AULA 4: COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA: BIOMOLÉCULAS 3 ÁCIDOS NUCLÉICOS-DNA E RNA Estrutura e composição química dos ácidos nucléicos Primeiras informações Chargaff (1950) Estudos de difração de raios X Rosalind Franklin & Maurice Wilkins (inicio da década de 50) Difração de raios X Estrutura da molécula do DNA • Watson & Crick (1953) – baseado em dados de: composição em bases difração de raios X • Dupla Hélice • Fitas antiparalelas • Sulcos maiores e menores alternados Premio Nobel 1962 Detalhamento da composição química DNA e/ou RNA – polímeros • nucleotídeos – nucleotídeo • base nitrogenada • açucar (pentose) Desoxiribose(DNA) Ribose (RNA) • ácido fosfórico Detalhamento da composição química • bases nitrogenadas – púricas • adenina e guanina – pirimídicas • citosina e timina • Uracil no RNA substitui a Timina Polimerização da cadeia do DNA: nucleotideo 1 nucleotideo 2 Ligação Nucleosídi ca nucleotideo 3 nucleotideo 4 Nucleotídeo= base nitrogenada + pentose Pontes de hidrogênio: • pares A T – duas pontes de H • pares C G – três pontes de H – Obs: quanto mais rica for a cadeia de DNA em CG mais estável quimicamente ela será. •Nucleotídeo e nucleosídeo •Ligação fosfodiéster •Funções = informação genética (DNA e RNA), energia (ATP), sinalização celular (cAMP) e enzimática (coenzima A). ATP Esquema de um nucleotídeo Dupla cadeia: • imposições da estrutura – o antiparalelismo • 5’ 3’ e 3’ 5’ – o ângulo de 36 º entre os pares de nucleotideos subseqüentes – o plano dos pares de bases é perpendicular ao eixo central – Estabilidade das cadeias pelas pontes de H Região 5´ e Região 3´ As fitas de DNA são antiparalelas RNA tRNA RNA Ribossômico Os genes são constituídos de DNA A seqüência de nucleotídeos de um gene determina a seqüência de AAs de uma proteína Transcrição e tradução Transcrição e tradução Tradução (tRNA e Ribossomos) tRNA e código genético Código genético T T TTT Fenilalanina (F) TTC TTA Leucina (L) TTG C CTT Leucina (L) CTC CTA CTG A ATT Isoleucina (I) ATC ATA ATG Metionina (M) G GTT Valina (V) GTC GTA GTG C TCT Serina (S) TCC TCA TCG CCT Prolina (P) CCC CCA CCG ACT Treonina (T) ACC ACA ACG GCT Alanina (A) GCC GCA GCG A TAT Tirosina (Y) TAC TAA Códon de parada TAG CAT Histidina (H) CAC CAA Glutamina (Q) CAG AAT Asparagina (N) AAC AAA Lisina (K) AAG GAT Ácido Aspártico (D) GAC GAA Ácido Glutâmico (E) GAG G TGT Cisteína (C) TGC TGA Códon de parada TGG Triptofano (W) CGT Arginina (A) CGC CGA CGG AGT Serina (S) AGC AGA Arginina (A) AGG GGT Glicina (G) GGC GGA GGG T C A G T C A G T C A G T C A G Seqüência do DNA codifica os diferentes genes Porção do gene da β -globina humana Introns e exons Organização dos cromossomos cromossomo proteínas DNA histonas nucleossomos Organização dos cromossomos fotomicrografia eletrônica histonas fita de DNA Obs.: ver animação CD Proposta de replicação do DNA • modelo proposto por Watson & Crick (1953) Obs.: ver animação CD Replicação do DNA é semiconservativa Ação gênica: Replicaç ão Transcriçã o Traduçã o DNA e RNA • • • • Os genes são constituídos de DNA Seqüência do DNA codifica os diferentes genes. As fitas de DNA são anti-paralelas Replicação do DNA é semi-conservativa (uma das moléculas é usada como molde para a molécula filha) • A seqüência de nucleotídeos de um gene determina a seqüência de AAs de uma proteína • Transcrição (íntrons e éxons), código genético • Tradução (tRNA e Ribossomos) Exercícios para fixação 1. Quantas moléculas diferentes de DNA são possíveis com 10 pares de nucleotídeos de comprimento? 2. Um determinado segmento de DNA tem a seguinte seqüência de nucleotídeos em um filamento: 5'- A1TGGTGCA1TAC1TCAGGCTCT- 3' Qual deve ser a seqüência no outro filamento? (Marque suas pontas 5‘ e 3'.) 3. Em um único filamento de DNA, é possível que o número de adeninas seja maior que o número de timinas? 4. Suponha que a molécula de DNA a seguir se replique para produzir duas moléculas filhas. Desenhe estas moléculas filhas usando preto para os nucleotídeos previamente polimerizados e vermelho para os nucleotídeos recém- polimerizados. 3'-TTGGCACGTCGTAAT- 5' 5'-AACCGTGCAGCA1TA- 3' 5. Na molécula de DNA do problema 4, suponha que o filamento de baixo é o filamento molde e desenhe o RNA transcrito, marcando as pontas 5‘e 3'.