Biologia 11º ano. DNA. Estrutura e Função.

2.  Onde se encontra armazenada a informação genética?
 O que são genes?
 Que relação existe entre os genes e as proteínas?
 Como é que a informação genética è traduzida de forma a
originar uma determinada característica?
 Que processos são responsáveis pela unidade e variabilidade
celular?
 Como é possível a partir de uma célula inicial originar diferentes
tecidos?
 Como explicar o crescimento dos seres vivos?
 Que relação entre o cancro e a divisão celular?

3. Diversidade de organismos que habitam a Terra: Biodiversidade

4.  O nosso planeta apresenta uma grande diversidade de
seres vivos distribuídos pelos ambientes diversos
 Há uma unidade estrutural e funcional comum a todos os
seres vivos - a célula.
 A célula é considerada a unidade básica da vida. Esta
semelhança também se revela a nível molecular, pois os
organismos apresentam os mesmos constituintes
bioquímicos.

5.  As células são unidades estruturais e funcionais dos
organismos. A informação genética nelas contida,
permite a produção de moléculas específicas, que
o crescimento e a renovação celular.

6.  Um ser humano adulto é formado por cerca
de 100 biliões de células. No entanto a
totalidade de todas estas células resultou de
uma célula inicial – o ovo ou zigoto.
 Esta célula contém toda a informação
necessária ao nosso desenvolvimento.

10. 1869- Miescher, após ter trabalhado com glóbulos branco
identificou uma molécula exclusiva do núcleo, constituída por C, H,
0, N e P, que designou por NUCLEÍNA e que não é mais do que o
actualmente conhecido DNA, só muitos anos mais tarde vieram a ser
atribuídos a esta molécula os papéis que hoje lhe conhecemos.

11. O suporte físico da informação necessária para o
desenvolvimento de um ser vivo permaneceu desconhecido,
até meados do séc. XX.
Durante as primeiras décadas do século passado,
considerava-se que a informação necessária para formar
um ser vivo estaria contida nas proteínas, uma vez que
eram consideradas estruturas muito complexas e que
determinadas doenças hereditárias estavam associadas à
falta de determinadas enzimas.
Contudo, as investigações que se realizaram vieram
demonstrar a importância dos ácidos nucleicos como
responsáveis pelo armazenamento da informação genética.

12. 11
Experiência de Frederick Griffith (1928)
– importância DNA
Utilizou pneumococos, bactéria que causa a pneumonia.
Existem dois tipos de bactérias:
-Tipo S (patogénica), com cápsula que lhe confere um aspecto
liso (smooth) e resistência à fagocitose.
- Tipo R (não patogénica), sem cápsula, com um aspecto
rugoso (rough) e por isso, destruídas por fagocitose.

14. 1. Com base nos dados da figura, justifique as
designações:
a) virulenta, atribuída à forma S;
b) não virulenta, atribuída à forma R;
2. Explique a sobrevivência dos ratos do lote C.
3. Procure explicar o surgimento de bactérias vivas do
tipo S, no sangue dos ratos do quarto lote.
4. Os lotes _____ e _____ podem ser considerados
como controlo da experiência.
(A) A … B (C) B … D
(B) A … C (D) A,B … C
Discussão

15. Na célula existe uma substância quimica que permanece intacta após
morte celular, sendo responsável pela determinação das
características da mesma.
Essa susbtância ficou conhecida por princípio transformante (pelo
facto de induzir a transformação de uma tipo de bactérias noutro)
Mas então, que substância constitui o “ princípio transformador”
das bactérias R em bactérias virulentas ?

16.  Na sequência dos trabalhos de Griffith, a equipa de Avery
questionando-se sobre qual seria a substância (princípio
transformante) que era transferida das bactérias tipo S mortas para as
bactérias tipo R vivas, tornando-as virulentas.
 Para isso realizaram a seguinte experiência, tendo verificado que a
partir de bactérias do tipo R, surgiram bactérias do tipo S nas placas
B, D e E.

17. 1. Qual era o problema que a equipa de Avery
pretendia estudar?
2. Em qual das placas o principio transformante se
mantem ativo?
3. Qual das placas funciona como control?
4. Em que medida os resultados desta experiência
permitem apoiar a ideia de que o DNA é o
“princípio transformante”?
Discussão

18.  O DNA constitui o princípio transformante, passando das
bactérias do tipo S mortas para as bactérias do tipo R,
transmitindo a informação que necessitam para produzir a
cápsula que lhes confere virulência.

19. Experiência de Hershey e Chase (1952)
– importância DNA
Utilizaram bacteriófagos (vírus que infectam bactérias).
Os vírus são constituídos pela cabeça (invólucro proteico que
contém no seu interior o DNA) e pela cauda que permite a sua
fixação à bactéria.
As suas experiências têm como base os seguintes pressupostos:
- as proteínas da cápsula possuem enxofre e não têm fósforo.
- o DNA possui fósforo mas não tem enxofre

20. 17
Bacteriófago

21. 1. Antes de iniciarem as suas experiências, estes investigadores
tiveram em consideração que:
- As proteínas da cápsula contém enxofre (S);
- O DNA apresenta na sua constituição fosforo (P).
2. Isolaram dois lotes de bacteriófagos, que marcaram
radioactivamente.
3. Num dos lotes, marcaram só o enxofre das proteínas e no outro
somente o fósforo do DNA .

23. 1. Por que razão estes investigadores marcaram
radiactivamente as proteínas e o DNA dos vírus?
2. Como explicar que os novos vírus não apresentem
proteínas marcadas radiactivamente nas suas
cápsulas?
3. Comente a afirmação: “ Os trabalhos de Hershey e
Chase reforçam a hipótese de que o DNA é o
material genético, e não as proteínas.

24.  Uma vez no interior da bactéria, o DNA viral toma o comando da célula
bacteriana, que passa a produzir cópias do DNA viral, bem como
proteínas, que irão constituir as capsulas dos novos vírus.
 Assim pode concluir-se que o DNA é a molécula que contém a
informação genética.

25. Existem dois tipos de ácidos nucleicos nas células:
► DNA ou ADN = Ácido Desoxirribonucleico;
► RNA ou ARN = Ácido Ribonucleico
Monómeros = Nucleótidos

27. Pentoses
DNA: Desoxirribose RNA: Ribose

28. Bases Pirimídicas
Anel Simples
Bases Púricas
Anel Duplo
DNA: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina(G)
RNA: Adenina (A), Uracilo (U), Citosina (C) e Guanina (G)

29. Os nucleótidos unem-se entre si por
ligações entre o grupo fosfato de um
nucleótido e o carbono 3´da pentose do
nucleótido seguinte.
O processo repete-se no sentido 5´- 3´.
O número e a ordem dos nucleótidos, a
sequência nucleotídica, define as
características de cada indivíduo.

30. A+G
T+C
= 1
REGRA DE CHARGAFF
As conclusões de Chargaff ficaram
conhecidas por Regras de Chargaff, e
que, resumidamente, são:
1. O DNA de indivíduos diferentes
apresenta quantidades diferentes de
cada uma das bases azotadas
(adenina, timina, guanina e citosina);
2. Em todas as moléculas de DNA, a
quantidade de bases púricas é igual à
quantidade de bases pirimídicas,
sendo a quantidade de adenina igual
à de timina, e a quantidade de
citosina igual à de guanina.
1950-Chargaff conseguiu isolar e quantificar as bases azotadas de
amostras de DNA de organismos diferentes.

31. Estudaram a difracção de raios X na molécula
cristalizada de DNA e concluíram que a sua
estrutura é helicoidal

32. Em 1953, James Watson e
Francis Crick propuseram
um modelo tridimensional
para a estrutura da
molécula de DNA
Em 1953, Watson e Crick propuseram um modelo tridimensional
para a estrutura da molécula de DNA.

33. A molécula de DNA é composta
por duas cadeias polinucleótidicas
dispostas em sentidos inversos -
cadeias antiparalelas – enroladas em
torno de um eixo imaginário.
As cadeias polinucleotídicas estão
unidas por pontes de hidrogénio
entre pares de bases azotadas -
complementaridade de bases (a
adenina liga-se à timina e a citosina à
guanina.

34. 1. O DNA tem uma estrutura tridimensional, como as
fotografias de Franklin demonstraram.
2. O ângulo de ligações entre as bases azotadas obriga a
molécula a «torcer-se», adquirindo, assim, a forma de uma
hélice.
3. As moléculas de DNA são únicas na sua composição geral
e na estrutura.
4. Nas várias células somáticas de um mesmo indivíduo,
elas são, em condições normais, exactamente iguais.
5. Em diferentes indivíduos, o DNA pode variar no número
de nucleótidos, na percentagem relativa das quatro bases
e na sequência com que estas se apresentam

35.  A molécula de RNA é
composta por uma
cadeia polinucleotídica
que, em certas formas
e zonas, pode dobrar-
se sobre si devido à
formação de pontes de
hidrogénio entre bases
complementares

38. As dimensões do RNA são inferiores às do DNA;
A pentose presente na constituição de cada nucleótido é a ribose;
O Uracilo entra na sequência de bases, no lugar da timina ( A = U; C = G );
Sob o ponto de vista estrutural e funcional existem 3 tipos de RNA
distintos:
● RNA mensageiro ( mRNA )
● RNA de transferência ( tRNA )
● RNA ribossómico ( rRNA )

39. TIPODE
CADEIA
PENTOSE BASES
AZOTADAS
LOCALIZAÇÃO QUANTIDADE
DNA Dupla Dexosiribose
Adenina(A)
Timina(T)
Guanina(G)
Citosina(C)
Principalmente
no núcleo
Em regra
constante
mesma
espécie
RNA
Simples,
Por vezes
dobrada
Ribose
Citosina(C)
Guanina(G)
Adenina(A)
Uracilo(U)
Principalmente
no citoloplasma
Variávelde
Célula para
célula

40. 25
1. A molécula de ADN é
constituída por…
A. uma cadeia de polipéptidos unidos por pontes de hidrogénio.
B. duas cadeias de polipéptidos formando uma dupla hélice.
C. uma cadeia de nucleótidos que tem a capacidade de se replicar.
D. duas cadeias de nucleótidos unidas por pontes de hidrogénio.
E. duas cadeias de bases azotadas unidas por polipéptidos.
Assinala a opção correcta

41. 26
2. Numa molécula de ADN, a
quantidade de …
A. adenina mais timina é igual à de citosina mais guanina.
B. citosina mais uracilo é igual à de timina mais adenina.
C. uracilo mais adenina é igual à de citosina mais guanina.
D. guanina mais timina é igual à de citosina mais uracilo.
E. adenina mais citosina é igual à de guanina mais timina.
Assinala a opção correcta

42. 27
3. O esquema seguinte é referente à
estrutura do ADN. Os algarismos 1, 2
e 3 representam, respectivamente...
A. base azotada, desoxirribose e fosfato.
B. base azotada, fosfato e desoxirribose.
C. fosfato, desoxirribose e base azotada.
D. fosfato, base azotada e desoxirribose.
E. desoxirribose, fosfato e base azotada.
Assinala a opção correcta

43. 28
4. Observa a imagem…
A. Identifica a molécula.
B. Quantos nucleótidos estão representados?
C. Quais as semelhanças entre os nucleótidos
representados?
D. Quais as diferenças entre os nucleótidos
representados?
E. Porque se chamam às cadeias antiparalelas?

44. 30
Concluindo…






O DNA é o suporte universal da informação genética organizado numa molécula
com duas cadeias de nucleótidos.
Cada uma das cadeias tem uma sequência de nucleótidos de apenas 4 tipos
diferentes: A, T, C e G.
Cada base tem complementaridade com outra base através de pontes de
hidrogénio: adenina (A) com timina (t) e citosina (C) com guanina (G).
As duas cadeias polinucleotídicas são antiparalelas.
A mensagem informativa está codificada pela sequência de nucleótidos em cada
gene.
A variabilidade da molécula de DNA está na diversidade que pode apresentar em
termos de sequência e número de nucleótidos.

46. Célula Eucariótica
Célula procariótica

47.  O DNA das células procarióticas é mais pequeno, mais simples
e, normalmente, restringe-se a uma única molécula circular, não
associada a histonas.
 Nas células eucarióticas, além do DNA nuclear, é possível
encontrar ainda DNA no interior das mitocôndrias e dos
cloroplastos, designando-se respetivamente por DNA
mitocondrial e DNA plastidial.
 Estas moléculas, apesar de se encontrarem no interior de
células eucarióticas, são em tudo semelhantes ao DNA dos
procariontes.

48. Dentro do núcleo é possível observar ainda
uma estrutura típica, o nucléolo que está
implicado na formação dos ribossomas, e um
fluido rico em substâncias variadas, o
nucleoplasma.

49.  Nas células eucarióticas, o DNA encontra-se no núcleo.
Este organito celular é envolvido por uma dupla membrana
- membrana nuclear.
 A dupla membrana nuclear é atravessada por poros – poros
nucleares, que facilitam a circulação de algumas moléculas
entre o núcleo e o citoplasma. A membrana nuclear, estável
na maior parte da vida celular, desintegra-se, contudo,
quando a célula se prepara para se dividir, reconstituindo-
se no final da divisão celular.

50. O DNA é uma molécula muito grande e encontra-se dentro do
núcleo, que é relativamente pequeno (por exemplo, estima-se
que o DNA humano meça cerca de 2 m, enquanto o núcleo
das respetivas células mede 0,5 μm de diâmetro).

51. Cromatina – agregados filamentosos
de DNA e proteínas, presentes nos
núcleos das células eucarióticas.

52.  Este facto só pode ser explicado se o DNA se encontrar
densamente compactado/condensado.
 No núcleo, esta molécula está associada a proteínas
específicas, as histonas, formando a cromatina.
 As histonas desempenham um papel fundamental,
oferecendo uma estrutura que, por um lado, assegura o
compactamento do DNA e, por outro lado, estabiliza as suas
cargas negativas, conferidas pelos ácidos fosfóricos, dado que
estas proteínas apresentam cargas positivas.
 Em determinados momentos da vida das células,
relacionados com o processo de divisão celular, a cromatina
sofre uma forte condensação, altura em que é possível
observar os cromossomas

54. Aspecto de um cromossoma humano fotografado ao ME (A)
e montagem fotográfica de microscopia óptica do cariótipo
(conjunto dos cromossomas) de uma célula humana (B).