GENÉTICA MOLECULAR

Tanto em organismos procariontes como em organismos eucariontes, qualquer classe de moléculas deve preencher certos requisitos básicos para servir como material genético.

Capacidade de armazenar informação genética sob uma forma estável e de transferir essa informação a todas partes da célula.

Capacidade de duplicar com precisão a informação e transferí-la às outras células durante a divisão celular.

Capacidade de sofrer variações, sob a forma de mutações.

Entre todas as moléculas existentes : DNA, RNA e PROTEÍNAS preenchem todos os requisitos.

Atualmente não existe a menor dúvida que o DNA é o material genético para a grande maioria dos organismos vivos.

Experimento deGriffth

Demonstrou a transformação bacteriana

Colin Macleod (1909 – 1972) Maclyn McCarty (n.1911)Oswald Avery (1877 – 1955):

Experimento de Avery, Macleod e McCarty: comprovou ser o DNA o material genético primário

ESTRURURA DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS

DNA constituído de nucleotídeos

Cada nucleotídeo contém : 01 ácido fosfórico 01 açúcar de cinco carbonos 01 das quatro bases nitrogenadas

BASES NITROGENADAS: Adenina (A) Grupo das purinas Guanina (G)

Timina (T) Grupo das pirimidinas Citosina (C)

Segundo o modelo formulado por Watson e Crick, a molécula de DNA é constituída por duas fitas enroladas para a direita formando a chamada hélice dupla.

As fitas são ligadas por pontes de hidrogênio entre os pareamentos de bases. Devido ao grande número de pontes existentes, o DNA é uma molécula estável.

PAREAMENTO DAS BASES NITROGENADAS

A = T C = G

A sequência de bases na fita oposta é predeterminada e complementar à primeira fita.

Ex: AGCATT TCGTAA

RNA Bastante similar ao DNA ocorrendo diferenças em três pontos

1 – o açúcar é a ribose 2 – em vez de timina, aparece a uracila (U) 3 – apresenta uma única fita

RNA Mensageiro (mRNA) Responsável pelo transporte da informação genética contida no núcleo até o citoplasma, onde ocorre a síntese proteica.

RNA Ribossômico (rRNA) Seu papel está associado com o fenômeno da tradução. É o tipo de RNA mais encontrado na célula.

RNA Transportador (tRNA) Servem como receptores e transportadores dos aminoácidos tendo papel fundamental na síntese proteica.

ARRANJAMENTO DO MATERIAL GENÉTICO EM ORGANISMOS SUPERIORES

Procariontes Cromossomo é constituído apenas pelo DNA que se encontra no nucleoplasma da célula.

Eucariontes DNA encontra-se associado com outras substâncias formando uma estrutura fibrosa conhecida como cromatina.

Cada cromossomo de qualquer organismo eucarionte contém uma única molécula contínua, linear e não ramificada de DNA.

FUNÇÕES DO MATERIAL GENÉTICO

REPLICAÇÃO

DNA TRANSCRIÇÃO RNA TRADUÇÃO PROTEÍNA

REPLICAÇÃO OU DUPLICAÇÃO DE DNA

As pontes de hidrogênio se rompem permitindo a separação das fitas complementares.

Cada fita simples serve de molde para uma nova fita complementar sendo que a nova hélice dupla, apresenta uma fita velha e uma fita nova. Esse tipo de replicação é chamada de semiconservativa.

A enzima responsável pela síntese de DNA : DNA polimerase

REPLICAÇÃO SEMICONSERVATIVA

TRANSCRIÇÃO

O DNA se encontra no núcleo da célula enquanto a síntese protéica se dá no citoplasma. A transcrição é o processo onde o DNA transfere suas informações para as moléculas de RNA, as quais atravessam a membrana nuclear para comandar a síntese protéica no citoplasma.

A fita transcrita recebe o nome de fita sense.

Em eucariotos, o DNA possui segmentos que codificam aminoácidos (exons) e segmentos que não codificam aminoácidos (íntrons). O mRNA possui apenas exons, enquanto que os íntrons são cortados por enzimas específicas chamadas endonucleases.

TRADUÇÃO

Seria a síntese de proteínaCada proteína possui pelo menos vinte aminoácidosÉ um processo bastante complexo envolvendo centenas de macromoléculas como enzimas, mRNA, rRNA, tRNA, etc...

CÓDIGO GENÉTICO

Código Genético : Uma combinação de três nucleotídeos que codifica um aminoácido. Também conhecido como códon .

Proteína : Arranjos lineares de aminoácidos.

Ex: AAA códon para o aminoácido lisina

PROPRIEDADES DO CÓDIGO GENÉTICO

O código genético tem ponto inicial A leitura da fita de mRNA sempre começa por um ponto determinado. Esse ponto é o códon AUG que corresponde ao aminoácido metionina.

O código não é sobreposto

Ex: ACUGCA Não sobreposto: ACU treonina GCA alanina

O código é degenerado

Mais de um códon codifica o mesmo aminoácido.

O código não é ambíguo

Ele não codifica dois ou mais aminoácidos, ou seja, cada códon codifica apenas um aminoácido.

O código genético é universal

O código genético tem ponto final

O término da fita de mRNA é determinada por códons de terminação

Códons de terminação : UAA UAG UGA

MUTAÇÕES DO MATERIAL GENÉTICO

DEFINIÇÃO : Mudanças herdáveis que representam as bases genéticas da variação.

MUTAÇÕES : Afetam as sequências de bases nitrogenadas do DNA.

Modificando a cadeia polipeptídica a ser sintetizada

CAUSAS QUE PROVOCAM UMA MUTAÇÃO

A) SUBSTITUIÇÃO DE BASES : Alteração em um único códon no DNA

Mutação silenciosa : A substituição de bases não altera a sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica.

Ex: AGC : Fita sense de DNA MUTAÇÃO AGG : fita sense mutada UCG : serina UCC : serina

Mutação de sentido errado : A substituição de uma base altera um aminoácido da cadeia polipeptídica.

Ex: AGC : Fita sense de DNA MUTAÇÃO AAC : fita sense mutada UCG : serina UUG : Leucina

Mutação sem sentido : Quando a substituição de uma base no DNA provoca o aparecimento de um códon de terminação no mRNA impedindo a síntese completa dessa cadeia polipeptídica.

Ex: AGC : Fita sense de DNA MUTAÇÃO ATC : fita sense mutada UCG : serina UAG : códon de terminação

B) ADIÇÃO OU DELEÇÃO DE BASES : A retirada ou a inclusão de uma única base provoca alterações na sequência de DNA a partir do ponto em que ocorreu a deleção ou adição.

A frequência de mutação muito baixa

Replicação do DNA é muito precisa