Descoberta da Estrutura do DNA

Transcrição

1 DNA Estrutura

2 Descoberta da Estrutura do DNA James Watson (geneticista americano) Francis Crick (físico inglês) Esclareceram a estrutura do DNA em 1953

3 O que se sabia sobre os genes Fatores hereditários estavam associados a características, mas sua natureza não era conhecida. As mutações eram conhecidas como capazes de alteram o funcionamento de um gene, mas não se sabia o que eram. Genes controlam a estrutura das proteínas. Genes estavam nos cromossomos. Cromossomos: DNA + proteínas. Vários experimentos indicavam que o DNA era o material genético.

4 Transformação Frederick Griffith 1928 Streptococcus pneumoniae causa pneumonia Duas linhagens: S virulenta; R não virulenta

5 Transformação

6 Avery, MacLeod e McCarty, 1944

7 Experimento de Hershey-Chase Martha Cowles Chase & Alfred Day Hershey 1952

8 Experimento de Hershey-Chase

9 Propriedades do material genético Permitir replicação fiel Deve ter conteúdo informacional Deve ser capaz de mudar

10 O que se sabia Composição do DNA: fosfato, açúcar e bases nitrogenadas Regras de Chargaff: Quantidade total de T+C = A+G Quantidade de T = A e C = G Dados de difração de raios-x de Rosalind Franklin

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13 A dupla hélice (1953)

14 Estrutura do DNA Ácido desoxirribonucléico. são longos polímeros formados por milhões de nucleotídeos ligados uns aos outros. nucleotídeos: Uma das quatro bases nitrogenadas Desoxirribose (um açúcar de 5 carbonos) Um grupo fosfato

15 Nucleotídeo P: fosfato; S: açúcar; B: base Adenina Guanina Citosina Timina

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17 desoxirribose fosfato

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20 Replicação do DNA

21 Replicação do DNA Mecanismo: pareamento das bases da dupla hélice do DNA.

22 A replicação do DNA é semi-conservativa Cultivo em meio 15 NH 4 Cl Experimento realizado por Meselson & Stahl em 1958 Cultivo em meio 14 NH 4 Cl Purificação do DNA seguida de centrifugação em gradiente de CsCl

23 A replicação é bidirecional

24 A replicação do cromossomo circular

25 Replicon: Unidade do DNA onde está ocorrendo um evento de replicação Replicon: 1. Origem + Término 2. Ativados apenas uma única vez em cada ciclo celular 3. O genoma de uma célula procariótica constitui um único replicon 4. Cada cromossomo eucariótico vários replicons e todos são ativados uma única vez no ciclo celular ainda que não simultaneamente

26 genoma eucariótico vários replicons A velocidade da forquillha de replicação eucariótica é 2000pb/s Os replicons eucarióticos tem kb e são iniciados em tempos diferentes Fase S demora ~ 6hrs em uma célula somática

27 Forquilha de replicação: Região do DNA onde ocorre a transição do DNA parental fita dupla para as novas fitas filhas duplas

28 Fita contínua (líder) Fita descontínua

29 DNA Polimerases Síntese de DNA: adição de nucleotídeos a extremidade 3 OH da cadeia em crescimento. Matéria-prima: desoxiribonucleosídeo 5 trifosfato Sentido da síntese sempre é 5 3 As DNA-polimerases tem atividade revisora

30 Desoxiribonucleosídeo 5 trifosfato (precursor) Fita sendo polimerizada Fita molde

31 As DNA-polimerases sempre requerem um iniciador previamente pareado ao molde que será copiado

32 correto Pareamento de bases incorreto

33 Atividade revisora 3 5 garante a fidelidade da replicação

34 Propriedades das DNA-polimerases Bacterianas Pol I PolII PolIII Polimerização Exonuclease Exonuclease Número de subunidades Tamanho em kda ~900 Velocidade de Polimerização(nt/seg) Processividade (nt adicionados antes da dissociação do molde)

35 DNA-polimerase III é uma holoenzima de mais de 10 cadeias de estrutura dimérica

36 Proteínas presentes na origem de Replicação de E.coli DnaA DnaB (helicase) DnaC HU Primase (DnaG) Single strand binding (SSB) RNA polimerase DNA girase Dam Metilase Reconhece a origem e abre a dupla fita em sítios específicos Desenrola o DNA Auxilia a ligação de DnaB na origem Proteína do tipo histona que estimula a iniciação Sintetiza os primers de RNA Liga a fita simples de DNA Facilita a ação da DnaA Alivia a tensão torsional gerada pela abertura da dupla-fita Metila as sequências GATC na OriC

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39 A síntese do DNA é semi-descontínua e requer um iniciador (primer) de RNA Síntese da Fita descontínua Fita descontínua Fita contínua Síntese da Fita Contínua

40 Fragmentos de Okasaki ocorrem na fita descontínua A DNA polimerase III é responsável pela síntese da maior parte do DNA A DNA polimerase I remove o primer de RNA e preenche as lacunas A DNA ligase sela as quebras

41 A DNA ligase sela as quebras

42 Mecanismo de ação da DNA ligase

43 Síntese das fitas contínua e descontínua é independente

44 O complexo de replicação A proteína DNA B (helicase) é responsável pelo movimento para frente da forquilha Cada core catalítico da DNA PolIII sintetiza uma das fitas-filhas Proteínas SSB mantem as fitas parentais separadas