1. O documento resume experiências importantes sobre DNA e síntese proteica, incluindo as de Griffith, Avery, Hershey e Chase. Estas experiências ajudaram a estabelecer que o DNA é o material genético que se replica e dirige a síntese de proteínas. 2. Foi proposto o modelo da dupla hélice do DNA por Watson e Crick, que explica como o DNA armazena e transmite informação através do emparelhamento de bases. 3. O código genético foi decifrado por Nirenberg e Khorana at

1. 1
Resumo-Síntese
Biologia
 DNA e Síntese proteica
Experiências:
 De Griffith:
o Apósa descobertade FriedrichMiescherem1869 da existência
doDNA,Griffithrealizouumasériede experiênciasem1928que
vieram a desenvolver a importância do DNA para a célula.
A partir das bactérias que causam a pneumonia (Strepococcus
Pneumoniae) que se podem dividir em duas estirpes, S (lisas,
capsuladas e virulentas) e R (rugosas, não capsuladas e não
patogénicas), Griffith procedeu da seguinte forma:
Lote:
1. O rato foi infetado com a estirpe virulenta e morreu;
2. O rato foi infetado com a estirpe não virulenta e não
morreu;
3. O rato foi infetadocoma estirpe virulentamortapelocalor
e sobreviveu;
4. O rato foi infetadocom a estirpe não virulentajuntamente
com a virulenta morta pelo calor e morreu. Surgiram
bactérias tipo S vivas no rato.
o Griffithtirouconclusõesacercadosucedidonolote4(osoutros
lotes foram considerados lotes de “controlo”). A experiência
sugeria que as bactérias do tipo S conseguiam transmitir a sua
virulência às do tipo R. No entanto não se soube explicar o
porquê.
Deste modoo cientistasugeriuaexistênciade um princípio transformante,que
permitiria que as S transmitissem informações às R, de modo a que as de tipo R
pudessem desenvolver cápsula. Este princípio fora, mais tarde, desenvolvido na
experiência de Avery.
 De Avery:
o Avery suspeitava de que o princípio transformante era o DNA.
Assim, cultivou5colóniasde bactériastipoRemmeiopropício.
Colónias:
A. Colónia de “controlo”;
B. Mistura de DNA das bactérias tipo S;
C. DNA das bactérias tipo S juntamente com DNAase;
D. DNA das bactérias tipo S juntamente com RNAase;
E. DNA das bactérias tipo S juntamente com Protease.
o Nas colónias B, D e E surgiram colónias de bactérias tipo S.
Assim, Averychegouàconclusãoque o princípio transformante
era, de facto, o DNA.
 De Hershey e Chase:
o Hershey e Chase utilizaram, em 1953, bacteriófagos (vírus que
infetambactérias) para provar, definitivamente,que o suporte

2. 2
físico da informação genética é o DNA. Os bacteriófagos são
seres exclusivamente constituídos por DNA (adenovírus) ou
RNA (retrovírus) e uma cápsula de natureza proteica. Teve-se
em consideração que:
 Os vírus não penetram nas cápsulas das bactérias;
 As proteínasda cápsulados vírus não têmfósforo,mas
enxofre;
 O DNA tem fósforo, não enxofre.
o Marcou-se dois lotes de bacteriófagos radioativos. No 1º lote
marcou-se o enxofre das proteínas e no segundo o fósforo do
DNA. O objetivo era tornar possível seguir os trajetos de cada
uma das substâncias.
o Concluiu-se então que o DNA viral toma o comando da célula
bacteriana,enquantoque as proteínasnão chegama penetrar
na cápsula.
 Ácidos Nucleicos
Composição química:
Nucleótido DNA Nucleótido RNA
Grupo fosfato Grupo fosfato
Pentose (desoxirribose) Pentose (Ribose)
Base azotada
 Purina – Adenina, Guanina
 Pirimidina – Timina, Citosina
Base azotada
 Purina – Adenina, Guanina
 Pirimidina – Uracilo, Citosina
Os nucleótidos formam ligações entre si, formando cadeias polinucleotídicas. Estas
ligaçõesestabelecem-se entre ogrupofosfatoe ocarbono3´dapentose donucleótidoseguinte.
A estas ligações damos o nome de ligações fosfodiéster.
Regra de Chargaff:
Onúmerode timinaspresentesnoDNAde umadasespécieseraaproximadamenteigual
ao númerode adeninase que onúmerode guaninaseraaproximadamente igual aonúmerode
citosinas. E, consequentemente, a quantidade total de purinas era aproximadamente igual ao
número total de pirimidinas.
A partirdestaregrae dadescobertadeRosalindFranklin(bombardeouamostrasdeDNA
cristalizado, tendo obtido padrões que permitiram concluir que a molécula deveria ter uma
estruturahelicoidal),JamesWatsone FrancisCrickapresentaramo Modelode Dupla Hélice do
DNA.
 Estrutura do DNA
Modelo da Dupla Hélice do DNA:
Os nucleótidos que formam uma cadeia polinucleotídica ligam-se entre si através de
ligações covalentes (do tipo fosfodiéster) que se estabelecem entre o grupo fosfato e os
carbonos 3’ e 5’ das pentoses. As cadeias designam-se por antiparalelas uma vez que a
extremidade 5’ de uma cadeia corresponde a extremidade 3’ da outra cadeia. Entre as bases
azotadas verifica-se uma ligação por pontes de hidrogénio.

3. 3
o Adenina emparelha com a timina (por duas pontes de hidrogénio);
o Guanina emparelha com a citosina (por três pontes de hidrogénio).
Por esta razão são bases complementares, o que justifica as proporções encontradas
por Chargaff.
 Estrutura do RNA
A molécula de RNA é formada por uma cadeia simples de nucleótidos e é muito mais
pequena que a molécula de DNA. Esta molécula (a molécula de RNA) é sintetizada a
partir do DNA e pode apresentar três formas:
o RNA mensageiro (mRNA);
o RNA de transferência (tRNA);
o RNA ribossómico (rRNA).
Replicação do DNA:
Foram propostos três modelos para a replicação do DNA:
o Hipótese semiconservativa(aqual foi apoiadaporWatson e Crick);
o Hipótese conservativa;
o Hipótese dispersiva.
Experiência de Meselson e Stahl:
Foi cultivado E.Coli num meiode cultura com 15
N durante váriasgeraçõesde bactérias,
transferindo posteriormente para um meio com azoto normal (14
N). Extraiu-se DNA neste
momento,20 minutosdepoise 40 minutosdepois.Atravésdadensidade doDNA recolhidofoi
possível chegase àconclusãode que oDNA se duplicade modosemiconservativo,sendoque se
conserva sempre uma cadeia e se gera uma nova.
 Síntese proteica
A molécula de DNA garante a preservação da informação genética, transmitindo-a
sempre acadanovacélula.A célulautilizaparte dessainformaçãoparagerarproteínas.Para
que a síntese proteica ocorra, são necessários dois processos: a transcrição e a tradução.
A transcrição é o processoque permite queainformaçãogenéticadoDNA sejacopiada
para uma molécula de mRNA.

4. 4
A tradução é oprocessode utilizaçãodainformaçãocontida,agora,namoléculadeRNA
para sintetizar proteínas.
O segmento de DNA que contem a informação necessária para sintetizar uma
determinada proteína é o gene.
 Código genético
Antigamente,osbiólogosmolecularesacreditavamque ocódigogenéticoresultavade
uma sequência de nucleótidos e que esta mesma sequência tinha correspondência com a
sequência de aminoácido. A questão era: “Quantos nucleótidos seriam necessários para
codificarumaminoácido?Comoé que,existindoquatronucleótidosdiferentes,erapossível
que estas codificassem cerca de vinte aminoácidos distintos?”.
o Se a cada nucleótidocorresponde-seumaminoácido,sóseriapossível codificar
quatro aminoácidos;
o Se a cada 2 nucleótidos corresponde-se um aminoácido, só seria possível
codificar dezasseis aminoácidos;
o Mas, admitindo que a cada 3 nucleótidos corresponde-se um aminoácido,
obtinham-se sessenta e quatro combinações possíveis, mais do que as
necessárias para os vinte aminoácidos que surgem habitualmente nas
proteínas.
Parecia,portanto,muitoprovável que ocódigogenéticoassentarianumasequênciade
três nucleótidosconsecutivos,osquaisformamum tripleto.Apósesta descoberta,realizaram-
se duas experiências que a vieram desenvolver.
Experiências:
 De Nirenberg:
o Nirenberg chegou à conclusão de que quando utilizava mRNA
poli-U apenas obtinha um tipo de aminoácido(Fenilalanina), e
a mesma coisa com poli-A (Lisina) e poli-C (Prolina).
 De Khorana:
o Khorana sintetizou moléculas com nucleótidos alternados
(ACACACA…), e como esta cadeia permitia duas combinações
(ACA e CAC) formaram-se dois tipos de aminoácidos (Treonina
e Histidina, respetivamente).
Estas experiências permitiram concluir que diferentes combinações de tripletos
codificam diferentes tipos de aminoácidos.
A cada tripleto do mRNA dá-se o nome de codão. Cada codão resulta, por
complementaridade, de um tripleto do DNA, o codogene.

5. 5
O código genético tem as seguintes características:
o Cadaaminoácidoé codificadoporumtripletodesignadocodão;
o O tripleto AUG tem uma dupla função – codifica o aminoácido
metionina e constitui o codão de iniciação para a síntese
proteica;
o Os tripletos UAA, UGA e UAG são codões de finalização,istoé,
terminam a síntese proteica;
o O código genéticoé redundante (outambémdegenerescência
do código genético), ou seja, existe mais de um codão para
codificar um aminoácido;
o O terceironucleótido de cadacodãoé o menosespecífico(p.e.
a Prolina pode ser codificada por qualquer um dos seguintes
codões: CCU, CCC, CCA e CCG);
o Um determinado codão não codifica dois aminoácidos
diferentes, ou seja, não é ambíguo;
o O código genético é universal (um determinadocodão tem o
mesmo significado para a maioria dos organismos).
 Mecanismos envolvidos na síntese proteica
 Transcrição:
o Para que a transcrição ocorra é necessário que a RNA polimerase
desenrole um segmento de DNA (chamado de gene). Assim, uma
das cadeiasde DNA serve de molde para o mRNA (que se constitui
atravésdos nucleótidosexistentesnonucleoplasma).A transcrição
termina quando a RNA polimerase encontra um codão de
finalização. Este processo é mediado pela RNA polimerase que
promove a criação do RNA no sentido 5´→3´.
 Processamento (somente nos seres eucariontes):
o Nos seres eucariontes o mRNA utilizado durante a transcrição é
designado por RNA pré-mensageiro, uma vez que ainda irá sofrer

6. 6
uma maturação. Esta ocorre quandodiversassecçõesdomRNA,os
intrões,são removidas.Destaforma,os exõesconstituemomRNA
maturado, ou seja, a informação para a síntese proteica dispõe-se
de forma fragmentada. No final deste processo,o mRNA migra do
núcleo para o citoplasma, onde ocorrerá o processo de tradução.
 Tradução:
o Para o processode tradução é necessáriaapresençadotRNA (RNA
de transferência) e do rRNA (RNA ribossómico).
o Cada molécula de TRNA apresenta:
 Uma regiãoque lhepermitefixarumaminoácidoespecífico,
designado do local aminoacil. Esta região localiza-se na
extremidade 3´ da molécula;
 Uma sequência de três nucleótidos, complementar do
codão, designado anticodão;
 Locais para a ligação ao ribossoma;
 Locaisparaa ligaçãoàsenzimasintervenientesnaformação
dos péptidos.
o O processo de tradução encerra três etapas: a iniciação, o
alongamento e a finalização:
 Iniciação:
 O processo inicia-se quando a subunidade menor
do ribossomase ligaao mRNA (naextremidade 5´),
deslizando até encontrar o codão de iniciação
(AUG). De seguida o tRNA, que transporta o
aminoácido metionina, liga-se por
complementaridade ao codão de iniciação. A
subunidade maior do ribossoma liga-se à menor.
 Alongamento:
 Um segundo tRNA transporta outro aminoácido
que se ligaaocodão.Oribossomaavançatrêsbases
(sentido5’para 3’), enquantoo processose repete
ao longo da molécula de mRNA. Os tRNA vão se
desprendendo.
 Finalização:
 O ribossoma encontra um codão de finalização
(UAA, UAG ou UGA), o último tRNA abandona o
ribossoma e as subunidades voltam a separar-se.
Finalmente, a proteína (ou péptido) é libertada.
o Este processo anabólico exige consumo de energia, no entanto a
cada molécula de mRNA podem ligar-se vários ribossomas,
formando um polirribossoma.
 Alterações do material genético:
As mutaçõesgenéticasresultamda substituição,do desaparecimentoou da adição de um
nucleótido à sequência que constitui o gene. Assim, constituem-se proteínas diferentes.
Quando estas proteínas têm um papel importante no organismo podem originar doenças.
(Anemia Falciforme, Albinismo, …).
São exemplos de agentes mutagénicos, os raios X, gama, cósmicos, UV e as partículas
emitidas por substâncias radioativas ou químicas como o gás mostarda e as nitrosaminas.

7. 7
 Mitose
Quandouma célulase divide é necessárioque amoléculade DNA se replique,sendoque a
célula-filha herda toda a informação genética da célula-mãe.
 Nos seres procariontes:
Pelo facto de os seres procariontes serem unicelulares, cada vez que ocorre a
divisãocelular,verifica-se aproduçãode doisnovosindivíduosquesãoidênticos
entre si e idênticos à célula-mãe.
 Nossereseucariontes:
O processo é bastante maiscomplexo,umavezque oDNA está armazenado
emvárias moléculas,sendoque estáassociadoaumaproteína, as histonas.
Cada porção de DNA associadaàs histonas (nucleossoma) constituium
filamentode cromatina.Estesfilamentosencontram-sedispersosnacélula,
excetonoprocessode divisão,emque se condensamem cromossomas.
Esta condensaçãoresultadaassociaçãoentre as histonase o DNA.Na fase de
condensaçãocada cromossomaé constituídopor dois cromatídeosunidospor
uma estruturaresistente,ocentrómero.Paraque a célulase divida,ocorre um
processodesignadoporfase mitóticaque é constituídoporum processode
mitose (duplicaçãode todososcromossomasdonúcleooriginal) e umde
citocinese (divisãodocitoplasma).Assimformam-se duascélulas-filhas
idênticasentre si e à célula-mãe.

8. 8
 Ciclo celular
O ciclocelularé constituídopela fase mitótica e pelainterfase.
 Interfase:
o PeríodoG1: (Pós-Mitótico).Sãoproduzidasmoléculasde RNA para
sintetizarproteínas,lípidose glícidos.Ocorre crescimentocelular.No
caso de a célulanãosofrermaisdivisõesentranafase G0 durante
longosperíodosde tempo.
o PeríodoS: (Síntese de DNA).CaracterizadopelareplicaçãodoDNA,por
replicação semiconservativa. Ao DNA replicado associam-se histonas,
formando-se cromossomas.
o PeríodoG2:(Pré-Mitótico).Síntese de maisproteínase estruturas
membranares.Ocorre crescimentocelular.
 Fase mitótica:
o Mitose:
 Profase:A etapamais longada mitose.Oscromossomas
enrolam-se tornando-secondensados,curtose grossos.Os
centrossomas(2centríolos) afastam-se parapólosopostos,
formandoumfusoacromático,o qual é formadapor fibrilasde
microtúbulosproteicos (proteína–Tubulina).Nofinal da
profase onúcleodesagrega-se.Nascélulasvegetaisasfibras
do fusoacromáticosão formadaspor centrosorganizadores
de microtúbulosexistentesnospólos.
 Metafase:Os cromossomasdispõem-senoplanoequatorial
da célula,formandaaplaca equatorial.Oscentrómeros
encontram-se nestaplaca,enquantoque osbraçosdos
cromossomasse voltampara foradeste plano.
 Anafase:O centrómerorompe-se,separandoosdois
cromatídeos.Oscromossomasiniciamaascensãopolarao
longodo fusoacromático.Nofinal daanafase,cada pólo
contémum conjuntode cromossomasexatamente igual.
 Telofase:Forma-se uminvólucronuclearemtornodos
cromossomas,que iniciamumprocessode descondensação.O
fusoacromáticodesorganiza-se.A mitose terminae a célula
possui doisnúcleos.
 Citocinese:
A citocinese inicia-se durante aanafase oua telofase.Nascélulasanimais
ocorre devidoaoestrangulamentodocitoplasma,devidoacontração de
um conjuntode filamentosproteicos (nestecasoà actina).Nascélulas
vegetaisaexistênciadaparede nãopermite oestrangulamento.Assim,
vesículasresultantesdocomplexode Golgi depositam-senaregião
equatorial,formandoumamembranacelularque divide acélulaemduas,
ambas com parede celularcompleta.

9. 9
 Células estaminais
Em organismosmulticelularesexistemgeralmente célulasdiferenciadas. Paraque apartir
de uma célulainicial se obtenhaumavariedadetãogrande de célulastêmque existirum
processode diferenciação.Apósa fecundação,apartir da célula-ovo(célulatotipotente)
forma-se umconjuntode célulasindiferenciadasque, posteriormente, se dividememcélulas
diferenciadasparaas maisvariadasfunções.Fatorescitoplasmáticosousinaisde células
vizinhasconduzemàdiferenciaçãocelular.Estesfatoresativamoubloqueiamdeterminados
genesque dãoà célulainformaçãoparase diferenciar.
As célulasestaminais,responsáveispelaconstruçãodocorpodas plantase dosanimais,
são:
o São célulasindiferenciadas(nãoespecializadas);
o São capazesde se dividireme diferenciarem(têmcapacidadede expansão);
o Têmcapacidade de autorrenovaçãoe divisãoassimétrica(criamumacélula-
filhadiferenciadae outraindiferenciada);
o São totipotentesaté àformação doblastocisto.A partirdesse momentosão
pluripotentes.
Nostecidosadultosvegetaisexiste umoutrotipode célulasindiferenciadas,os
meristemas,que sãocapazesde renovarzonaslesadase levarao crescimentode órgãos.
 Clonagem
Experiênciade Steward:
o Stewardverificouque,quandocolocavacélulasdiferenciadas,retiradasda
raiz da cenoura,nummeiode culturacom todosos nutrientesnecessários,
era possível produzirumaplantaadultacompleta.Stewardverificou,
ainda,que este novoindivíduoerageneticamente idênticoàplanta
parental.
A produçãode um ou maisindivíduosgeneticamenteidênticosaoprogenitordesigna-
se clonagem.
Experiênciade RobertBriggse ThomasKing:
o Estescientistasremoveramonúcleode umovode rã. Seguidamente,
transplantaram,paraesse ovoanucleado,umnúcleode umacélulade um
embriãode rã. Verificaramaindaque,se onúcleoproviesse de célulasde
embriõesmuitojovens,odesenvolvimentode umnovoembriãoera
possível.Mas,quandousavamnúcleosde célulascomumacerta
diferenciação,nomeadamente de célulasintestinais,sócercade 2% dessas
célulasdesenvolveriamumnovoembrião.Destemodo,verificaramque a

10. 10
capacidade de o núcleotransplantadosuportarumdesenvolvimento
normal estadiretamente relacionadacomaidade dodador.
Experiênciade IanWilmut:
o O processoque conduziuàformação da ovelhaDollyexigiuuma
reprogramaçãodo núcleode umacéluladiferenciada,tornando-a
totipotente.
Para clonar umorganismoé necessáriaa reprogramaçãodonúcleode uma célula
diferenciada,tornando-atotipotente.Assim,funde-seumacéluladiferenciadacomumóvulo
anucleado,que se tornaráum embrião.
 Diferenciação celular e cancro
Durante os processosde diferenciaçãocelulare divisãoocorremporvezeserrosque
conduzemà produçãode célulascancerosas.Uma dasmaispreocupantesalteraçõesque
ocorremna célulaé a perdadosmecanismosde regulaçãocelularnaexpressãodosgenes,
assimas célulaspodemtornar-se imortais,pordiminuiçãodaapoptose.Oresultadodesta
divisãoinfinitalevaàproduçãode tumores.Ascélulasde algunstumoresmalignospodem
formar metástases(resultadamigraçãode célulascancerosasapartir de um focoinicial e
consiste naformaçãode tumoresemnovoslocais).
De umaforma genérica, podemosidentificarasseguintesetapasnodesenvolvimentode
um cancro (neoplasia):
o Proliferaçãocelularnãocontrolada
o Perdade diferenciação(Displasia)
o Cancro insitu (localizado,nãoinvasivo)
o Cancro invasivo(resultantedaacumulaçãode váriasalteraçõesgenéticas
nas células).