Aula 1: Estrutura e Função do DNA

DNA ESTRUTURA E FUNÇÃO AULA 1 RESPONSÁVEL PROFA DRA ELIANE PATRÍCIA CERVELATTI MENDONÇA OBJETIVOS Compreender a composição e estrutura do DNA Discutir o papel do DNA na produção de proteínas Comparar a organização do DNA ao longo do ciclo celular intérfase e mitose INTRODUÇÃO Proteínas são produzidas pelas células de acordo com a sua necessidade Essa informação está armazenada no DNA É fundamental conhecer essa molécula A questão é como a célula sabe exatamente como será a sequencia e a quantidade de aminoácidos de cada proteína DNA composição Longa molécula formada por 4 diferentes tipos de nucleotídeos adenina A timina T citosina C e guanina G Cada nucleotídeo por sua vez é formado por 1 Ácido fosfórico 2 um açúcar desoxirribose chamada pentose porque possui 5 carbonos 3 uma base nitrogenada que pode ser a adenina timina citosina ou guanina 1 2 3 4 5 Base nitrogenada Ácido fosfórico pentose Estrutura química básica dos nucleotídeos DNA composição 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 TIMINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 CITOSINA Ácido fosfórico pentose Ilustração simplificada da estrutura química de cada um dos nucleotídeos DNA estrutura DNA é formado por 2 cadeias de nucleotídeos Para formar cada cadeia de nucleotídeos É preciso ligar um nucleotídeo ao outro Essa ligação ocorre somente no carbono 3 DNA estrutura 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 TIMINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose Carbono 5 começo Carbono 3 fim 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose A união do próximo nucleotídeo será aqui 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 TIMINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose Carbono 5 começo Carbono 3 fim 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose A união do próximo nucleotídeo será aqui DNA estrutura 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 TIMINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose Carbono 5 começo Carbono 3 fim 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose A união do próximo nucleotídeo será aqui 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 TIMINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose Carbono 5 começo Carbono 3 fim 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose A união do próximo nucleotídeo será aqui DNA estrutura 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 TIMINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose Carbono 5 começo Carbono 3 fim 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose A união do próximo nucleotídeo será aqui 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 TIMINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose Carbono 5 começo Carbono 3 fim 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose A união do próximo nucleotídeo será aqui DNA estrutura 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 TIMINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose Carbono 5 começo Carbono 3 fim 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose A união do próximo nucleotídeo será aqui 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 TIMINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico pentose Carbono 5 começo Carbono 3 fim 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico pentose A união do próximo nucleotídeo será aqui DNA estrutura DNA é formado por 2 cadeias de nucleotídeos que apresentam as características abaixo especificadas 1 São complementares Formação de pares específicos AT TA CG GC 2 São antiparalelas São paralelas mas estão em sentidos opostos 3 São unidas por pontes de Hidrogênio representadas por A G G T G G G A T A C 5 3 Como será a outra cadeia É só colocar o nucleotídeo complementar ao lado A G G T G G G A T A C 5 3 T C C A C C C T A T G 3 5 Início Início Fim Fim DNA estrutura A G G T G G G A T A C 5 3 Como será a outra cadeia É só colocar o nucleotídeo complementar ao lado A G G T G G G A T A C 5 3 T C C A C C C T A T G 3 5 Início Início Fim Fim Ilustração das principais características das duas cadeias de nucleotídeos do DNA são complementares antiparalelas e unidas por pontes de hidrogênio DNA estrutura Estrutura da molécula de DNA duplahélice Fonte ROBERTIS DE De Robertis Biologia Celular e Molecular Disponível em Minha Biblioteca 16ª edição Grupo GEN 2014 As 2 cadeias de nucleotídeos se enrolam formando a dupla hélice de DNA DNA E GENES Genes ao longo da estrutura da molécula de DNA duplahélice Fonte adaptado de ROBERTIS DE De Robertis Biologia Celular e Molecular Disponível em Minha Biblioteca 16ª edição Grupo GEN 2014 Gene é uma região do DNA uma sequência de nucleotídeos do DNA onde se encontra a informação necessária para a produção de uma proteína DNA RNA E PRODUÇÃO DE PROTEÍNAS Quando for preciso produzir uma proteína A célula primeiro fará uma cópia do gene molde que ela precisa Essa cópia ou transcrição corresponde a uma molécula de RNA mensageiro RNA Também é um ácido nucléico e é formado por nucleotídeos Apresenta as seguintes diferenças 1 é formada por apenas uma cadeia de nucleotídeos 2 não tem o nucleotídeo timina em seu lugar existe a uracila U 3 na estrutura dos seus nucleotídeos a pentose é uma ribose no DNA é uma desoxirribose RNA 1 2 3 4 5 ADENINA Ácido fosfórico Pentose ribose 1 2 3 4 5 URACILA Ácido fosfórico Pentose ribose 1 2 3 4 5 GUANINA Ácido fosfórico Pentose ribose 1 2 3 4 5 CITOSINA Ácido fosfórico Pentose ribose C Estrutura química básica dos nucleotídeos presentes no RNA e DNA respectivamente Fonte adaptado de VOET Donald VOET Judith G Bioquímica Disponível em Minha biblioteca Editora Artmed 2013 C Ilustração simplificada da estrutura química de cada um dos nucleotídeos presentes no RNA RNA mensageiro É uma transcrição exata do gene presente no DNA Transporta para a célula a informação necessária para a produção da proteína 5 A T G C C A G G G T A A 3 3 T A C G G T C C C A T T 5 Gene presente no DNA Essa será a cadeia de nucleotídeos usada como molde para produção do RNAm 5 A U G C C A G G G U A A 3 RNAm coloque o nucleotídeo complementar DNA RNA Guanina Citosina Citosina Guanina Timina Adenina Adenina Uracila Ilustração simplificada da transcrição produção do RNAm a partir de um molde de DNA RNAm e produção de uma proteína A informação contida no RNAm será interpretada 5 A U G C C A G G G U A A 3 RNAm Códon 1 Códon 2 Códon 3 Códon 4 Cada 3 nucleotídeos formam um códon ou código genético Determinam o aminoácido que deverá ser colocado na proteína Ilustração de uma molécula de RNA mensageiro e seus códons RNAm e produção de uma proteína Para saber qual aminoácido será colocado Use a tabela do código genético Tabela do código genético Fonte Lucena Biologia Natural DNA gene RNAm e produção de uma proteína DNA gene Cadeia molde Tabela do código genético Fonte Lucena Biologia Natural 5 A T G C G C T G C A C C T T C C A A T A A 3 3 T A C G C G A C G T G G A A G G T T A T T 5 RNAm 5 A U G C G C U G C A C C U U C C A A U A A 3 PROTEÍNA metionina arginina cisteina treonina fenilalanina glutamina código de parada DNA E CROMATINA Ilustração mostrando a associação do DNA a proteínas formando a cromatina DNA humano mede quase 2 metros de comprimento Célula enrola ao DNA ao redor de um suporte formado por proteínas chamadas histonas DNA associado a proteínas CROMATINA encontrado em células que estão em INTÉRFASE DNA CROMATINA E CROMOSSOMO Ilustração mostrando a duplicação do DNA antes da divisão celular Durante a divisão haverá a compactação total da cromatina formando o cromossomo Para facilitar a compreensão cada molécula de DNA foi identificada com os números 1 e 2 CROMOSSOMO É a cromatina totalmente compactada Encontrado apenas durante a divisão celular mitose ou meiose Ilustração mostrando a composição dos cromossomos COMPOSIÇÃO DOS CROMOSSOMOS 2 moléculas de DNA idênticas chamadas cromátides Centrômero local de união entre as cromátides Telômeros extremidades dos cromossomos CARIÓTIPO Conjunto de cromossomos de uma espécie Dois conjuntos cromossômicos Cariótipo diplóide 2n Cariótipo humano A Masculino e B Feminino Fonte ROBERTIS DE De Robertis Biologia Celular e Molecular Disponível em Minha Biblioteca 16ª edição Grupo GEN 2014 CARIÓTIPO BIBLIOGRAFIA Uchoa JUNQUEIRA Luiz C e CARNEIRO José Biologia Celular e Molecular 9ª edição Disponível em Minha Biblioteca Grupo GEN 2012 httpsintegradaminhabibliotecacombrreaderbooks9788527721295pageid0 Alberts Bruce Fundamentos da Biologia Celular Disponível em Minha Biblioteca 4th edição Grupo A 2017 httpsintegradaminhabibliotecacombrreaderbooks9788582714065pageid0 ROBERTIS DE De Robertis Biologia Celular e Molecular Disponível em Minha Biblioteca 16ª edição Grupo GEN 2014 httpsintegradaminhabibliotecacombrreaderbooks978852772386 2epubcfi623Bvndvstidref3Dcover42240511 Lodish Harvey et al Biologia celular e molecular Disponível em Minha Biblioteca 7ª edição Grupo A 2014 httpsintegradaminhabibliotecacombrreaderbooks9788582710500pageid0 Pires Carlos Eduardo de Barros M e Lara Mendes de Almeida Biologia Celular Estrutura e Organização Molecular Disponível em Minha Biblioteca Editora Saraiva 2014 httpsintegradaminhabibliotecacombrreaderbooks9788536520803pageid0