Biologia Molecular

Instituto Federal da Bahia (IFBA)
Campus Camaçari
Biologia Geral
Biologia Molecular
Profa. Ana Paula Miranda Guimarães
Histórico
• Em 1953, na Inglaterra, Watson e Crick “desvendaram
a estrutura do DNA, publicando um artigo;
• Símbolo da Biologia Molecular;
• Rosalind Franklin.
Estrutura do DNA
• Ácido desoxirribonucleico (DNA);
• DNA é uma molécula em forma de dupla-hélice;
ESTRUTURA DO DNA
• DNA = união de vários nucleotídeos;
Desoxirribose
PURINAS
ADENINA (A)
GUANINA (G)
TIMINA (T)
CITOSINA (C)
PIRIMIDINAS
ESTRUTURA DO DNA
As bases nitrogenadas:
Adenina
Timina
PURINAS
Guanina
PIRIMIDINAS
Citosina
ESTRUTURA DO DNA
Ligação fosfodiéster: ligação entre os grupos
fosfatos.
ESTRUTURA DO DNA
DNA Fita Dupla
ESTRUTURA DO DNA
Cadeias Anti-paralelas:
• Analisando o conteúdo de uma das fitas, é possível
conhecer o conteúdo da outra.
Ligação ponte de
Hidrogênio (PH)
2 PH
3 PH
ESTRUTURA DO DNA
Dogma da Biologia Molecular
Replicação
REPLICAÇÃO
• As fitas parentais irão servir de molde para fazer duas
novas fitas idênticas;
Modelo semiconservativo
Etapas da Replicação:
 Todas as etapas são executadas por uma proteína.
REPLICAÇÃO
1- Desenrolamento da molécula e separação das fitas = Helicases;
2- Ligação na fita simples = proteínas de ligação;
3- Síntese de novos nucleotídeos = DNA-polimerases;
4- Religação das fitas e giro = topoisomerases.
HELICASE
DNA POL
Proteína
de Ligação
REPLICAÇÃO
• Existem 6 bilhões de pares de base em uma célula
humana;
• A replicação do DNA é extremamente eficiente tanto
em velocidade quanto em precisão: há poucos erros,
um a cada 10 bilhões de nucleotídeos.
Mutação
• A molécula de DNA pode sofrer danos = mutação;
• Alterações no DNA;
• Podem ocorrer no DNA das células
Tipos:
- Gaméticas;
- Somáticas.
 Mutações espontâneas: maioria;
 Mutações induzidas: causadas por agentes externos
ou mutagênicos;
- Agentes físicos: radiações;
- Agentes químicos: certos fármacos;
- Agentes biológicos: vírus (HPV).
MUTAÇÃO
• As mutações podem ser:
- Neutras = não afeta as proteínas;
- Favoráveis = aumenta chances de sobrevivência,
diversidade na populaçõa;
- Desfavorável = dificulta a sobrevivência, erro em
proteína(s). Ex: doenças genéticas.
Segundo a Agência Internacional de Pesquisas sobre o Câncer, cerca
de 80% dos casos de câncer são causados por agentes químicos ou
físicos ambientais que alteram a composição das moléculas de DNA.
Reparação do DNA
• A DNA-polimerase faz uma revisão o seu trabalho;
• Compara a fita molde com a nova;
• Ela corrige = tecla delete e digita a letra correta;
• Mas além disso, há a maquinaria de reparação
(segunda revisão) = revisor “externo”.
Responda
1- Algumas bactérias respondem ao estresse ambiental
com aumento da taxa de ocorrência de mutações
durante a divisão celular. Por que ocorre isso? Pode
existir alguma vantagem evolutiva nesta habilidade?
Explique.
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Profa. Ana Paula Miranda Guimarães
Toda informação do indivíduo está no DNA.
Mas como essa informação determina
uma característica de um organismo?
Como essa mensagem é traduzida pela célula
em características específicas?
DNA  PROTEÍNAS
Dois estágios:
 Transcrição;
 Tradução.
RNA
PROTEÍNA
RNA
Molécula fita simples;
 Mais instável;
 Constituída por nucleotídeos;
Há diferenças do DNA.
As RNAs são constituídos por 4 bases distintas.......
As proteínas são constituídas por 20 aminoácidos
diferentes.....
Como se resolve esse problema de “escala”?
Combinações de + de 1 nucleotídeos:
 1 nucleotídeo 41= 4 insuficiente
 2 nucleotídeos 42 = 16 insuficiente
 3 nucleotídeos 43 = 64 suficiente
CODON
Cada aminoácido codificado por, pelo menos, 3 nucleotídeos
VANTAGEM??
Códon
Parada
Códon Início
Código Genético = Universal e degenerado
Transcrição de RNA
 Usa uma das fitas de DNA como molde;
 Transfere a informação para o RNA.
5’
3’
3’
5’
5’
3’
Processamento de RNA
 Estima-se 20 mil a 25 mil genes que codificam
polipeptídios;
 Corresponde a 5% do genoma;
Responda
1- Um professor perguntou a um estudante: “ como se
explica o fato de uma célula adiposa de uma pessoa ser
tão diferente de uma célula nervosa da mesma pessoa?
O estudante respondeu que isso se dá, pelo fato, que em
cada célula existir uma coleção diferente de genes. Você
concorda? Por quê?
2- A fita de DNA 5’ TTCAGTCGT 3’ corresponde à uma
futura proteína. Qual seria o RNA desta para depois
traduzir em uma proteína?