Before Molecular Biology

Transcrição

1 Before Molecular Biology DeVries, Correns and Tsechemark 3 Genetic material in the nucleus 6

2 Sutton suggests that genetic information is on chromosomes 1905 Baetson introduces the term genetics to describe the study of heredity 1909 Johannsen proposes that Mendel s factors are called Genes

3 Genética Clássica- Morfológica Genética Moderna- Função do material genético Genética Biologia Molecular Bioquímica tentativa para entender os fenómenos biológicos em termos moleculares como a célula se desenvolve, funciona, comunica, como controla as suas actividades, como erra e corrige estudo dos genes e das suas actividades ao nível molecular Estrutura Expressão Controlo da expressão

4 Dogma Central e Moléculas da Biologia Molecular

5 Dogma Central Transcrição RNA polimerase Tradução

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7 Três moléculas de RNA envolvidas na tradução

8 Descodificação do mrna

9 Informação genética e expressão génica em células procariotas

10 Informação genética e expressão génica em células eucariotas

11 Informação genética em ambas as cadeias de DNA

12 O que é um gene? Gene é uma sequência de nucleótidos no DNA 5 3 CCTAGTTACGG 3 5 A informação biológica está contida em ambas as cadeias, mas apenas uma das cadeias contém a informação para cada gene individualmente 5 3 C A B 3 5 Os genes podem ser transcritos em direcções diferentes, mas sempre no sentido 5-3

13 Cadeia codificante e não codificante ou molde Cadeia molde ou não codificante ou nonsense para o gene C e B Cadeia codificante ou sense para o gene A 5 3 C A B 3 5 Cadeia codificante ou sense para o gene C e B Cadeia molde ou não codificante ou nonsense para o gene A

14 Replicação do DNA O DNA copia-se a si mesmo DNA polimerase

15 J. D. Watson and F. H. C. Crick (1953) Molecular structure of nucleic acids: a tructure for deoxyribose nucleic acid. Nature, 171: We wish to suggest a stucture for the salt of deoxyribose nucleic acid (D.N.A.).This structure has novel features which are of considerable biological interest It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material

16 Dogma Central da Biologia Molecular (actualizado) Transcrição Reversa Replicação Transcrição DNA RNA Tradução Proteína Replicação e RNA Expressão

17 Transcrição Reversa Transcritase reversa RNA replicase

18 O material genético, geralmente o DNA, de um organismo contém o plano de construção desse organismo A informação contida no DNA é transmitida à descendência A informação contida no DNA é EXPRESSA no seu fenótipo Nalguns vírus o material genético é RNA O RNA pode ser copiado em DNA numa fase do ciclo de vida- transcrição reversa O RNA é copiado em RNA- replicação do RNA

19 Forbidden arrows Proteínas não auto-replicam Síntese de RNA a partir de proteínas Síntese de DNA a partir de proteínas

20 Estrutura dos ácidos nucleicos DNA e RNA

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22 Monomeric unit of nucleic acids Nucleótido- unidade do polímero de DNA

23 Sugar molecules in nucleic acids

24 Nitrogen bases in nucleic acids

25 Nucleoside vs Nucleotide 2 -desoxiadenosina 2 -desoxicitidina 2 -desoxiguanosina 2 -desoxitimidina 2 -desoxiadenosina 5 -monofosfato (damp) 2 -desoxicitidina 5 -monofosfato (dcmp) 2 -desoxiguanosina 5 -monofosfato (dgmp) 2 -desoxitimidina 5 -monofosfato (dtmp)

26 Formation of a nucleotide (Ribonucleotide) Grupo OH no C2 da ribose, participa em acontecimentos enzimáticos mediados por RNA.

27 Formation of a polynucleotide strand

28 Química da adição de um nucleótido à cadeia de DNA nascente 2 -desoxicitosina trifosfato

29 Base pairing and hydrogen bonds between nitrogen bases in DNA Complementaridade de bases A-T G-C 2 pontes de H 3 pontes de H

30 DNA and RNA polynucleotide strands (antiparalell orientation of complementary strands in DNA molecule)

31 Extremities of DNA nucleotide strands 5 -P (phosphate) and 3 -OH (hydroxil) Molar concentrations: -total purines = total pyrimidines -A = T and G=C -G/C%

32 Estrutura tridimensional da dupla hélice O enrolamento da dupla-cadeia é feito no sentido dos ponteiros do relógio (right-handed), no sentido da progressão das cadeias

33 Major and minor groove of DNA molecule

34 Important features in DNA structure and B conformation of DNA molecule A conformação mais comum 10 pb/volta

35 DNA secondary structures Different conformations of double-helix Algumas regiões ricas em G/C, têm conformação Z - Existem mais de 20 diferentes variantes - Dependem de condições fisiológicas e da sequência de bases

36 Characteristics of DNA secondary structures

37 Molécula de RNA

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39 Estrutura primária e secundária da molécula de RNA

40 Designações das estruturas secundárias da molécula de RNA

41 Estrutura terciária da molécula de RNA

42 Diferentes moléculas de RNA

43 Localização genética Síntese Processamento Função das moléculas de RNA (mrna, trna, rrna, snrnas e snornas) A ser leccionado mais adiante

44 Proteins Structure Synthesis Folding

45 Structure of aminoacids Each aminoacid consists of a central carbon atom (the α carbon) bonded to a hydrogen atom, a carboxyl group, an amino group, and a specific side chain (designated R). At physiological ph, both carboxyl and amino groups are ionized.

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47 Formation of a peptide bond

48 Nucleotide sequence dictates the primary structure of a peptide

49 Secondary structures of proteins β sheet α helix

50 Tertiary structure Quaternary structure

51 How a protein folds into a compact conformation The aminoacid sequence contains all the information needed to fold the polypeptide into its correct tertiary structure Cell 3.6

52 Effect of protein denaturation agents

53 Denaturation and spontaneous renaturation of a small protein Genomes 11.24

54 Families of DNA-binding domains

55 Zinc finger domain β sheet Zinc finger domains consist of loops in which an α helix and a β sheet coordinately bind a zinc ion

56 Structure of transcriptional activators Transcriptional activators consist of two independent domains: -the DNA-binding domain recognizes a specific DNA sequence -the activation domain interacts with other components of the transcriptional machinery

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