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Genética
Professora: Raphaelle Borges
Hereditariedade: bases moleculares
• Todo ser vivo consiste de células onde está
situado o DNA;
• Bactérias (1 célula) homem (muitos milhões);
• De acordo com a organização da célula:
procariotos e eucariotos.
Hereditariedade: bases moleculares
Características
Procariotos
Eucariotos
Núcleo
Não
Sim
Membrana Nuclear
Não
Sim
“Corpo nucleóide”
Sim
Não
Material Genético
DNA: RNA
DNA
Cromossomos visíveis na Divisão Celular
Não
Sim
Ribossomos
Sim
Sim
Outras organelas
Não
Sim
Parede celular rígida
Sim
Não
Exemplos
bactérias, cianobactérias
fungos, protozoários, algas
superiores, vegetais e animais
superiores.
Hereditariedade: bases moleculares
• Ácidos Nucléicos: Estrutura Química
• É simples e não varia nos diversos organismos;
• Os ácidos nucléicos são sequências de
nucleotídeos;
Hereditariedade: bases moleculares
• Nucleotídeos:
• Uma base nitrogenada: pode ser purina (adenina
ou guanina) ou pirimidina (timina ou citosina, no
DNA, uracila ou citosina no RNA).
• Uma pentose (desoxirribose, no DNA; ribose, no
RNA);
• Um grupo fosfato (PO4)
• O conjunto de base + açúcar denomina-se
nucleosídio, chamando-se nucleotídeo ao
conjunto de base + açúcar + fosfato.
Hereditariedade: bases moleculares
Hereditariedade: bases moleculares
Hereditariedade: bases moleculares
• De acordo com a pentose que apresentam, os
ácidos nucléicos podem ser de dois tipos: DNA
(ácido desoxirribonucleico) que contém
desoxirribose ou RNA (ácido ribonucleico) que
contém ribose (apresenta Uracila no lugar de
Timina).
• O grupo fosfato é invariável em ambos.
• O DNA é encontrado nos cromossomos e o
RNA no nucléolo e no citoplasma.
Hereditariedade: bases moleculares
• Ácidos nucléicos: Estrutura Molecular:
• O DNA é formado por duas cadeias de
nucleotídeos que se dispõem em espiral.
• As cadeias têm polaridade oposta;
• A estabilização é dada por interação das
bases;
• Ocorre a ligação através de pontes de
hidrogênio entre uma base púrica e uma
pirimídica;
Hereditariedade: bases moleculares
• Essa ligação ocorre entre Adenina e Timina e
entre Citosina e Guanina;
• Exemplo:
• Uma cadeia com a seguinte composição:
• 5’ – ATGCGTCAG – 3´ sua cadeia
complementar deverá ser 3´- TACGCAGTC – 5’
Hereditariedade: bases moleculares
• A estrutura molecular do DNA apresenta uma
série de vantagens:
• Possibilita o armazenamento e a codificação
de inúmeras informações genéticas;
• Uma cadeia sempre pode servir como molde
para a cadeia complementar;
• Se uma base de uma das cadeias for lesada,
ela pode ser substituída com ajuda da cadeia
complementar;
Código Genético
• O código genético para a produção dos diferentes
tipos de proteínas que o organismo deve formar
ao longo de sua vida está contido na célula-ovo
de cada indivíduo;
• Todas as células do indivíduo contém as mesmas
informações genéticas da primeira célula, porém
nem todos os genes estão funcionando em todas
as células ao mesmo tempo e com a mesma
intensidade (varia com o tipo de célula e a idade
do indivíduo);
Código Genético
• Três bases nitrogenadas adjascentes codificam
um aminoácido e formam a unidade de
formação genética ou códon;
• Sua leitura é feita através de trincas de bases
ou nucleotídios (proteínas);
• Uma trinca só pode codificar um aminoácido;
• Uma determinada base pertence a uma só
trinca ou códon;
Replicação do DNA
• Ocorrem múltiplas origens de replicação. Para
cada lado da origem de replicação a replicação
avança de tal forma que duas “forquilhas”
acabam se encontrando.
Replicação do DNA
• Replicação: “cópia que reproduz o original
com exatidão.”
Replicação do DNA
• Para que o processo de replicação se inicie, é
necessária a atuação de uma enzima, a DNA
helicase. A enzima liga-se à cadeia de DNA e
desliza sobre esta, quebrando as ligações
entre as duas cadeias de nucleótidos - ligações
de hidrogênio - ficando então as duas cadeias
de DNA separadas.
Replicação do DNA
• Em seguida, os nucleotídeos livres existentes
no núcleo ligam-se, por complementaridade
de bases, à cadeia de DNA.
• De uma cadeia original de DNA formam-se
duas.
• A replicação do DNA é o processo de autoduplicação do material genético, mantendo o
padrão de herança ao longo das gerações.
Replicação do DNA
• Cada cadeia do DNA é duplicada formando
uma fita híbrida, isto é, a cadeia velha pareia
com a cadeia nova formando um novo DNA;
de uma molécula de DNA formam-se duas
outras iguais a ela.
• Cada DNA recém formado possui uma das
cadeias da molécula-mãe, por isso o nome
semi-conservativa.
Replicação do DNA
• 1. A molécula do DNA vai-se abrindo ao meio, por ação de
uma enzima chamada DNA helicase. Essa enzima quebra as
ligações de hidrogênio existentes entre as duas bases
nitrogenadas das cadeias complementares de nucleotídeos.
Replicação do DNA
• 2. Proteínas se ligam ao DNA de fita única para manter as fitas
separadas. Ao mesmo tempo em que a DNA helicase vai
abrindo a molécula de DNA, outra enzima chamada
polimerase liga um grupo de nucleotídeos que se pareiam
com os nucleotídeos da molécula-mãe.
Replicação do DNA
• Bolhas de replicação: regiões onde a síntese está
ocorrendo. Em cada uma das extremidades, no local
onde as fitas já existentes estão sendo separadas e as
novas complementares estão sendo sintetizadas, a
molécula forma uma estrutura em forma de Y
chamada “forquilha de replicação”;
• As duas forquilhas movem-se em direção oposta à da
origem e por este motivo diz-se que a replicação é
bidirecional ;
Replicação do DNA
• A DNA polimerase sintetiza fitas apenas da
direção 5’ para 3’.
• A fita sintetizada desta maneira é conhecida
como cadeia leading (cadeia adiantada);
• Devido a outra fita ser anti-paralela, é
sintetizada na direção mas com uma série de
fragmentos e é conhecida como lagging
(cadeia atrasada). Síntese descontínua.
Replicação do DNA
Replicação do DNA
• Esses fragmentos (fragmentos de Okazaki)
necessitam cada um deles de um
oligonucleotídio iniciador de RNA (primer) que
é sinstetizado pela RNA primase.
• A síntese de cada fragmento de Okazaki
termina quando a polimerase do DNA
encontra o iniciador de RNA ligado a
extremidade 5’ do fragmento anterior.
Replicação do DNA
• Ocorre a troca dos primers de RNA do
fragmento de Okasaki, por nucleotídios de
DNA através da ação de outra DNA
polimerase.
• O fragmento é unido à fita por meio da
enzima DNA ligase;
• Enzimas
denominadas
topoisomerases
impedem o enrolamento das fitas durante a
replicação.
Replicação do DNA
• Além da capacidade de duplicação, o DNA
também é responsável pela síntese de outro
ácido nucleico muito importante para a célula:
o ácido ribonucleico ou RNA. Da mesma forma
que o DNA, o RNA também é uma molécula
grande, formada por várias partes menores
chamadas nucleotídeos. Por isso diz-se que
tanto DNA como RNA são polinucleotídeos.