Prof. João Carlos Setubal

Transcrição

1 Prof. João Carlos Setubal QBQ 102 Aula 1 (biomol) Introdução à Biologia Molecular

2 Aulas de biologia molecular Junho Terça 2 (lab 1) Terça 9 (lab 2) Sexta 12 Terça 16 Sexta 19 Terça 23 Sexta 26 Terça 30: PROVA Julho Sexta 3: PROVA SUBS

3 Site desta parte da disciplina Tudo que é preciso saber está no material disponibilizado neste site (PDFs e filminhos do YouTube)

4 Formato desta parte da disciplina Aulas expositivas de aprox. 2 horas, com um intervalo de 10 minutos Após a aula, estarei à disposição para responder dúvidas É bom fazer perguntas em aula; em prova não é possível responder Para falar comigo fora da aula: marcar hora, mandando para [email protected]

5 O que vou cobrar em prova? Consultar lista de questões no site São questões genéricas; na prova haverá questões mais específicas Exemplos Genérica: O que é transcrição? Específica: o que faz a principal enzima no processo de transcrição? A ideia é que vocês aprendam os conceitos e os processos; sem decoreba!

6 O que é biologia molecular? Estudo da vida ao nível das moléculas DNA RNA proteínas

7 Por que aprender biologia molecular? É a base comum de todos os seres vivos do planeta

8 Biologia molecular é um elemento importante de uma formação abrangente Educação física e esportes Lida com o ser humano Cada vez mais a biologia molecular é importante para o entendimento do ser humano, especialmente no seu aspecto físico

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10 O mundo das moléculas Qual é a escala? Quais são as forças dominantes? Qual é a consistência dos objetos? Como se dá o movimento dos objetos?

11 Noções da escala do mundo molecular Iremos estudar moléculas Que tamanho tem elas?

12 Uma montanha é ~1000 vezes maior do que uma pessoa Vista lateral do maciço do Pico do Marins Foto: Jurandir Lima/ Trilhas &Trilhas

13 A Terra é ~1000 vezes maior do que uma montanha

14 Portanto uma pessoa é ~1 milhão de vezes menor que a Terra

15 Células e moléculas Uma célula é ~1000 vezes menor do que uma pessoa Uma molécula é ~1000 vezes menor do que uma célula Portanto Nós estamos para a Terra assim como as moléculas estão para nós

16 As forças que operam numa escala molecular são diferentes ds que operam na nossa escala Nossa escala Gravidade, atrito Escala molecular Atração e repulsão entre átomos

17 Consistência das moléculas Podemos tratar as moléculas como se fossem objetos sólidos, tais como blocos e esferas sólidos Propriedade importante: Moléculas podem se encaixar umas nas outras como chaves em fechaduras

18 Movimento molecular É predominantemente aleatório (sujeito às forças já mencionadas) Não há controle central e muito menos vontade própria As moléculas dentro de uma célula estão continuamente colidindo umas nas outras

19 Apesar de aleatório, o movimento é rápido (frações de segundo)

20 Imagens de David Goodsell

21 DNA

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24 O que é DNA? Nome: ácido desoxiribonucleico É uma macromolécula Onde? Dentro do núcleo de cada célula Estrutura de fita dupla Em espiral (ou hélice)

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27 DNA tem uma espinha dorsal que é um açúcar (desoxiribose) O que varia ao longo da cadeia são as bases ligadas às moléculas de açúcar

28 Hélice dupla do DNA 28

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30 DNA fita dupla: cadeias antiparalelas T A C G Ligações (Pontes) de Hidrogênio entre pares de bases de cadeias opostas Interações hidrofóbicas e de van der Waals entre bases adjacentes (na mesma cadeia)

31 DNA fita dupla: cadeias antiparalelas Timina Adenina Citosina Guanina Ligações (Pontes) de Hidrogênio entre pares de bases

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33 DNA Ligação glicosídica Fosfato Desoxirribose Projeção de Haworth Desoxirribonucleotídeo

34 Existe também RNA Ácido ribonucleico

35 RNA Fosfato Ribose Ribonucleotídeo

36 Bases ou (ribo)nucleotídeos Adenina Guanina Citosina Timina (Uracil em RNA) pirimidinas

37 Purinas Adenina Guanina

38 Pirimidinas Citosina Timina (DNA) Uracila (RNA)

39 DNA e RNA

40 RNA Geralmente está em fita simples, ou tem apenas pequenos trechos em fita dupla

41 A e U não se ligam tão fortemente quanto A e T; por isso que RNA é fita simples ou tem apenas trechos em que se liga a si mesmo

42 34 angstrons 1 angstrom = 1 x m

43 Se 1 angstrom = 1 mm Um cromossomo de bp teria 340 km de comprimento

44 DNA tem vida longa Meia-vida: tempo para que metade das ligações de uma molécula se quebre 521 anos [Allentoft, Bunce et al. 2012] Já foi possível extrair DNA (fragmentado) de amostras congeladas com 500 mil anos Máximo estimado: até 1,5 milhões de anos Não dá para recuperar DNA de dinossauros Extintos há 65 milhões de anos

45 Representação de uma sequência de DNA AGCTCGCGCTCCGCATCCATCCAGTAGGGTTCGGTGTCGACGAGCGTGCC GTCCATATCCCAGAAGACGGCGGCCGGCATCGCGTGCGGAGTCAGTTCGG TCACGGCTGACAAGTCTATCCCGGCGGCCCCGGGCCTATTCTTGAGGGAC GGCGTCCTGACCGGTCGCCGGATGAAAGGACCAGAACGCCCCGTGACTGA CGCGAACAGCATCCTCGGAGGGCGCATCCTCGTGGTGGCCTTCGAAGGGT GGAACGACGCTGGCGAGGCCGCCAGCGGGGCCGTCAAGACGCTCAAGGAC CAGCTGGATGTCGTCCCGGTCGCCGAGGTCGATCCCGAGCTGTACTTCGA CTTCCAGTTCAACCGGCCGGTCGTCGCGGACGACGACGGCCGCCGGCGCC TCATCTGGCCGTCCGCGGAGATCCTGGGCCCAGCTCGCCCCGGCGACACC GGCGATGCGCGCCTGGACGCCACCGGCGCCAACGCGGGCAATATCTTCCT TCTCCTCGGCACCGAGCCGTCGCGCAGCTGGCGCAGCTTCACCGCGGAGA TCATGGATGCGGCCCTGGCCTCCGACATCGGCGCCATCGTCTTCCTCGGT GCGATGCTGGCGGACGTACCGCACACCCGCCCCATCTCCATCTTCGCTTC GAGCGAGAACGCGGCCGTCCGTGCGGAGCTCGGCATCGAACGCTCTTCGT ACGAGGGGCCGGTCGGTATCCTGAGCGCGCTCGCCGAAGGGGCGGAGGAC GTGGGCATTCCGACCATCTCCATCTGGGCGTCGGTTCCGCACTATGTCCA CAATGCGCCCAGCCCGAAGGCGGTGCTCGCACTGATCGACAAGCTCGAAG AGCTGGTGAATGTCACCATCCCGCGTGGCTCGCTGGTGGAGGAGGCCACG GCCTGGGAAGCCGGGATCGACGCGCTGGCTCTGGACGACGACGAGATGGC TACGTACATCCAGCAGCTGGAGCAGGCACGCGACACCGTGGACTCCCCTG AGGCCAGCGGCGAGGCGATCGCCCAGGAGTTCGAGCGCTACCTCCGCCGC CGCGACGGCCGCGCCGGCGATGACCCCCGCCGTGGCTGACGTCACCCCCT CTCTGCGTCCGCCGTCCTCTGTTCCCCCCGCTCGGCCTCCCCTGAGGCCG AGGAGTCGCGCCCACATGCCGGAAACTCCTCCTTTCCTGACTTTCTGGAG 45

46 Complemento reverso Convenção Conteúdo de uma das fitas do DNA deve ser representado como uma cadeia de letras para ser lida da esquerda para a direita (5 3 ) Dada uma das fitas, é possível saber a outra fita Complementar e inverter

47 Complemento reverso ATGGTCTC Qual é a outra fita? Complementar TACCAGAG Inverter GAGACCAT

48 5 3 ATGGTCTC TACCAGAG 3 5

49 Exercício Escreva uma cadeia de DNA com pelo menos 6 bases, usando pelo menos 1 vez cada base, tal que o complemento reverso dela é ela mesma

50 Palíndromos Socorram-me Subi no ônibus em Marrocos Rir o breve verbo rir

51 Palíndromos biológicos ocorrem em genomas Eles tem função biológica

52 Mas o que é genoma? É o DNA contido numa célula Mas para que serve o genoma? Para codificar genes

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54 Genes e proteínas DNA Proteína > DNA sequence AATTCATGAAAATCGTATACTGGTCTGGTACCGGCAACAC TGAGAAAATGGCAGAGCTCATCGCTAAAGGTATCATCGAA TCTGGTAAAGACGTCAACACCATCAACGTGTCTGACGTTA ACATCGATGAACTGCTGAACGAAGATATCCTGATCCTGGG TTGCTCTGCCATGGGCGATGAAGTTCTCGAGGAAAGCGAA TTTGAACCGTTCATCGAAGAGATCTCTACCAAAATCTCTG GTAAGAAGGTTGCGCTGTTCGGTTCTTACGGTTGGGGCGA CGGTAAGTGGATGCGTGACTTCGAAGAACGTATGAACGGC TACGGTTGCGTTGTTGTTGAGACCCCGCTGATCGTTCAGA ACGAGCCGGACGAAGCTGAGCAGGACTGCATCGAATTTGG TAAGAAGATCGCGAACATCTAGTAGA > Protein sequence MKIVYWSGTGNTEKMAELIAKGIIESGKDVNTINVSDVNI DELLNEDILILGCSAMGDEVLEESEFEPFIEEISTKISGK KVALFGSYGWGDGKWMRDFEERMNGYGCVVVETPLIVQNE PDEAEQDCIEFGKKIANI 54 Hugues Sicotte, NCBI

55 Cromossomos humanos Fonte: wikipedia

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