- Ácidos Nucleicos e Síntese Proteica - Profª Samara

Transcrição

1 - Ácidos Nucleicos e Síntese Proteica - Profª Samara

2 A verdade por trás da descoberta da estrutura do DNA Rosalind Franklin Mãe do DNA ( ) Erwin Chargaff ( ) FOTO 51

3 1953 James Watson e Francis Crick

4 DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido ribonucleico) São macromoléculas chamadas polinucleotídeos. Responsáveis pelo armazenamento, processamento e a expressão das informações genéticas. Tais informações são essenciais para a construção, o funcionamento e a adaptação da célula às mudanças no ambiente. Tudo isso é possível pois o DNA coordena a síntese de todas as proteínas necessárias a estas atividades. Já o RNA é o ácido nucleico que executa a síntese proteica.

5 DNA Desoxirribose A - T C - G Fita dupla (dupla hélice) RNA Ribose A, U, C, G Fita simples

6 Nucleotídeo 1) FOSFATO 2) PENTOSE: ribose ou desoxirribose 3) BASE NITROGENADA: Adenina, Timina, Citosina, Guanina e Uracila

7 Nucleotídeo A espécie humana possui cerca de 3 bilhões de pares de nucleotídeos de DNA em cada uma de suas células. Por sua vez, as moscas-defrutas possuem 140 milhões. Já o arroz, em cada uma de suas células, possui 380 milhões de pares de nucleotídeos.

8 Nucleotídeo Adenina e Guanina: Duplo anel de átomos de carbono (anéis aromáticos); chamadas de purinas ou bases púricas. Citosina, Timina e Uracila: Um anel de carbono; chamadas pirimidinas ou bases pirimídicas. DNA: Adenina Timina; Citosina Guanina RNA: Adenina Uracila; Citosina - Guanina

9 BASES NITROGENADAS PURINAS adenina PIRIMIDINAS citosina guanina timina DNA uracila RNA

10

11 Ligação entre nucleotídeos A ligação de um nucleotídeo com outro é entre o fosfato de um nucleotídeo e a pentose de outro, quando estão na mesma fita.

12 LIGAÇÃO ENTRE BASES NITROGENADAS A ligação é feita por pontes de hidrogênio. Relação de Chargaff Timina (T) liga-se à Adenina (A) - duas pontes de hidrogênio; Citosina (C) liga-se à Guanina (G) - três pontes de hidrogênio.

13

14

15

16

17

18 DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA DNA RNA PROTEÍNA DNA: forma o gene, responsável pela síntese de uma determinada proteína. Tal proteína tem como resultado uma característica hereditária, como o tipo sanguíneo. RNA: constroem a proteína sob o comando do DNA.

19 1 2 3

20 Propriedades do DNA Profª Samara Replicação ou autoduplicação: capacidade de fazer cópias de si mesmo As duas fitas servem de molde para a síntese de novos DNA s DNA DNA Transcrição ou Síntese de RNA: Uma fita serve de molde (cadeia ativa) DNA RNA

21 1 REPLICAÇÃO 1 Profª Samara Ocorre no NÚCLEO DNA polimerase Interfase ( S ) Processo SEMICONSERVATIVO É a base do crescimento e da reprodução dos SV pois sem replicação é impossível qualquer célula dividir-se, por crescimento ou reprodução.

22 Replicação Eventuais erros da DNA polimerase ao encaixar as bases complementares (A-T; C-G) ocasiona uma MUTAÇÃO PONTUAL Taxa de mutação em eucariotos: 1/10 bilhões de bases Transcriptase reversa (um tipo especial de DNA polimerase encontrada em retrovírus) Taxa de mutação: 8/10mil bases Importância das mutações: fonte básica da variabilidade genética

23 2 TRANSCRIÇÃO Ocorre no núcleo RNA polimerase 2 Profª Samara Interfase (G1) período de crescimento celular É a primeira etapa da SÍNTESE PROTEICA A mensagem genética é copiada do DNA (molde) para uma molécula de RNAm (fita simples e complementar) CUIDADO!! replicação A transcrição T U

24 Transcrição Profª Samara Formam-se 3 tipos de RNA: RNAm (códon): é o negativo do gene, formado por trincas de bases, determina a sequência dos aminoácidos na proteína. RNAt (anticódon): carrega e entrega o aminoácido correto para o ribossomo. Numa extremidade possui uma trinca de bases complementar ao códon, na outra, o aminoácido correspondente. RNAr: forma o ribossomo. Traduz os códons numa sequência de aminoácidos. Une os aminoácidos por ligações peptídicas.

25 Transcrição Profª Samara

26 Transcrição DNA: RNAm: AAACCCGGGTTT UUUGGGCCCAAA SPLICING OU PROCESSAMENTO DO RNAm: Antes de começar a tradução, enzimas especiais retiram porções não codificantes do RNAm chamados ÍNTRONS, lapidando-o e deixando apenas os trechos codificantes chamados ÉXONS. Um RNAm pronto para a síntese proteica é formado só por éxons.

27 3 Tradução 3 Segunda e última etapa da síntese proteica; Ocorre no citoplasma 3 RNAs envolvidos (RNAm, RNAt, RNAr)

28 Tradução Profª Samara

29 Tradução

30 CÓDIGO GENÉTICO Profª Samara

31 Características do código genético TRIPLO: baseado em trincas de nucleotídeos permite a formação de 64 códons diferentes, sendo 61 ativos e 3 inativos (stop codon); UNIVERSAL: é válido para todos os SV. DEGENERADO (ou redundante): o código genético é repleto de sinônimos. Um único aminoácido pode ser codificado por vários códons diferentes. Ex: prolina (CCC, CCG, CCU, CCA).

32 Exercícios 1. Em relação ao DNA, qual é a alternativa incorreta? a) As moléculas de DNA apresentam sempre a mesma ordem de nucleotídeos, diferindo apenas uma das outras pelo número deles. b) O DNA faz parte da constituição dos cromossomos. c) A molécula de DNA possui a forma de uma dupla hélice. d) O DNA é constituído das bases nitrogenadas, adenina, timina, citosina, guanina. e) O DNA se constitui de 4 bases nitrogenadas, desoxirribose e ácido fosfórico.

33 1. Em relação ao DNA, qual é a alternativa incorreta? a) As moléculas de DNA apresentam sempre a mesma ordem de nucleotídeos, diferindo apenas uma das outras pelo número deles. b) O DNA faz parte da constituição dos cromossomos. c) A molécula de DNA possui a forma de uma dupla hélice. d) O DNA é constituído das bases nitrogenadas, adenina, timina, citosina, guanina. e) O DNA se constitui de 4 bases nitrogenadas, desoxirribose e ácido fosfórico.

34 2. Numere a segunda coluna de acordo com a primeira. Profª Samara COLUNA 1 (1) DNA (2) RNA COLUNA 2 ( ) Dupla hélice ( ) Ribose ( ) Fita única ou simples ( ) Desoxirribose ( ) Bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, timina ( ) Bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, uracila A sequência correta é a) b) c) d) e)

35 2. Numere a segunda coluna de acordo com a primeira. Profª Samara COLUNA 1 (1) DNA (2) RNA COLUNA 2 ( ) Dupla hélice ( ) Ribose ( ) Fita única ou simples ( ) Desoxirribose ( ) Bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, timina ( ) Bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, uracila A sequência correta é a) b) c) d) e)

36 3. (CESGRANRIO-RJ) Assinale a opção que associa corretamente os ácidos nucléicos relacionados na coluna da direita, em algarismos arábicos, com as funções apresentadas na coluna da esquerda, em algarismos romanos. I) Transmite a informação genética para outras células II) Através da sequência de suas bases determina a posição dos aminoácidos nas proteínas. III)Transporta os aminoácidos, unindo o seu anticódon ao códon do mensageiro. 1) RNA ribossômico 2) RNA transportador 3) RNA mensageiro 4) DNA a) I-3, II-4, III-1 c) I-2, II-4, III-3 e) I-4, II-3, III-2 b) I-1, II-2, III-3 d) I-4, II-1, III-3

37 3. (CESGRANRIO-RJ) Assinale a opção que associa corretamente os ácidos nucléicos relacionados na coluna da direita, em algarismos arábicos, com as funções apresentadas na coluna da esquerda, em algarismos romanos. I) Transmite a informação genética para outras células II) Através da sequência de suas bases determina a posição dos aminoácidos nas proteínas. III)Transporta os aminoácidos, unindo o seu anticódon ao códon do mensageiro. 1) RNA ribossômico 2) RNA transportador 3) RNA mensageiro 4) DNA a) I-3, II-4, III-1 c) I-2, II-4, III-3 e) I-4, II-3, III-2 b) I-1, II-2, III-3 d) I-4, II-1, III-3

38 4. Os fenômenos 1, 2 e 3 no esquema abaixo e as regiões da célula onde acontecem, são respectivamente: a) 1 - tradução no citoplasma, 2- transcrição no núcleo, 3 - duplicação no núcleo b) 1 - duplicação no núcleo, 2- tradução no citoplasma, 3 - transcrição no citoplasma c) 1 - duplicação no núcleo, 2- transcrição no núcleo, 3 - tradução no núcleo d) 1 - tradução no citoplasma, 2- duplicação no núcleo, 3 - tradução no citoplasma e) 1 - duplicação no núcleo, 2- transcrição no núcleo, 3 - tradução no citoplasma

39 4. Os fenômenos 1, 2 e 3 no esquema abaixo e as regiões da célula onde acontecem, são respectivamente: a) 1 - tradução no citoplasma, 2- transcrição no núcleo, 3 - duplicação no núcleo b) 1 - duplicação no núcleo, 2- tradução no citoplasma, 3 - transcrição no citoplasma c) 1 - duplicação no núcleo, 2- transcrição no núcleo, 3 - tradução no núcleo d) 1 - tradução no citoplasma, 2- duplicação no núcleo, 3 - tradução no citoplasma e) 1 - duplicação no núcleo, 2- transcrição no núcleo, 3 - tradução no citoplasma

40 5. (CESCEM-SP) Uma cadeia de RNA mensageiro é formada a partir de uma fita de DNA, que apresenta a seguinte sequência de bases nitrogenadas: TAAATGGCG. Sendo A= adenina, C= citosina, G= guanina, T= timina e U= uracila, a sequência das bases da cadeia do RNA mensageiro formada deve ser: a) CGGGCAAUA b) UTTTUCCGC c) UTAAUUUGU d) ACCCAUUGU e) AUUUACCGC

41 5. (CESCEM-SP) Uma cadeia de RNA mensageiro é formada a partir de uma fita de DNA, que apresenta a seguinte sequência de bases nitrogenadas: TAAATGGCG. Sendo A= adenina, C= citosina, G= guanina, T= timina e U= uracila, a sequência das bases da cadeia do RNA mensageiro formada deve ser: a) CGGGCAAUA b) UTTTUCCGC c) UTAAUUUGU d) ACCCAUUGU e) AUUUACCGC

42 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC GGA UCA UGG AGC Aminoácido Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- a) Indique a sequência de bases complementares formada a partir do filamento I dessa molécula de DNA em um processo de transcrição.

43 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC GGA UCA UGG AGC Aminoácido Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- a) Indique a sequência de bases complementares formada a partir do filamento I dessa molécula de DNA em um processo de transcrição. AUG UCA ACC GGA

44 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC GGA UCA UGG AGC Aminoácido Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- b) Quais serão os aminoácidos integrantes da proteína formada com as informações do filamento II

45 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC GGA UCA UGG AGC Aminoácido Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- b) Quais serão os aminoácidos integrantes da proteína formada com as informações do filamento II AUG AGU UGG CCU METIONINA SERINA TRIPTOFANO PROLINA

46 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC GGA UCA UGG AGC Aminoácido Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- c) Caso a terceira base nitrogenada do segundo códon do filamento II seja trocada por uma guanina, a proteína formada a partir do códon de RNAm sofrerá alteração? Justifique sua resposta.

47 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC GGA UCA UGG Aminoácido Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- c) Caso a AGC terceira base nitrogenada Serina do segundo códon do filamento II seja trocada por uma guanina, a proteína formada a partir do códon de RNAm sofrerá alteração? Justifique sua resposta. TCA TCG AGU AGC > Não, pois o códon no RNA será AGC, correspondente à Serina assim como o AGU. Isso acontece pois o Código Genético é degenerado, ou seja, diferentes códons podem corresponder a um mesmo aminoácido.

48 7. (ENEM) João ficou intrigado com a grande quantidade de notícias envolvendo DNA: clonagem da ovelha Dolly, terapia gênica, testes de paternidade, engenharia genética, etc. Para conseguir entender as notícias, estudou a estrutura da molécula de DNA e seu funcionamento e analisou os dados do quadro a seguir. Em I está representado o trecho de uma molécula de DNA. Observando o quadro, pode-se concluir que (A) a molécula de DNA é formada por duas cadeias caracterizadas por sequências de bases nitrogenadas. (B) na molécula de DNA, podem existir diferentes tipos de complementação de bases nitrogenadas. (C) a quantidade de A presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de A da cadeia complementar. (D) a quantidade de A presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de A da cadeia complementar. (E) no processo de mitose, cada molécula de DNA dá origem a 4 moléculas de DNA exatamente iguais.

49 7. (ENEM) João ficou intrigado com a grande quantidade de notícias envolvendo DNA: clonagem da ovelha Dolly, terapia gênica, testes de paternidade, engenharia genética, etc. Para conseguir entender as notícias, estudou a estrutura da molécula de DNA e seu funcionamento e analisou os dados do quadro a seguir. Em I está representado o trecho de uma molécula de DNA. Observando o quadro, pode-se concluir que (A) a molécula de DNA é formada por duas cadeias caracterizadas por sequências de bases nitrogenadas. (B) na molécula de DNA, podem existir diferentes tipos de complementação de bases nitrogenadas. (C) a quantidade de A presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de A da cadeia complementar. (D) a quantidade de A presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de A da cadeia complementar. (E) no processo de mitose, cada molécula de DNA dá origem a 4 moléculas de DNA exatamente iguais.

50 8. (ENEM 2011) Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos já ouviram em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos. Porém, foi apenas em 1952, um ano antes da descrição do modelo do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de dúvidas que o DNA é material genético. No artigo em que Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se replicar. Em 1958, Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados às bases nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica o rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, Considerando a estrutura da molécula de DNA e a posição das pontes de hidrogênio na mesma, os experimentos realizados por Meselson e Stahl a respeito da replicação dessa molécula levaram à conclusão de que (A) a replicação do DNA é conservativa, isto é, a fita dupla filha é recém-sintetizada e o filamento parental é conservado. (B) a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as fitas filhas contêm DNA recémsintetizado e parentais em cada uma das fitas. (C) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita parental e uma recém-sintetizada. (D) a replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas consistem de moléculas de DNA parental. (E) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita molde e uma fita codificadora.

51 8. (ENEM 2011) Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos já ouviram em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos. Porém, foi apenas em 1952, um ano antes da descrição do modelo do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de dúvidas que o DNA é material genético. No artigo em que Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se replicar. Em 1958, Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados às bases nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica o rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, Considerando a estrutura da molécula de DNA e a posição das pontes de hidrogênio na mesma, os experimentos realizados por Meselson e Stahl a respeito da replicação dessa molécula levaram à conclusão de que (A) a replicação do DNA é conservativa, isto é, a fita dupla filha é recém-sintetizada e o filamento parental é conservado. (B) a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as fitas filhas contêm DNA recémsintetizado e parentais em cada uma das fitas. (C) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita parental e uma recém-sintetizada. (D) a replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas consistem de moléculas de DNA parental. (E) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita molde e uma fita codificadora.

52 9. (ENEM 2015) A palavra biotecnologia surgiu no século XX, quando o cientista Herbert Boyer introduziu a informação responsável pela fabricação da insulina humana em uma bactéria, para que ela passasse a produzir a substância. Disponível em: Acesso em: 28 jul (adaptado). As bactérias modificadas por Herbert Boyer passaram a produzir insulina humana porque receberam A) a sequência de DNA codificante de insulina humana. B) a proteína sintetizada por células humanas. C) um RNA recombinante de insulina humana. D) o RNA mensageiro de insulina humana. E) um cromossomo da espécie humana.

53 9. (ENEM 2015) A palavra biotecnologia surgiu no século XX, quando o cientista Herbert Boyer introduziu a informação responsável pela fabricação da insulina humana em uma bactéria, para que ela passasse a produzir a substância. Disponível em: Acesso em: 28 jul (adaptado). As bactérias modificadas por Herbert Boyer passaram a produzir insulina humana porque receberam A) a sequência de DNA codificante de insulina humana. B) a proteína sintetizada por células humanas. C) um RNA recombinante de insulina humana. D) o RNA mensageiro de insulina humana. E) um cromossomo da espécie humana.

54 *QUESTÃO DESAFIO* (UEL) Em uma população, foi identificado um indivíduo que possui resistência genética a um vírus que provoca uma importante doença. Em um estudo comparativo, verificou-se que esse indivíduo produz uma proteína que confere tal resistência, com a seguinte sequência de aminoácidos: serina-tirosina-cisteína-valina-arginina. A partir da tabela de código genético, a seguir: AGG - arginina CGA - arginina E considerando que o RNA mensageiro deste gene contém: 46,7% de uracila; 33,3% de guanina; 20% de adenina e 0% de citosina, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de bases da fita-molde deste gene. a) TCA - ATG - ACA - CAT - TGG b) TCA - ATA - ACG - CAT - TCC c) TCA - ATA - ACA - CAA - TCC d) AGU - UAU - UGU - GUU - AGG e) AGC - UAC - UGC -CAA- CGA AGU - serina UAC - tirosina UGC - cisteína GUA - valina AGC - serina UAU - tirosina UGU - cisteína GUU - valina Profª Samara