Como o DNA funciona?


fonte do artigo abaixo[confira as imagens]:http://www.resumos.net/files/bgeo12_1.doc

Regra de Chargaff

 

A+G = T+C

ou

A+G/T+C = 1

Nucleótido vs. Nucleósido

 

Nucleótido – pentose + base azotada + grupo fosfato

Nucleósido – pentose + base azotada

Pentose à 3’

Fosfato à 5’

Estrutura do DNA

 

Modelo da Dupla Hélice – estrutura helicoidal, constituída por duas hélices polinucleotídicas, dispostas em sentidos opostos (antiparalelas) em volta de um eixo imaginário.

Entre a adenina e a timina, estabelecem-se 2 pontes de hidrogénio.

Entre a citosina e a guanina, estabelecem-se 3 pontes de hidrogénio.

A cadeia de DNA cresce de 5’ para 3’.

Apresenta apenas uma forma básica.

Universalidade e Variabilidade do DNA

 

Existem apenas quatro nucleótidos diferentes no DNA, ou seja, todos os seres vivos são constituídos pelos mesmos quatro elementos. à Universalidade

No entanto, existe uma infinidade de sequências possíveis, mesmo só existindo quatro nucleótidos, o que explica a diferença entre todos os indivíduos. à Variabilidade

Replicação Semiconservativo do DNA

 

As duas cadeias da molécula original separam-se por acção das enzimas DNA polimerases. Cada cadeia-mãe serve de molde para a replicação, sendo os nucleótidos adicionados por complementaridade de bases e sempre inseridos no sentido 5’ – 3’.

Devido ao antiparalelismo da cadeia de DNA parental, as cadeias-filhas não crescem da mesma forma: a cadeia que copia a cadeia 3’ – 5’ forma-se de modo contínuo; a cadeia que copia a cadeia 5’ – 3’ forma-se de um modo descontínuo, em pequenas porções, que são depois ligados pela enzima DNA ligase.

DNA vs. RNA

 

 

DNA

RNA

PENTOSE

Desoxirribose

Ribose

BASES AZOTADAS

A, T, G, C

A, U, G, C

% DAS BASES

A = T, G = C

Variável

ESTRUTURA

Cadeia dupla

Cadeia simples

VARIEDADE

Um só tipo

Três tipos; mRNA, tRNA e rRNA

LOCALIZAÇÃO

Núcleo, mitocôndria e citoplasma

Núcleo e citoplasma

ESTABILIDADE

Quimicamente muito estável

Quimicamente pouco estável

QUANTIDADE

É constante em todas as células (excepto gâmetas e certos esporos)

Varia de célula para célula e na mesma célula, de acordo com a actividade metabólica

PERÍODO DE DURAÇÃO

Permanente

Temporário

RNA

 

O RNA interfere na síntese de proteínas requeridas pelo DNA.

Fluxo de Informação Genética – Biossíntese de Proteínas

 

A célula utiliza moléculas de RNA formadas no núcleo que migram para o citoplasma, transportando a mensagem que estava contida num gene. Esse RNA (mRNA) funciona como mensageiro entre o DNA e os ribossomas (fazem a “leitura” da mensagem para a síntese de proteínas).

Um ribossoma é constituído por duas subunidades diferentes em cuja constituição entram proteínas e o rRNA.

Código Genético

 

Código de correspondência entre o “alfabeto” de quatro letras do mRNA e os aminoácidos.

Cada grupo de três nucleótidos do mRNA que codifica um determinado aminoácido ou o início ou o fim da síntese de proteínas tem o nome de codão.

 

Características do Código Genético

 

Universalidade – desde os organismos mais simples aos mais complexos, há uma linguagem comum a quase todas as células.

Redundância – vários codões são sinónimos, ou seja, codificam o mesmo aminoácido.

Não-ambiguidade – a cada codão corresponde apenas um aminoácido.

O terceiro nucleótido de cada codão não é tão específico como os dois primeiros.

O tripleto AUG tem dupla função – codifica a metionina e é o codão de iniciação.

O tripleto UAA é o codão de finalização ou “stop”.

Transcrição da Informação Genética

Dá-se no interior do núcleo da célula.

O complexo RNA polimerase fixa-se sobre uma certa sequência de DNA, desliza ao longo dela, provocando a sua abertura, e inicia-se a transcrição da informação. A síntese de RNA a partir de nucleótidos livres faz-se na direcção 5’ – 3’.

Forma-se assim o pré-mRNA.

Processamento do pré-mRNA

Intrões – sequências de nucleótidos que não codificam informação.

Exões – sequências de nucleótidos que codificam informação.

No processamento do pré-mRNA, por acção de enzimas, são retirados os intrões, havendo, posteriormente, a união dos exões.

Estas transformações dão origem ao mRNA.

tRNA

A estrutura típica de um tRNA apresenta dois locais característicos.

            – Extremidade 3’, que termina em todos os tRNA com a sequência CCA, através da qual este se liga ao aminoácido.

            – Conjunto de três nucleótidos – anticodão – diferente em cada tRNA e que determina o aminoácido a que este se pode ligar. é o local de ligação ao mRNA.

Tradução do mRNA

Iniciação – a subunidade pequena do ribossoma liga-se ao mRNA na região de AUG, o codão de iniciação. O tRNA, que transporta o aminoácido metionina, liga-se ao codão de iniciação. A subunidade grande ribossomal liga-se à pequena subunidade. O ribossoma está então funcional.

Alongamento – o anticodão de um novo tRNA, que transporta um segundo aminoácido, liga-se ao segundo codão por complementaridade. Seguidamente, estabelece-se uma primeira ligação peptídica entre o aminoácido que ele transporta e a metionina. O ribossoma avança três bases e o processo repete-se ao longo do mRNA. Continua a tradução dos sucessivos codões e da ligação dos aminoácidos para a construção da proteína.

Finalização – quando o ribossoma chega a um codão de finalização (UAA) e por complementaridade o reconhece, termina a síntese. Os codões de finalização constituem verdadeiras pontuações da mensagem. A cadeia polipeptídica destaca-se. Os componentes do complexo de tradução separam-se. As subunidades ribossomais podem ser utilizadas para formar um novo complexo e iniciação com uma molécula da mRNA.

Características da Síntese de Proteínas

 

– Rapidez

– Amplificação

Alteração do Código Genético (Mutações)

 

Mutações – alterações permanentes no genoma dos indivíduos.

Mutações Génicas:

– Substituição de um nucleótido

– Inserção de um ou mais nucleótidos

– Delecção de um ou mais nucleótido

Mutações Cromossómicas:

            – Estruturais

            – Numéricas

As mutações podem ocorrer:

            – Gâmetas (mutações germinais) à podem ser transmitidas à geração seguinte

            – Outras células (mutações somáticas) à não são transmitidas à descendência (excepto em reprodução assexuada)

Efeito das Mutações:

            – Neutro, se não afecta o indivíduo

            – Prejudicial, se provoca danos graves no indivíduo

            – Benéfico, se tem valor evolutivo

Consequências das Mutações:

            – Anemia falciforme – é resultado da mutação no DNA da sequência CTT por CAT.

            – Albinismo – ausência de melanina

Doenças cuja transmissão está ligada ao sexo:

            – Hemofilia

            – Daltonismo

            – Síndroma de Turner – monossomia XO

            – Síndroma de Down – trissomia 21

Ciclo Celular

Interfase

Fase Mitótica

Fase G1

Fase S

Fase G2

Mitose ou cariocinese

Citocinese

Prófase

Metáfase

Anáfase

Telófase

Ciclo Celular

Cromossomas – moléculas de DNA associadas a proteínas. Podem apresentar-se sob a forma distendida ou condensada.

Interfase – período compreendido entre o fim de uma divisão celular e o início da seguinte.

Fase G1 – período entre o fim da mitose e o início da síntese de DNA. Caracteriza-se por uma intensa actividade biossintética.

Fase S – auto-replicação do DNA. A estas novas moléculas associam-se as respectivas proteínas e, a partir desse momento, cada cromossoma passa a ser constituído por dois cromatídios ligados pelo centrómero. Nas células animais, dá-se ainda a duplicação do centríolos.

Fase G2 – decorre entre o final da síntese do DNA e o início da mitose. Dá-se a síntese de biomoléculas necessárias à divisão celular.

Fases da Mitose

 

Prófase:

            – etapa mais longa da mitose

            – há enrolamento dos cromossomas; ficam mais curtos e grossos

            – os dois pares de centríolos afastam-se para pólos opostos, formando entre eles o fuso acromático

            – no final da etapa, os nucléolos desaparecem e o invólucro nuclear desagrega-se

Metáfase:

            – os cromossomas apresentam a sua máxima condensação

            – os pares de centríolos atingem os pólos da célula

            – os centrómeros, ligados ao fuso acromático, dispõem-se no plano equatorial da célula e formam a placa equatorial

            – os centrómeros estão virados para o centro do plano equatorial e os braços para fora

Anáfase:

            – o centrómero rompe-se

            – os cromossomas iniciam a ascenção polar ao longo das fibrilas dos microtúbulos

            – no final da etapa, cada pólo da célula constitui um conjunto de cromossomas exactamente igual
Telófase:

            – inicia-se a organização dos núcleos-filho

            – forma-se o invólucro nuclear

            – inicia-se o processo de descondensação dos cromossomas

            – a mitose termina

Comparação da fase Mitótica em células Animais e Vegetais.

 

A mitose processa-se de igual modo para ambas as células.

As diferenças estão ao nível da citocinese.

Células Animais

Células Vegetais

A citocinese ocorre por estrangulamento, ou seja, há uma contracção de filamentos proteicos localizados junto à membrana plasmática.

A parede celular não permite a divisão por estrangulamento. As vesículas do Complexo de Golgi acumulam-se na zona equatorial, fundem-se e formam uma placa de pectina, na qual se deposita celulose. Há assim formação de novas paredes celulares.

 

 

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