Dna + Sintese Proteica (+).pptx

O DNA e a síntese proteica são responsáveis pelo crescimento e renovação celular

Há uma unidade estrutural e funcional comum a todos os seres vivos: a célula.

Uma já longa história: • 1781 - Robert Brown refere, pela primeira vez, a existência de núcleo em células vegetais. • 1838 – Schleiden escreve “o desenvolvimento da própria célula deve ter certa relação com a existência do núcleo.”

• 1856 a 1863 – Mendel experimenta a transmissão de características hereditárias na ervilheira e conclui que a hereditariedade é determinada por “factores hereditários” Em 1865 publica as suas conclusões e lança as leis da transmissão hereditária. • 1868 – F. Miescher analisa o conteúdo do núcleo de células retiradas do pus de pensos de pacientes e de espermatozóides de salmão e descobre a presença de uma substância desconhecida até então, a que chamou nucleína.

• 1889 – Porque essa substância se comportava como um ácido, Altmann dálhe a designação de ácido nucleico. • 1840 a 1880 – Surgem as primeiras descrições de células com cromossomas. O termo cromossoma, contudo, só é utilizado pela primeira vez em 1888, por Waldeyer. • 1900 em diante – De Vries, Correns e Tschemark redescobrem, independentemente, as leis de Mendel; Joahannsen propõe o termo gene para designar os factores hereditários de Mendel.

• 1902 – Sutton e Bovery apresentam, independentemente, a teoria cromossómica da hereditariedade: “os factores hereditários de Mendel encontram-se nos cromossomas”. • 1910 – Morgan comprova experimental/ a teoria cromossómica da hereditariedade, estudando a transmissão de características ligadas ao sexo na mosca do vinagre.

• 1924 – Verifica-se que o ácido nucleico existe sobretudo nos cromossomas do núcleo. • 1930 – Verifica-se a existência de dois ácidos nucleicos, o DNA (ácido desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico). • 1927 a 1944 – A investigação experimental em ratos e em vírus permite concluir que o DNA é a molécula responsável pela transmissão da informação genética.

• 1953 – Watson e Crick propõem o modelo de dupla hélice do DNA. • 1955 – É descoberto o número de cromossomas da espécie humana (46). • 1961 a 1965 – Nirenberg e Khorana desvendam o código genético. • Anos 60 e 70 – Investigação da síntese proteica, a partir da informação contida no DNA. • 1981 – Nasce, em laboratório, um ratinho com um gene que lhe é estranho.

• 1986 – É lançado o programa Genoma Humano, com o objectivo de decifrar a totalidade do nosso genoma. • 1995 – Primeira sequenciação completa do DNA de organismos simples (bactérias). • 1997 – É clonado o primeiro mamífero e nasce a ovelha Dolly.

• 1999 – É completada a sequenciação do cromossoma 22 humano, seguida da sequenciação do cromossoma 21 em 2000. • 2001 – Em resultado do projecto Genoma Humano, é publicada a primeira sequenciação completa do genoma humano.

A revolução do DNA • 1940s-1960s • Griffith & Avery— as transformações do DNA das bactérias Pneumococcus. • É estimulado o estudo dos cromossomas procarióticos. • Hershey and Chase— a experiência do bacteriófago. O DNA de vírus é injectado em células hospedeiras de bactérias.

Griffith & Avery (1944)

Hershey & Chase (1952)

A pesquisa da estrutura da molécula de DNA • 1950 - Chargaff - as regras de Chargaff. A razão entre as bases azotadas no DNA. As bases complementares. • 1951- Rosalind Franklin - cristalografia de raios X • Watson & Crick -1953

Chargaff (1950)

Rosalind Franklin (1951)

Hershey & Chase (1952)

O modelo de DNA de Watson & Crick (1953) • Nucleótidos • Açúcar — Desoxirribose • Grupo fosfato • Bases azotadas • Adenina e Timina são complementares. • Citosina e Guanina são complementares.

• Purinas—Adenina & Guanina • Pirimidinas—Citosina & Timina • Terminação 5’ — fosfato • Terminação 3’ — outro

DNA: estrutura e função

Modelo de Watson & Crick • O DNA é composto por 2 cadeias de nucleótidos que formam uma dupla hélice. • As duas cadeias são antiparalelas. • O esqueleto da molécula de DNA é composto por grupos fosfato e açúcares alternados.

• As bases azotadas complementares formam pontes de hidrogénio entre as cadeias. • A é complementar de T e G é complementar de C.

Modelo do DNA

DNA • • • • •

Funções 1. Armazenamento de informação genética; 2. Auto-duplicação e hereditariedade; 3. Expressão da mensagem genética; A principal função do DNA é codificar proteínas; • A informação está codificada na sequência das bases azotadas.

Cromossomas Procarióticos • • • •

Circulares Muito pequenos 1 cromossoma por célula Algumas enzimas e proteínas estão associadas com o DNA. • Não alojados no núcleo.

Eucarióticos • Lineares • Bastante longos • Vários cromossomas por célula. • Proteínas – histonas ”bobinas”. Idêntico em todas os eucariontes. • Alojados no núcleo. • Nucleossoma – 2 voltas de DNA enroladas em volta de 8 histonas. • Tema unitário.

O Dogma Central da Genética • • • • • • • •

DNA mRNA Proteínas Características Replicação Abertura Molde Nucleótidos flutuantes

• Cadeia codificadora • Replicação semiconservativea • DNA polimerase • Funções de «processamento » • Somente de 5’ para 3’ • Forquilha de replicação • Montagem descontínua • Fragmentos de Okazaki

Meselson & Stahl

Videos DNA - wmp

Comparação entre procariontes e eucariontes no que se refere ao processo de replicação Procariontes

Eucariontes

Mantém-se na sua forma nativa

Complexação com proteínas (principalmente histonas), sintetizadas concomitantemente com o DNA

Origem de replicação (ori)

Apenas uma

Várias denominadas de ARS (autonomous replication sequences)

DNA polimerases

I, II, III

α, ε, δ

Localização do processo

Citoplasma

Núcleo

DNA

RNA • • • •

3 tipos—mRNA, tRNA, rRNA Ribose O uracilo substitui a timina Hélice de cadeia simples

Glossário • Código genético – linguagem utilizada pelas células na transferência de informação genética de DNA para proteínas • Codão – sequência de 3 nucleotídeos de mRNA que codifica um aminoácido específico • Codogene – sequência de três bases consecutivas de DNA que serão transcritas para RNAm • Anticodão – conjunto de 3 nucleotídeos de tRNA que se liga covalentemente a um aminoácido específico

Nirenberg & Matthaei

Características do código genético 1. Todos os aminoácidos são codificados por codões 2. Universalidade – aplica-se a quase todas as espécies de seres vivos 3. Redundância – vários codões podem codificar o mesmo aminoácido 4. Não ambiguidade – a cada codão corresponde apenas um aminoácido

5. O codão AUG (metionina) é o responsável pelo início da tradução – codão de iniciação 6. os codões UAA, UAG e UGA são codões de finalização (ou de stop); não codificam nenhum aa e quando o complexo de tradução atinge estes codões termina 7. O 3º nucleótido de cada codão é menos específico do que os outros dois.

http://history.nih.gov/exhibits/nirenberg/

The genetic code has seven main characteristics: 1. It is made up of codons, which are triplets of bases. Each codon specifies a specific amino acid. 2. The codons do not overlap; that is, the sequence GCCCAC contains two triplets, “GCC” and “CAC” not counting the “CCC” and other subsequent three-letter sequences. 3. The code includes punctuation in the form of three “stop” codons that do not code for an amino acid: UAA, UAG, and UGA. 4. The genetic code is known as a “degenerate” code. This means that each amino acid is triggered by between one and six codons. (There are only 20 amino acids and 64 possible codon triplets). 5. To read each gene and glean the necessary information to form proteins, cells begin at a fixed and particular starting point on the mRNA strand. The initiation codon is AUG (methionine). 6. The mRNA strand is read from the 5' to the 3' end. 7. If there are mutations or errors in the DNA, the message may be changed and incorrect protein formation results.

SÍNTESE PROTEICA

Transcrição • • • •

RNA polimerase RNA mensageiro mRNA Abertura da hélice de DNA • Cadeia codificadora ou molde • Codões • Código genético

Tradução • Ribossomas • RNAr • Sub-unidades pequenas e grandes • Codões • Codão iniciador ou «start» • Metionina (AUG) • Codões finalizadores ou «stop» • RNAt

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Iniciacão Elongação da cadeia Ligações peptídicas Terminação da cadeia Polissoma