Material_de_Apoio_-_Estrutura_do_DNA

Prévia do material em texto

MATERIAL DE APOIO PARA DA DISCIPLINA: 
GENÉTICA BÁSICA (IB450) 
Jennifer Guerra Ferreira¹, Bruno Cardoso Pimenta¹, Bruna Rafaela da Silva Menezes2 e 
Marina Mortati Dias Barbero² 
¹ Discente de graduação em medicina veterinária da UFFRJ e monitor da disciplina 
²Docente da UFRRJ 
 
ESTRUTURA DE DNA 
 
ESTRUTURA DO DNA 
O DNA é o código central que rege o organismo, sendo fonte das informações para definir os 
fenótipos. Sua capacidade de replicação sem perda ou troca de informações é uma característica chave 
para multiplicação celular. 
Sua estrutura pode ser dividida em Primária, Secundária e Terciária, sendo que cada uma dessas 
tem sua complexidade e característica própria, a seguir vamos descrevê-las. 
 
FITA DO DNA 
A estrutura primária é formada pelos nucleotídeos. Os nucleotídeos (Figura 1) ligados por uma 
ligação chamada fosfodiéster são a base do polímero da fita de DNA, tendo sua formação por: Grupo 
Fosfato, Açúcar (Desoxirribose) e Base nitrogenada (Purinas (Adenina e Guanina) e Pirimidinas 
(Timina e Citosina)). 
 
FOSFATO: É um átomo de fósforo ligados a quatro átomos de oxigênio que está ligado ao açúcar 
pelo carbono 5', através de uma ligação fosfoéster. Para formar a fita de DNA, o fosfato também se 
liga ao carbono 3' do açúcar do próximo nucleotídeo pela ligação fosfodiéster. 
 
AÇÚCAR: É uma pentose que forma o nucleotídeo podendo ser Desoxirribose no DNA e Ribose no 
RNA. A diferença entre os açúcares se dá pelo grupo que está ligado ao carbono 2', na desoxirribose é 
uma molécula de hidrogênio (H) já na ribose é uma hidroxila (OH), logo possuem comportamento 
químico diferentes. 
 
BASES NITROGENADAS: Como já dito anteriormente, as bases podem ser divididas entre Purinas 
e Pirimidinas. Isso é importante, pois a ligação entre as duplas fitas de DNA se dá entre Pirimidinas 
com Purinas. 
 
 
Figura 1: Estrutura de um nucleotídeo 
 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 
DUPLA HÉLICE 
As ligações entre as fitas de DNA formam sua estrutura secundária, variando em força e tipos 
de interações que fazem o DNA variar em forma. 
A ligação entre hidrogênios (pontes de Hidrogênio) é umas das principais interações químicas 
que ditam a forma do DNA. Ela é responsável pela junção de duas fitas de DNA sempre tendo uma 
Adenina (A) conectada a uma Timina (T) por duas ligações de hidrogênio, já a Guanina (G) tem três 
ligações de hidrogênio com a Citosina (C). 
Além disso, devido a interações hidrofóbicas, as bases nitrogenadas tendem a entrar e se 
“esconderem" dentro da dupla hélice e o esqueleto da dupla hélice (fosfato e açúcar) possui interação 
hidrofílica, sendo estes projetados para fora, fazendo que a dupla hélice tenha uma rotação a direita. 
Essa fita de DNA tem características intrínsecas que são a complementariedade, antiparalelismo e 
duplicação semi-conservativa. 
As fitas são complementares isso significa que Adenina só liga com Timina e Guanina só liga 
com Citosina. A proporção de G e C presente na molécula de DNA contribui com a resistência a 
desnaturação da dupla fita pois possui três pontes de hidrogênio. Regiões da molécula que possuem 
maior proporção de A e T são pontos menos resistentes a desnaturação da dupla fita, uma vez que 
possuem apenas duas pontes de hidrogênio. Ser antiparalelo significa que uma fita estará no sentido 
5'-3' enquanto a outra será 3'-5', logo as fitas sempre terão sentido contrário uma da outra. Todas essas 
propriedades podem ser visualizadas na Figura 2. 
 
Figura 2: Propriedas básicas da molécula de DNA. 
 
Fonte: Só Biologia site. 
E a última características é que a replicação do DNA é semi-conservativo: isso significa que as 
duas fitas servem de molde para replicação das novas fitas, também chamadas de fitas filhas. Estas são 
entrelaçadas com uma fita velha que serviu como molde levando um resultado fita filha- fita velha. 
Isso é uma das fontes de conservação da informação genética. 
 
O cromossomo é uma estrutura proteica situada no núcleo e observada durante as divisões 
celulares, e onde se situam os genes nucleares, numa disposição linear. Os cromossomos podem ser 
classificados de acordo com o centrômero (constrição primária). 
 
Figura 3: Constituição do Cromossomo com DNA recém replicado. 
 
Fonte: Material Didático: Profa. L.A.Praxedes 
O centrômero pode ser categorizado como parte da heterocromatina, visto que corresponde a 
uma região de DNA inativo — ou seja, os genes não têm atividade e não se expressam. Os 
cromossomos lineares podem ser classificados de acordo com a localização do centrômero (Figura 7): 
Metacêntricos - centrômero medial no cromossomo produzindo braços do mesmo tamanho. 
Sub-metacêntrico - centrômero deslocado da região central produzindo braços com tamanhos 
próximos, mas não iguais. 
Acrocêntrico - centrômero longe da região central produzindo braço maior e menor. 
Telocêntrico - centrômero em extremidade logo produzirá somente um braço longo. 
 
 
Figura 4: Imagem ilustrativa da posição dos centrômeros nos cromossomos: A. Metacêntrico, 
B. Sub-metacêntrico, C. acrocêntrico e D. telocêntrico. 
 
Fonte: https://brainly.com.br/tarefa/6803057 
 
Independente da posição do centrômero todo cromossomo apresenta a região telômérica nas 
extremidades. 
Os telômeros tem como função a proteção do material genético. Durante a replicação do DNA, 
quando não há uma enzima específica, chamada telomerase, para a replicação dessa região ocorre o 
encurtamento da região telomérica, sendo esse encurtamento associado a doenças do envelhimento. 
O material genético recém copiado fica unido pelo centrômero, a essa estrutura damos o nome 
de cromátides-irmãs. Estas serão separadas durante processo de mitose ou meiose. 
Existe, ainda, uma região de constrição secundária, em pelo menos um cromossomo do 
conjunto cromossômico dos eucariotos. Essa região contém a informação para a transcrição de RNA 
ribossomal, e para que isso ocorra é necessário que a constrição secundária esteja associada ao 
nucléolo. 
 
 
EXERCÍCIOS 
1. Quais as partes constitutivas do DNA e RNA? 
2. Explique como existem células diferentes se o DNA é o mesmo pra todas as células. 
3. Comente sobre Complementariedade, Antiparalelismo e Semi-conservativo. 
4. Qual a função da condensação do DNA? 
5. Explique a constrição secundária. 
6. Por que o telômero é importante pra célula? 
7. Quais são as classificações do cromossomo quanto a posição do centrômero? 
 
 
Referência Bibliográficas: 
 
ALBERTS, Bruce et al. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 
 
Blog do Enem. Acessado em 15 de abril de 2020 no site: 
https://blogdoenem.com.br/biologia-khan-academy-2/ 
 
Khan Academy. Genética Molecular acessado em 16 de abril de 2020 no site: 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/classical-genetics 
 
Só Biologia. Biogenoma acessado em 15 de abril de 2020 no site: 
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/biogenoma.php 
 
Toda Matéria. Genes acessado em 16 de abril de 2020 no site: 
https://www.todamateria.com.br/genes-e-cromossomos/ 
 
 GABARITO 
1. Tanto o DNA quanto o RNA são formados por nucleotídeos em cadeia, isso quer dizer que são 
polímeros de nucleotídeos. Esses nucleotídeos são formados por fosfato - pentose - base nitrogenada. 
 O fosfato é o mesmo para DNA e RNA, já a pentose são açúcares específicos sendo desoxirribose 
para o DNA e ribose para o RNA. As bases nitrogenadas tem bases compartilhadas (Adenina, Guanina, 
Citosina) e bases que são específicas Timina para o DNA e Uracila para o RNA. 
 Para a formação do polímero acontece uma ligação fosfodiéster entre o fosfato (5’) de um 
nucleotídeo com a hidroxila do carbono 3’ de um outro nucleotídeo, esse segundo repete essa ligação 
com um terceiro e continua até a formação completa da fita tanto do DNA quanto do RNA. 
 
2. O DNA contido na célula pode ser o mesmo, porém os genesque se encontram em eucromatina 
diferem de célula para célula, logo às proteínas formadas em cada célula também diferem e assim 
criando tipos celulares diferentes com funções diferentes entre si. 
 
3. COMPLEMENTARIEDADE: O DNA é formado por duas fitas e elas são complementares uma à 
outra isso significa que existem pares corretos entre as bases nitrogenadas. A Adenina de uma fita 
formará par com uma Timina da outra fita e uma Citosina formará par com uma Guanina sempre 
respeitando esses pares. 
 Exemplo - AATCGGCTATTGGC 
 TTAGCCGATAACCG 
 ANTIPARALELISMO: As fitas do DNA tem sentido contrário, logo uma fita sempre será 3' - 5' 
enquanto a outra será 5' - 3'. 
 SEMI-CONSERVATIVO: Para iniciar a replicação as fitas do DNA são separadas e cada uma delas 
servirá de molde para uma nova fita. Ao final do processo as novas fitas são ligadas as fitas que 
https://blogdoenem.com.br/biologia-khan-academy-2/
https://pt.khanacademy.org/science/biology/classical-genetics
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/biogenoma.php
https://www.todamateria.com.br/genes-e-cromossomos/
serviram de molde, formando duas moléculas de DNA cada uma sendo formada por Fita molde - Fita 
filha. Isso da uma estabilidade a passagem da informação genética a cada replicação. 
 
4. A condensação do DNA tem mais de uma única função. Ela serve para regularizar a transcrição 
do genes, diminuir o volume ocupado pelo DNA no núcleo célular, proteger o DNA de danos e 
formar os cromossomos para posterior divisão celular. 
 
5. A constrição secundária é uma região do cromossomo na qual servirá para transcrição de RNA-
ribossomal e produção dos futuros ribossomos daquela célula filha, além de ser usada para 
caracterização daquele cromosso em cariótipo. 
 
6. Os telômeros são responsáveis pelo retardo da senescência celular, já que serve para ser proteger 
o DNA codificante de danos provenientes da replicação. Os telômeros são sequências inespecíficas 
(geralmente repetitivas) que são colocadas nas extremidades do material genético, já que essa 
região tende a perder material na sua replicação. 
 
7. Os cromossomos são divididos pela região em que o cêntromero está e consequentemente pelo 
tamanho dos braços. Devido a localização do cêntromero temos as seguintes classes: 
Metacêntricos, Sub-metacêntrico, Acrocêntricos e Telocêntricos.