • Assume uma variedade muito maior de formas moleculares tridimensionais complexas do que a dupla hélice de DNA • Pode atuar como enzima (ribozima), catalisando reações químicas Evandro Sanguinetto-2014
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- 51. RNA - pareamentode bases Adenina - Uracila Citosina - Guanina Evandro Sanguinetto-2014
- 52. RNAm • RNA mensageiro(RNAm) • Transcrito a partir do DNA • Sequência de nucleotídeos determinando a síntese de proteínas Evandro Sanguinetto-2014
- 53. RNAt • RNA transportador(RNAt) • Transcritos a partir do DNA • Transportam aminoácidos do citoplasma para a composição de proteínas nos ribossomos Evandro Sanguinetto-2014
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- 55. RNAr • RNA ribossômico(RNAr) • Transcritos a partir do DNA • Presentes no citoplasma, formam a maior parte do RNA em uma célula eucariótica • Atuam como suporte na produção de proteínas Evandro Sanguinetto-2014
- 56. Transcrição • Um oumais genes, partes de uma fita de DNA, contém informações para a síntese de uma dada proteína • A enzima RNA-polimerase usa o DNA como molde para a transcrição de uma fita de RNA • C com G • A com U • Esse RNA carrega as informações necessárias para a síntese de proteínas e por isso é chamado RNAm (mensageiro) Evandro Sanguinetto-2014
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- 59. Proteínas • Proteínas sãobiomoléculas de grande dimensão (macromoléculas) • Constituídas por uma ou mais cadeias de aminoácidos • Desempenham várias funções no organismo: catalização de reações metabólicas, replicação de DNA, resposta a estímulos, transporte de moléculas, estruturais, mecânicas, etc • Diferem entre si fundamentalmente na sua sequência de aminoácidos • Componentes essenciais dos organismos • Participam em praticamente todos os processos celulares • Cada grama armazena 4 kcal de energia Evandro Sanguinetto-2014
- 60. Tradução do RNAmem proteínas • O RNAm é formado por conjuntos de três bases nitrogenadas, chamados códons, que determinarão os tipos de aminoácidos que se ligarão para formar a proteína • O RNAm deixa o núcleo e se acopla ao RNAr (RNA ribossômico ou ribossomo) • O ribossomo faz a leitura dos códons e abre caminho para o acoplamento do RNAt • O RNAt capta aminoácidos específicos no citoplasma da célula e os conduz ao ribossomo • O RNAt tem em sua estrutura os anti-códons, que se ligam aos códons do RNAm • A sequência de aminoácidos determinará a nova proteína Evandro Sanguinetto-2014
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- 69. Contatos • Evandro Sanguinetto •Institucional: evandro.sanguinetto@muz.ifsuldeminas.edu.br • Site: www.gaiaterranova.com.br • Facebook: https://www.facebook.com/evandrosanguinetto e https://www.facebook.com/gaiaterranova2017 • Blog: http://www.gaiaterranova.blogspot.com.br/ • Email pessoal: evandro@gaiaterranova.com.br • Cel: (35) 9123-2448 • Grupos • 1º ano Ensino Médio: https://www.facebook.com/groups/IFSul.ensino.medio1.2014/ • 3º ano Ensino Médio: https://www.facebook.com/groups/IFSul.ensino.medio3.2014/ Evandro Sanguinetto-2014