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Nucleotídeos, Ácidos Nucléicos
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Prof. Sebastien Charneau – UnB
Prof. Magno Junqueira - UFRJ
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Fluxo da informação genética
Célula eucariótica
o DNA: Ácido DesoxirriboNucléico Via de informação surgiu na bioquímica moderna à partir da descoberta de J. Watson e F. Crick, em 1953
suporte da informação genética hereditária 3
O DNA consiste de duas cadeias helicoidais de desoxirriboses, enroladas ao longo de um mesmo eixo, formando uma dupla hélice de sentido rotacional à direita.
Prêmio Nobel de
Medicina 1962
A unidade fundamental da informação nos organismos vivos é o gene.
Genes bioquimicamente são segmentos de DNA (ácido
desoxirribonucléico) que codificam a informação requerida para a
produção de uma molécula biológica funcional
codifica cadeias polipeptídicas e RNAs
Conjunto do material genético de um organismo, incluindo os genes e as
seqüências não codificadoras = genoma
gene e genoma
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Suporte, transmissão e expressão da informação genética (resumo)
gene
transcrição
maturação do RNA
repli-cação
ATP
pré-mRNA
mRNA núcleo citoplasma
proteína
tRNA
aminoácido
Amino-
acil
tRNA
ativação dos aa
tradução
DNA duplicado
multiplicação celular
éxon íntron Fita
molde
O gene
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Nucleotídeos • As subunidades dos ácidos nucléicos
• Consiste em:
- Base nitrogenada
- Pentose (açúcar de 5 carbonos)
- Fosfato (1 ou mais)
Nucleosídeo = Base nitrogenada +Pentose
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As bases dos ácidos nucléicos
As bases são compostas com anéis que contêm nitrogênio
Bases purinas Bases Pirimidinas
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Os açúcares dos ácidos nucléicos
PENTOSE
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Ligação N-glicosídica
Ligação da base com o açúcar
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Nomenclatura dos Nucleotídeos
EXEMPLO DE NUCLEOTÍDEO
Adenosina monofosfato (AMP)
Guanosina difosfato (GDP)
Citidina monofosfato (CMP)
Uridina trifosfato (UTP)
Timidina monofosfato (TMP)
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Fosfato (1 ou mais) Nucleotídeos
O fosfato torna o nucleotídeo negativamente carregado
Fosfatos ligados no C5 hidroxila da ribose ou da desoxiribose Mono, di, trifosfatos são comuns
5´
5´
5´
Estrutura dos nucleotídeos
Pirimidina Purina
Pentose
Aqui é um ribose e
não desoxirribose
Fosfato
O grupo fosfato é
unido por uma
ligação éster ao
grupo 5’-OH da
pentose
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(desoxi) Nucleosídeos: Adição de um açúcar a uma base
ADENOSINA, GUANOSINA,
CITIDINA, TIMIDINA E URIDINA
(desoxi) Nucleotídeos: mono, di ou trifosfato de nucleosídeos.
Grupo unido por ligação éster ao 5’OH por isso são 5’-nucleotídeos.
Temos trifosfato (mono ou di fosfato) de ADENOSINA, GUANOSINA, CITIDINA, TIMIDINA E URIDINA
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Ácidos Nucléicos
Para formar as molécula de DNA e
RNA é necessário a ligação entre
os nucleotídeos
Os nucleotídeos estão unidos
por uma ligação fosfodiéster
entre a hidroxila do carbono-3
e grupo fosfato ligado a
hidroxila do carbono-5.
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?
?
15
Os nucleotídeos estão unidos
por uma ligação fosfodiéster
entre a hidroxila do carbono-3
e grupo fosfato ligado a
hidroxila do carbono-5.
Seqüência linear de nucleotídeos =
uma cadeia de ácido nucléico
Ácido Desoxirribonucléico (DNA)
A proximidade das
bases possibilita a
formação de pontes de
hidrogênio. A adenina
com a timina formam
duas pontes de
hidrogênio, a citosina
com a guanina formam
três pontes.
A dupla hélice é mantida também por interações
hidrofóbicas, que forçam as bases a se "esconderem"
dentro da dupla hélice.
N
N
O
O
H3C
H
PENTOSE
H
N
N
N
N
PENTOSE
NH
H
Adenina
Timina
N
N
O
N H
H
H
H
PENTOSE
N
N
N
N
O
H
NH
H
PENTOSE
Citidina
Guanina
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Conformações para o DNA
Estrutura repetitiva de tipo helice
Diametro: 2 nm
1 volta= 3,4 nm = 10,5 nucleotideos
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Estrutura do DNA
Estruturas globais DNA e RNA
são similares
Exceto 3 diferencias:
RNA DNA
Fita
simples Fita
dupla
Em geral, fita simples versus fita dupla
RNA contem Uracila em vez de Timina
RNA contem Ribose em vez de 2´-desoxirribose
ribose 2´-desoxirribose
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Ácido DesoxirriboNucléico
e Ácidos RiboNucléico
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Problemática
informação
genética contida
na seqüência de
RNA mensageiro
Como
origina?
Seqüência de
aminoácidos
nas proteínas
Quais são os mecanismos moleculares?
Subunidades monoméricas
Letras do alfabeto
(26 tipos
diferentes)
Nucleotídeos
(4 tipos
diferentes)
Aminoácidos
(20 tipos
diferentes)
Sequências ordenadas lineares
DNA Palavras Proteina
Em todos os seres, as macromoléculas são
construídas a partir dos mesmos tipos de
unidades monoméricas:
- existência de modelos subjacentes
comuns.
- simplicidade básica na estrutura das
macromoléculas, apesar dos bilhões de
tipos de proteínas existentes em milhões de
espécies de seres vivos.
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-existem 20 aminoácidos que entra na biosíntese protéica
-Existem só 4 bases na biossíntese dos DNA e RNA
Então: a relação não deve ser de 1 base correspondendo a 1 aminoácido.
O CÓDIGO GENÉTICO
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Códon = unidade
trinucleotídica
O código é específico:
1 códon =1 aminoácido
O código é degenerado:
1 aa = 1 a 6 códons
O código é pontuado:
-Códon iniciação
-Códon terminação
O código é universal
O CÓDIGO GENÉTICO
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MUTAÇÃO
GAUAUACAUAGGCUGCCCUUUUCGUAUGUGUAUAUGGAAA
NOVA FASE DE LEITURA
Met Cys Ile Trp Lys
GAUAUACAUAUGCUGCCCUUUUCGUAUGUGUAUAUGGAA... 5’ 3’
Fase aberta de leitura
Met Leu Pro Phe Ser Tyr Val Tyr Met Glu
G G
GAUAUACAUAUGCUGCCCUUUUCGUAUGUAUAUAUGGAA... 5’ 3’
Met Leu Pro Phe Ser Tyr Val Tyr Met Glu
MUTAÇÃO SILENCIOSA
GAUAUACAUAUGCUGCCCUUUUCGUAUGAGUAUAUGGAA...
Met Leu Pro Phe Ser Tyr Glu Tyr Met Glu
Códon de iniciação
Aplicação do código genético
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Outras funções dos nucleotídeos
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Outras funções dos nucleotídeos
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Outras funções dos nucleotídeos
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