Biologia Molecular. Disciplina: Fundamentos de Genética e Biologia Molecular Turma: Fisioterapia (1 o Ano)

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1 Disciplina: Fundamentos de Genética e Biologia Molecular Turma: Fisioterapia (1 o Ano) Biologia Molecular Docente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini marilanda_bellini@yahoo.com Blog:

2 Valor C Valor C = quantidadede DNA no núcleo Haplóides: n = C Diplóides: 2n = 2C Célulassomáticas: 2n = 2C Gametas: n = C Célulaemmitose(IntérfaseS Anáfase) = 2n = 4C Célulaemmitose(final de Telófase) = 2n = 2C Célulasemmeiose(IntérfaseS AnáfaseI) = 2n = 4C Célulasemmeiose(final de TelófaseI AnáfaseII) n = 2C Célulasemmeiose(final de TelófaseII) = n = C

3 Ciclo Celular M Mitose ou Meiose Processos que ocorrem desde a formação de uma célula até sua própria divisão em células filhas;

4 Ciclo Celular Etapas Mitose Intérfase G0 G1 S G2 Meiose M Mitose ou Meiose Prófase Prófase I Prófase II Metáfase Metáfase I Metáfase II Anáfase Anáfase I Anáfase II Telófase Telófase I Telófase II

5 Cromossomos distendidos e metabolicamente ativos =Cromatina

6 G0: (2n = 2C) Fase estacionária; Não proliferativa; Intérfase Indefinidamente em intérfase. Células totalmente diferenciadas

7 G1: (2n = 2C) G (Gap) = Intervalo S (Síntese DNA) e M

8 G1: G (Gap) = Intervalo S (Síntese DNA) e M Síntese de proteínas que atuam na fase S; Ex: DNA polimerases, primase, helicase, topoisomerase

9 G1: (2n=2C) G (Gap) = Intervalo S (Síntese DNA) e M Síntese de proteínas que atuam na fase S; Ex: DNA polimerases, primase, helicase, topoisomerase Síntese de RNA; RNA (Ribonucleic Acid) Polímero de nucleotídeos, em cadeia simples.

10 RNA, Ácido Ribonucleico Fita simples Nucleotídeo: Fosfato, Ribose, Bases nitrogenadas A U C G Pontes de Hidrogênio Complementariedade Dobrar sobre si

11 S (Synthesis): (2n 4C) Replicação do DNA

12 Vídeo: estrutura do DNA

13 Evidências da estrutura do DNA Erwin Chargaff

14 Evidências da estrutura do DNA Erwin Chargaff Quantificação de bases nitrogenadas de diferentes espécies T=A C=G

15 Evidências da estrutura do DNA Organismo Tecido A T G C A+T G+C E. coli - 26,0 23,9 24,9 25,2 1,00 S. pneumoniae - 29,8 31,6 20,5 18,0 1,59 M. tuberculosis - 15,1 14,6 34,9 35,4 0,42 Levedura - 31,3 32,9 18,7 17,1 1,79 Ouriço do mar esperma 32,8 32,1 17,7 18,4 1,85 Arenque esperma 27,8 27,5 22,2 22,6 1,23 Rato medula óssea 28,6 28,4 21,4 21,5 1,33 Homem timo 30,9 29,4 19,9 19,8 1,52 Homem fígado 30,3 30,3 19,5 19,9 1,53 Homem esperma 30,7 31,2 19,3 18,8 1,62

16 Evidências da estrutura do DNA Maurice Wilkins Rosalind Franklin Feixes de Raios X Moléculas Purificadas Padrões de Difração

17 Evidências da estrutura do DNA Estrutura Bifilamentar 0,34nm 3,4nm

18 Evidências da estrutura do DNA 1953 James Watson e Francis Crick Chargaff + Wilkins +Franklin DNA Dupla Hélice Helicoidizada em espiral

19 S (Synthesis): (2n 4C) Replicação do DNA Semiconservativa Assincrônica(réplicons) Bidirecional: 5 3 Semi-descontínua: Filamento Contínuo(Leading Strand = fita líder, contínua) FilamentoDescontínuo(Lagging Strand= fitaretardatária, descontínua) Fragmentos de Okasaki

20 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) Semiconservativa Cada filamento complementar da dupla-hélice é conservado Servem de molde para fita filha.

21 S: Replicação do DNA (2n 4C) Semiconservativa Meselson e Stahl E. coli marcadas com N 15 meio N 14 Separação por centrifugação DNA híbrido; DNA não-híbrido

22 S: Replicação do DNA (2n 4C) Semiconservativa Eucariotos 1957 Taylor e colaboradores Feijão(marcação com timidina radioativa (H 3 ))

23 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) Assincrônica Regiões ou genes específicos Origem de Replicação Bolha de Replicação Início e término da Replicação em momentos definidos Origens de Replicação (réplicons) (Ricas em AT) Origem de Replicação Bolha de Replicação

24 S: Replicaçãodo DNA (2n = 4C) Bidirecional Uma vez iniciada a replicação em cada origem, ela se propaga bidirecionalmente, SEMPRE no sentido 5 3 de cada fita.

25 S: Replicação do DNA (2n 4C) Assincrônica e Bidirecional 1963 John Cairns E. coli marcada com Timina [H 3 ] Auto-radiografia Bolhas (forquilhas) de Replicação Bidirecionalmente

26 S: Replicaçãodo DNA (2n = 4C) Semi-Descontínua Fitas Antiparelas: = contínua 5 3 = descontínua SEMPRE no sentido

27 S: Replicação do DNA (2n = 4C) SEMPRE Todas as enzimas DNA polimerases promovem o crescimento da fita de DNA somente na direção de 5 para 3, isto porque??? estas enzimas só agem na hidroxila da extremidade 3 livre adicionando os nucleotídeos. 5 3

28 S: Replicação do DNA (2n = 4C) 1968: Reiji Okazaki E. coli timidina radioativa ([ 3 H] timidina) DNAs sintetizados tiveram dois diferentes coeficientes de sedimentação (7S e 11S), indicando a presença de dois fragmentos. Fragmentos de Okazaki. Desaparecimento dos fragmentos Incorporados na nova molécula de DNA. Semi-descontínua do DNA. As duas fitas do DNA parental são replicadas por caminhos diferentes.

29 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) Qual a direção da replicação do DNA?

30 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C)

31 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) 1. Helicase: Desenrola, progressivamente as cadeias de DNA.

32 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) 1. Helicase: 2. Topoisomerase: Relaxamo tensão contorcionaldo DNA, causandoquebrase posteriores ligações fosfodiéster.

33 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) 1. Helicase: 2. Topoisomerase: 3. Braçadeiras (ProteinasSSP = single strand proteins): Estabilizamfitassimples, evitando que se enrolem (complementariedade).

34 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) 1. Helicase: 2. Topoisomerase: 3. Braçadeiras(SSP): 4. Primase (RNA polimerase): adição de primer, curtos segmentos de RNA; Fragmentos de Okasaki

35 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) 1. Helicase: 2. Topoisomerase: 3. Braçadeiras(SSP): 4. Primase: (RNA polimerase): 5. DNA polimerase III: Adição de nucleotídeos complementares.

36 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) 1. Helicase: 2. Topoisomerase: 3. Braçadeiras(SSP): 4. Primase (RNA polimerase): 5. DNA polimerase III: 6. DNA polimerase II: Substitui primers de RNA

37 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) 1. Helicase: 2. Topoisomerase: 3. Braçadeiras(SSP): 4. Primase (RNA polimerase): 5. DNA polimerase III: 6. DNA polimerase II: 7. DNA polimerase I: Reparo

38 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C)

39 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) 1. Helicase: 2. Topoisomerase: 3. Braçadeiras(SSP): 4. Primase (RNA polimerase): 5. DNA polimerase III: 6. DNA polimerase II: 7. DNA polimerase I: 8. DNA ligase: Liga os segmentos de DNA

40 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) 1. Helicase: Desenrola, progressivamente as cadeias de DNA. 4. Primase (RNA polimerase): adição de primer, curtos segmentos de RNA; 2. Topoisomerase: Relaxam a tensão contorcionaldo DNA, causando quebras e posteriores ligações fosfodiéster. 3. Braçadeiras(SSP): (Proteinas SSP = single strand proteins): Estabilizam fitas simples, evitando que se enrolem (complementariedade). Fragmentos de Okasaki 5. DNA polimerase III: Adição de nucleotídeos complementares. 6. DNA polimerase II: Substitui primers de RNA 7. DNA polimerase I: Reparo 8. DNA ligase: Liga os segmentos de DNA

41 Telômeros DNA pol não replicam telômeros da fita descontínua; Telomerase (molde RNA) TTAAGGG

42 Telômeros Tamanho x Envelhecimento Células Somáticas Telomerase < Telômero > idade célula Progérias Síndrome Hutchinson-Gilford Síndrome Werner Síndrome Hutchinson-Gilford Envelhecimento precoce

43 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) Ao final de S DNA duplicado 2n=4C

44 G2: Reparo (2n=4C) Ponto de Checagem; Síntese de proteínas não-histônicas.

45 : G2: Reparo(2n=4C)

46 S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) Ao final de G2 DNA duplicado e Reparado 2n=4C

47 Vídeo: Replicação do DNA

48 Etapas Mitose Prófase Metáfase Anáfase Telófase Intérfase G0 G1 S G2 Meiose Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I M Mitose ou Meiose Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II

49 Referências 1) LEWIS, B. Genes VII. 7 a ed. Artmed Editora, ) SNUSTAD, P.; SIMMONS, M.J. Fundamentos de Genética. 2ª ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, ) JUNQUEIRA, L.C. & CARNEIRO J. Biologia Celular e Molecular. 7a. Ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2000.