Biologia molecular é uma disciplina híbrida
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- Elias Philippi César
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1 Biologia molecular é uma disciplina híbrida Os termos: biologia molecular e genética molecular = sinônimos As técnicas da biologia molecular são aplicadas em quase todos os campos da biologia neurofisiologia botânica; da imunologia - forense
2 A ciência do DNA
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4 Questões Pré-DNA: 100 anos não havia explicação para o porque alguns irmãos nasciam com olhos castanhos e outros com olhos azuis; 50 anos nós ainda não sabíamos o número correto de cromossomos humanos; 25 anos nós não conhecíamos nenhum dos genes relacionados com o câncer; Século 21 ainda não sabemos o número correto de genes no genoma humano?????
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6 Evolução do conhecimento acerca do DNA Nucleína de Miescher ( ) Transformação bacteriana (Griffith, 1928) Streptococcus do tipo S e R virulência adquirida (fator transformante). DNA: principal responsável pela transformação (Avery, MacLeod e McCarty, 1944) DNA altamente purificado de IIIS tratado com DNase, RNase e proteases Apenas DNase produziu efeito na atividade transformante. Outras descobertas relacionadas ao papel genético do DNA ou RNA e não das proteínas: Hershey e Chase, 1952 (radiomarcação de proteínas capsídicas e do DNA do bacteriófago T3); Fraenkel-Conrat, 1957 (mistura de proteínas capsídicas de uma linhagem do vírus TMV com o RNA de outra manuntenção da linhagem derivada do RNA)
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9 Experimentos de Alfred Hershey e Martha Chase (1952) Fago T2 (vírus de bactéria) - Concluíram que o DNA é o material hereditário Grandes perguntas: -como todas as informações de um organismo são estocadas numa molécula tão simples? - como essas informações são passadas de geração à geração
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11 Funções do material genético Mendel, 1865: genes transmissão da informação genética Funções Replicação (estocagem e transmissão precisa) Expressão gênica (controle do desenvolvimento do genótipo) Mutação (evolução)
12 Estrutura do DNA Ácidos nucleicos: compostos por subunidades repetidas (nucleotídeos); Nucleotídeo: açúcar (ribose ou 2-desoxirribose), um grupo fosfato, base nitrogenada púricas (A e G) e pirimídicas (C, T e U); DNA: 2-desoxirribose, fosfato e timina RNA: ribose, fosfato e uracila Níveis de organização do DNA: dupla hélice, superhélices e nucleossomos (cromatina)
13 Estrutura do DNA
14 Estrutura do DNA
15 Dupla Hélice (Watson e Crick, 1953) 2 evidências: Chargaff e col.: [T]=[A], [C]=[G]; pirimidinas = purinas Padrões de difração de raios X Dupla hélice dextrógira: 2 cadeias polinucleotídicas helicoidizadas em uma espiral Nucleotídeos ligados por ligações fosfodiéster (5 3 ) Pareamento de bases: A + T, C + G (complementariedade bifilamentar) Polaridade inversa: 5 3 / 3 5 (replicação, transcrição e recombinação) Pontes de hidrogênio: AT (2), CG (3) cerne hidrofóbico (estabilidade) Formas alternativas de dupla hélice: DNA B, DNA A, DNA Z
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17 Pirimidina + Pirimidina: DNA muito fino Purina + Purina: DNA muito grosso Purina + Pirimidina: espessura compatível com os dados do raio-x
18 Dupla Hélice (Watson e Crick, 1953)
19 Conhecimentos sobre a estrutura do DNA antes de 1953: Experimentos de Rosalind Franklin e Maurice Wilkins: Dados dos experimentos de difração de raios-x da estrutura do DNA: - o DNA é longo e fino - com duas partes similares que estão paralelas no sentido do comprimento da molécula. - molécula em forma de espiral (hélice) Experimentos de Chargaff: estabeleceu regras sobre a quantidade das bases nitrogenadas na molécula de DNA: - O total de nucleotídeos pirimidinas (T+C) é sempre = ao total de nucleotídeos purinas (A+G) - número de T=A e número de C=G. A+T # G+C.
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23 Estruturas alternativas do DNA DNA A Forma hidratada Dupla hélice torcida para a direita Altura entre bp = 0,23nm 11bp/torção Molécula + curta e com diâmetro maior DNA B* Forma + hidratada Dupla hélice torcida para a direita Altura entre bp = 0,34nm 10,5 bp/torção Molécula + longa e com diâmetro menor
24 DNA Z Nova forma encontrada em cristais de DNA preparado sinteticamente contendo alternância de G s e C s na mesma fita Torção da dupla hélice para esquerda 12 bp/torção Altura entre bp = 0,38nm Aparência da fita: zig-zag
25 Propriedades da molécula de DNA definidas pelo modelo de Watson e Crick: As fitas são complementares As fitas são antiparalelas Pareamento específico das bases: A=T e G=C
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