ESTRUTURA DO DNA E ORGANIZAÇAO DA ATIVIDADE BIOLÓGICA

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1 ESTRUTURA DO DNA E ORGANIZAÇAO DA CROMATINA ATIVIDADE BIOLÓGICA 1

2 Qual é a natureza química da molécula responsável por estocar a informação genética??? CARACTERÍSTICAS 1. Estocar a informação e transmitir com precisão para a prole. 2. Deve controlar o desenvolvimento do organismo. 3. Deve ser passível de mudanças para suportar a evolução. Proteínas Ácido nucleícos 20 aminoác cidos X nuc cleotídeos 2

3 Princípio transformante de Griffith (1928) Streptococcus pneumoniae Forma R: Forma S: sem cápsula encapsulada Frederick Griffith Born 1879 Died 1971 Características do princípio transformante: Sensivel a DNAse e insensível a protease Oswald Avery Born 1877 Died 1955 Colin MacLeod Born 1909 Died 1972 Maclyn McCarty Born 1911 Died

4 Experimento de Hershey e Chase, 1952 OBTENÇÃO DE BACTERIÓFAGOS CONTENDO PROTEÍNA MARCADA COM 35 S E.Coli + 35 SO 4 Infecção com bateriófago Isolamento de bacteriófagos por centrifugação OBTENÇÃO DE BACTERIÓFAGOS CONTENDO DNA MARCADA COM 32 P E.Coli + 32 PO 4 Infecção com bateriófago Isolamento de bacteriófagos por centrifugação Experimento de Hershey e Chase, 1952 Bacteriófago T2 (E. coli) Proteína radioativa DNA radioativo Martha Chase Born 1927 Died 2003 Alfred Hershey Born 1908 Died 1997 Conclusão: A informação genética é transmitida pelo DNA 4

5 Natureza quimíca das unidades constituintes do DNA e RNA Os ácidos nucléicos são macromoléculas compostas de subunidades chamadas nucloeotídeos. * * * * * Ácidos nucléicos CLASSIFICAÇÃO DE NUCLEOTÍDEOS QUANTO AO NÚMERO DE RADICAIS FOSFATO RIBONUCLEOTÍDEOS DESOXIRRIBONUCLEOTÍDEOS 5

6 ESTRUTURA DE UM POLINUCLEOTÍDEO Ligação fosfodiester entre os nucleotídeos. Ligação entre P ligado ao C 5 do nucleotídeo a ser incorporado na cadeia com a OH ligada ao C 3 do nucleotídeo da cadeia. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962 Linus Pauling "for their discoveries concerning the molecular structure of nucleic acids and its significance for information transfer in living material" James Watson Born 1928 Francis Crick Born 1916 Died 2004 Maurice Wilkins Born 1916 Died 2004 Rosalind Franklin Born 1920 Died

7 Quais foram as informações usadas por Watson e Crick para propor o modelo 3D para a molécula de DNA? Erwin Chargaff Born 1905 Died 2002 Experimentos de Chargaff: Purinas (A G) = Pirimidinas (C T) A = T e C G 7

8 Rosalin Franklin Imagem revelada Difração de raio X Maurice Wilkins Experimentos de Franklin e Wilkins: Os polímeros são unidos por pontes de hidrogênio. Os polímeros de desoxirribonucleotideos formam 2 hélices com 2 periodicidades (0,34 e 3,4nm) ao longo do eixo. Pareamento de bases Purina-Purina: volumoso Purimidina-Pirimidina: estreito Purina - Pirimidina: condizia com os dados de difra c~ao raio X Resultados de Chargaff: proporções de A=T, C=G Adenina-Timina (2 pontes H) Guanina-Citosina (3 pontes H) 8

9 Duas fitas de DNA com polaridades opostas (antiparalelas) Face interna: bases nitrogenadas Face externa: riboses e fosfato (caráter negativo) Dupla fita mantida por pontes de H entre as bases Estrutura 3D da molécula de DNA proposta por Watson, Crick e Wilkins (1953) 9

10 ESTRUTURA 3D DO DNA ESTABILIDADE DUPLA HÉLICE PONTES DE H E EMPILHAMENTO ENTRE BASES Outras formas de DNA: in vitro Fosfatos Bases Sulco menor 3.4/ nt por volta Sulco maior Sulco maior Sulco menor Hélice dextrógira: giro p/ direita Condições desidratadas + compacto Condições normais Rico em GC Hipermetilado 10

11 ALGUMA COISA ERRADA COM ESTA FOTO? sciencewriter.org/images/righthanded.jpg ESTA É A FOTO CORRETA right-handed double helix left-handed double helix 11

12 Níveis de organização estrutural do DNA Estrutura t primária i estrutura t covalente e sequência de nucleotídeos. Estrutura secundária qualquer estrutura regular, estável, adotada por alguns ou todos os nucleotídeos em um ácido nucléico. Estrutura terciária Dobramento do DNA e seu empacotamento formando estruturas cada vez mais complexas 12

13 ESTRUTURAS SECUNDÁRIAS DE ÁCIDOS NUCLEICOS Palindromos e hairpin... Metilação do DNA Em procariotos: - Metilação de resíduos de adenina na sequência (5)GATC(3) por DAM metilase envolvido no reparo durante a replicação. - Mecanismo de defesa através de metilases sítio-específicas, em sítios de endonucleases de restrição, impedindo sua atividade sobre DNA endógeno Em procariotos e eucariotos: - Metilação de citosina em sequência GC, produzindo metilgc simetricamente. O nível de metilação de um segmento de DNA parece ser inversamente proporcional a sua atividade transcricional. Esta metilação favorece a formação de DNA Z 13

14 DESNATURAÇÃO E RENATURAÇÃO DO DNA EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA SUPERELICOIDIZAÇÃO DO DNA AÇÃO DAS TOPOISOMERASES Relaxamento: Topoisomerase I Subenrolamento: Topoisomerase II (DNA-girase) DNA procarioto: circular DNA genômico eucarioto: cromosomo Superelicoidização negativa: Giros levógiros 14

15 Super-helicoidização Super-helicoidização induzida por abertura COMPACTAÇÃO DO DNA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Núcleo metafásico: 10μm mm 65cm diâmetro Fita de DNA: mm 15

16 1º Nível 2º Nível 3º Nível Níveis de compactação do DNA NÍVEIS DE COMPACTAÇÃO 1 Nível: nucleossomos 2 Nível: fibra de cromatina Octâmeros de histonas: proteínas básicas (lisina e arginina) Modelo Solenóide 16

17 Nucleossoma (diâmetro 11nm) (1º nível de compactação) colar de contas : cada conta = nucleossoma 1 nível de organização cromossômica Fibra de Cromatina - modelo zigzag (30nm) (2º nível de compactação) 17

18 Fibra de Cromatina (300nm) (3º nível de compactação) 3 NÍVEL DE COMPACTAÇÃO ARCABOUÇO Proteínas cromossômicas não histônicas Os 3 níveis de condensação 18

19 19

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