1) O documento descreve alguns marcos importantes na descoberta do DNA como material genético, incluindo experimentos de Griffith, Avery, Hershey-Chase, Franklin, Chargaff, e o modelo da dupla hélice de Watson e Crick. 2) É apresentado o código genético e o processo de síntese proteica, onde o RNA mensageiro transporta a informação do DNA para a síntese de proteínas no citoplasma com a ajuda do RNA transportador. 3) A replicação do DNA é descrita como um processo semiconservativo onde cada nova

1. DNA e Síntese Proteíca
Unidade 5. Crescimento e
Renovação Celular
Your Logo
Professora Cidália Aguiar

2. À Descoberta do Material Genético...
Alguns marcos importantes:
 1890 Weismann
- substância no núcleo celular controla o desenvolvimento.
 1928 Griffith
- Princípio transformante
 1944 Avery
- Identificação do princípio transformante
 1953 Hershey-Chase
- Experiências com Bacteriófagos confirmaram o DNA como suporte físico da
informação
DNA e Síntese Proteica  Page 2

3. À Descoberta do Material Genético...
Alguns marcos importantes:
 1950- Rosalind Franklin
- Difracção de Raios X permite concluir que o DNA tem estrutura em hélice
 1952 – Erwin Chargaff
- Análises químicas de DNA revelaram os pares
 1953 Watson & Crick
- Modelo do DNA dupla hélice
 1956 Gierer & Schramm / Fraenkel-Conrat & Singer
- Demonstração do RNA como material genético viral.
DNA e Síntese Proteica  Page 3

4. Frederick Griffith’s Transformation Experiment - 1928
“Princípio transformante” demonstrado com Streptococcus
pneumoniae
 Conclui-se a existência de um princípio transformante… Mas qual???
DNA e Síntese Proteica  Page 4

5. Avery and MacLeod’s Transformation Experiment, 1944
O DNA é o princípio transformante!
 Contudo estes trabalhos não foram amplamente aceites pela comunidade
científica…
DNA e Síntese Proteica  Page 5

6. Hershey-Chase Bacteriophage Experiment - 1953
Bacteriófago é um vírus que infecta bactérias
Estrutura do fago T2
 DNA e proteína
DNA e Síntese Proteica  Page 6

7. Hershey-Chase Bacteriophage Experiment - 1953
Ciclo de Vida do fago T2
DNA e Síntese Proteica  Page 7

8. Hershey-Chase Bacteriophage Experiment - 1953
Ajuste em dois passos:
• DNA marcado com 32P
• Proteína marcada com 35S
Bactérias E. coli infectadas com
os dois tipos de T2 marcado
Resultados:
 32P
é encontrado dentro das
bactérias e na descendência do
fago
 35S não é encontrado dentro da
bactéria mas com o “fantasma”
de fago libertado.
DNA e Síntese Proteica  Page 8

9. experiência
10/24/2008
9

10. Hershey-Chase Bacteriophage Experiment - 1953
Conclusão:
O DNA contem a informação necessária à produção de novos vírus,
sem intervenção das proteínas virais
 O DNA é, portanto, o suporte da informação genética (e não as
proteinas)
1969: Alfred Hershey
DNA e Síntese Proteica  Page 10

11. X-ray diffraction studies - Rosalind Franklin & Maurice
Wilkins
Conclusão:
O DNA é uma estrutura helicoidal
- regularidades distintas, 0.34 nm & 3.4 nm.
DNA e Síntese Proteica  Page 11

12. Chargaff‘s Experiment - 1953
Este investigador procurou determinar a composição química do DNA,
o que veio também a auxiliar a compreensão da sua estrutura.
 Verificaram que nas amostras de DNA das diferentes espécies:
- A quantidade de Adenina é aproximada à de Timina
- A quantidade de Citosina é aproximada à de Guanina
- ~50% purinas (A,G) e ~50% pirimidinas (T, C).
Exemplos: %A %T %G %C %GC
- %GC varia de organismo para organismo
Homo sapiens 31.0 31.5 19.1 18.4 37.5
Zea mays 25.6 25.3 24.5 24.6 49.1
Drosophila 27.3 27.6
Esta denomina-se REGRA de 22.5 22.5
CHARGAFF 45.0
Aythya americana 25.8 25.8 24.2 24.2 48.4
DNA e Síntese Proteica  Page 12

13. Conclusões sobre estas primeiras experiências
Griffith 1928 & Avery 1944:
O DNA (não o RNA) é o agente transformante.
Hershey-Chase 1953:
O DNA (não as proteínas) é o material genético.
DNA e Síntese Proteica  Page 13

14. James D. Watson & Francis H. Crick - 1953
1962: Prémio Nobel em Fisiologia e Medicina
James D. Francis H. Maurice H. F.
Watson Crick Wilkins
E quanto a?
Rosalind Franklin
DNA e síntese proteica Page 14

15. 5 características principais do Modelo da Dupla Hélice
1. Duas cadeias polinucleotídicas estão dispostas em dupla-hélice no
sentido horário.
2. As cadeias nucleotídicas são anti-paralelas: 5’3’
3’5’
3. As “espinhas dorsais” Açúcar-fosfato estão por fora da dupla hélice, e
as bases orientadas para dentro do eixo central.
4. Os pares de base complementares das fitas opostas são mantidas
unidas por pontes de hidrogénio.
A faz par com T (2 pontes-H), e G faz par com C (3 pontes-H).
ex., 5’-TATTCCGA-3’
3’-ATAAGGCT-3’
5. Os pares de base distam 0.34 nm. Uma volta completa da hélice
requer 3.4 nm (10 bases/volta).
DNA e síntese proteica Page 15

16. Modelo da Dupla Hélice
DNA e síntese proteica Page 16

17. Organização do DNA/RNA nos cromossomas
Genoma = cromossoma ou conjunto cromossómico que contém todo o
DNA que um organismo (ou organelo) possui
Cromossomas Virais 1. única ou dupla cadeia de DNA ou RNA
2. circular ou linear
3. rodeado por proteínas
TMV T2 bacteriophage  bacteriophage
Cromossomas Procarióticos
1. A maioria contém um cromossoma de DNA dupla cadeia circular
2. outros consistem de um ou mais cromossomas que podem ser
circulares ou lineares
3. tipicamente disposto numa região condensada chamada nucleóide.
DNA e síntese proteica Page 17

18. Problema
O genoma de E. coli (4.6 Mb), medido linearmente, pode chegar a 1.000
vezes maior que a célula de E. coli.
O genoma humano (3.4 Gb) pode chegar a 2.3 m se esticado linearmente
Soluções:
A dupla hélice de DNA enrola-se sobre o seu
próprio eixo, num processo controlado por
1. Super-helicoidização
enzimas (Topoisomerases)
(ocorre em moléculas de DNA Circular e linear)
2. Domínio das dobras
DNA e síntese proteica  Page 18

19. Mais sobre o tamanho do genoma
É amplamente variável de espécie para espécie e não mostra
relação com a complexidade estrutural ou organizacional.
Exemplos C (pb)
 48,502
T4 168,900
HIV-1 9,750
E. Coli 4,639,221
Lilium formosanum 36,000,000,000
Zea mays 5,000,000,000
Amoeba proteus 290,000,000,00
0
Drosophila melanogaster 180,000,000
Mus musculus 3,454,200,000
Canis familiaris 3,355,500,000
Equus caballus 3,311,000,000
Homo sapiens 3,400,000,000
DNA e síntese proteica Page 19

20. Estrutura do cromossoma eucariótico
Cromatina complexo de DNA e proteínas cromossómicas
~ duas vezes mais proteínas que DNA
Dois principais tipos de proteínas:
1. Histonas abundante, proteínas básicas com carga positiva
que se ligam ao DNA
5 tipos: H1, H2A, H2B, H3, H4
massa ~ igual ao DNA
evolutivamente conservadas
1. Não-histonas todas as outras proteínas associadas com o DNA
diferem amplamente em tipo e estrutura
quantidade varia muito
>> 100% da massa de DNA
<< 50% da massa do DNA
DNA e síntese proteica Page 20

21. Replicação do DNA
Your Logo
Here comes your footer  Page 21

22. Replicação do DNA
Replicação do DNA é o processo
Replicação do DNA é o processo de auto-
de auto-duplicação do material
duplicação do material genético mantendo
asssim o padrão de herança ao longo das
genético mantendo asssim o
gerações.
padrão de herança ao longo das
gerações.
DNA e síntese proteica  Page 22

23. 3 hipóteses para a Replicação do DNA
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/meselson.html
DNA e síntese proteica  Page 23

24. Experiências de Meselson e Stahl
DNA e síntese proteica  Page 24

25. Experiências de Meselson e Stahl
DNA e síntese proteica  Page 25

26. Duplicação do DNA
 É a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação
auto-duplicação.
 Ocorre durante a fase S da intérfase
intérfase.
 É do tipo semiconservativa pois cada molécula nova apresenta uma das
semiconservativa,
cadeias vinda da mãe e outra recém sintetizada.

27. DNA Duplicação DNA DNA

28. Replicação semiconservativa do DNA
DNA e síntese proteica  Page 28

29. experhttp://highered.mcgraw-
hill.com/olc/dl/120076/micro04.swf
experhttp://highered.mcgraw-
hill.com/olc/dl/120076/bio23.swf
10/24/2008
29

30. Código Genético e Síntese de
Proteínas

31. RNA
 Ácido Ribonucléico
 Molécula de cadeia simples
 É dividido em:
RNA mensageiro (RNAm
RNAm)
RNA transferência (RNAt
RNAt)
RNA ribossómico (RNAr
RNAr)

32. RNAm
Leva a informação da sequência proteica a ser formada do núcleo
para o citoplasma, onde ocorre a tradução. Ele contém uma
sequência de tripletos correspondente a uma das cadeias do DNA.
Cada três nucleotídeos no RNAm é denominada códão e
corresponde a um aminoácido na proteína que se irá formar

33. 1 codão  3 nucleotídeos no
RNAm
7 códons  21 nucleotídeos

34. RNAt
Levam os aminoácidos para o RNAm durante o
processo de síntese proteica. As moléculas de RNAt
apresentam, em uma determinada região, um conjunto
de 3 nucleotídeos que se destaca, denominada
anticodão
anticodão.
É através do anticodão que o RNAt reconhece o local do
RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele
transportado. Cada RNAt carrega em aminoácido
específico,
específico de acordo com o anticodão que possui

35. tRNA
-Estrutura secundária
com dobras formando
um trevo

36. Sítio de
ligação ao
aminoácido
U A C Anti-codão

38. Aminoácidos
 Moléculas que dão origem às proteínas
proteínas.
R
H O
N C C
H O
H H

39. Ligação Peptídica
 É a ligação covalente entre dois aminoácidos.
 Quando poucos aminoácidos estão ligados  peptídeo
 Quando muitos aminoácidos estão ligados  proteína

40. • O grupo OH do ácido carboxílico de
um aminoácido liga-se num dos
hidrogénios da amina do outro
aminoácido, formando uma molécula
de água.
R R
H O H
O
N C C N C C
H OH H OH
H H
H2O

41. RNAr
São componentes dos ribossomas organito onde ocorre a síntese
ribossomas,
proteica.
Os ribossomas são formados por RNAr e proteínas

42. Replicação
Transcrição
Transcrição Reversa
- Processo para
Replicação de RNA
síntese das
proteínas da
célula
Tradução
- Processo que
ocorre nos
Proteína ribossomas

43. Síntese e Processamento de Proteínas
Transcrição
Retirados os
intrões
Processamento
pós-transcricional
mRNA maturo
Tradução
Proteína
Proteína activa

44. 2a. Letra do códon
1a. Letra do códon

45. Transcrição
 Processo pelo qual uma molécula de RNA é produzida usando como
molde o DNA.

46. DNA Transcrição DNA RNA

47. Tradução
 Também chamada síntese de proteínas
 Quando o RNAm chega ao citoplasma ele associa-se ao ribossoma.
Após essa associação os RNAt levam os aminoácidos, que serão
ligados, formando assim a proteína.

48. Etapas da síntese de proteínas
1. Iniciação
2. Alongamento
3. Terminação

49. • Quando o RNAm chega ao
citoplasma, ele associa-se ao
ribossoma.
• Nessa organito existem 2
espaços onde entram os RNAt
com aminoácidos específicos.
U A C AAA
AUG UUU CUU GAC CCC UG
A
• somente os RNAt que têm
sequência do anti-codão
complementar à sequência
do codão entram no
ribossoma.

50. • Uma enzima presente na
subunidade maior do ribossoma
realiza a ligação peptídica entre
os aminoácidos.
U A C AAA
AUG UUU CUU GAC CCC UG
A

51. • O RNAt “vazio” volta para o
citoplasma para se ligar a outro
aminoácido.
UAC
AAA
AUG UUU CUU GAC CCC UG
A

52. • O ribossoma agora desloca-se
uma distância de 1 codão.
• o espaço vazio é preenchido
por um outro RNAt com
sequência do anti-codão
UAC complementar à sequência do
codão.
AAA G AA
AUG UUU CUU GAC CCC UG
A

53. • Uma enzima presente na
subunidade maior do ribossoma
realiza a ligação peptídica entre
os aminoácidos.
UAC
AAA G AA
AUG UUU CUU GAC CCC UG
A

54. UAC AAA
GAA
AUG UUU CUU GAC CCC UG
A
• O RNAt “vazio” volta para o
citoplasma para se ligar a outro
aminoácido.
• e assim o ribossoma vai-se
deslocando ao longo do RNAm e os
aminoácidos são ligados.

55. • Quando o ribossoma passa por
um codão de terminação
nenhum RNAt entra no
ribossoma, porque na célula não
existem RNAt com sequências
complementares aos codão de
terminação.
GGG
Codão de
AUG UUU CUU GAC C CC UG terminação
A

56. GGG
• Então o ribossoma solta-se do
RNAm, a proteína recém
formada é libertada e o RNAm é
degradado.

57. Sintese proteica e
processamentohttp://highered.mcgraw-
hill.com/olc/dl/120077/bio25.swf
Processamento da informação
genéticahttp://highered.mcgraw-
hill.com/olc/dl/120077/bio25.swf
10/24/2008
57