Nucleotídeos: funções essenciais
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NucleotNucleotíídeos: fundeos: funçções essenciaisões essenciais
•• Unidades monomUnidades monomééricas dos ricas dos áácidos nuclcidos nuclééicosicos
• Carregadores de energia
• ATP, GTP, etc
• Cofatores e coenzimas
• Coenzima A, FAD, NAD
• Mensageiros químicos
• AMP cíclico, GMP cíclico
NucleotNucleotíídeos como monômeros dos deos como monômeros dos áácidos nuclcidos nuclééicosicos
DNADNA e e RNARNA: estrutura X fun: estrutura X funçção ão
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NucleosNucleosíídeosdeos: carregadores de energia qu: carregadores de energia quíímicamica
Nucleosídeos trifosfato:
• energia química
• precursores ativados
para síntese de RNA e DNA
NucleosNucleosíídeosdeos: composi: composiççãoão
(CH3 x H)uracila
1’
2’
4’
3’33’’
5’55’’
Nucleosídeos do DNA
(d) (d) adenosinaadenosina (d) guanosina (d) timidina (d) citidina
PirimidinasPirimidinasPurinasPurinas
12
5 6
98
7
4 3 1 23
456
H x OH
((d)NTPsd)NTPs: : termodinâmicatermodinâmica favorfavoráávelvel àà ssííntesentese
quebra da ligação ⇑ energia +PPi =Δ G negativo
+ quebra do PPi = Δ G mais negativo
Pu
P-O O
Etc ...
Pu ⇑⇑
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SSííntesentese do do polpolíímeromero: : ligaligaççõesões fosfodifosfodiéésterster
SSííntesentese do do polpolíímeromero
Vista lateral – DNA: DNA polimerase
SSííntesentese do do polpolíímeromero: : ligaligaççõesões fosfodifosfodiéésterster
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Na dNa déécada de Watson & Crickcada de Watson & Crick
História:
• Miescher (1868): DNA material genético (nucleína)
• Avery, MacLeod e McCarty: transformação (1944)
• Hershey e Chase: infecção de E.coli (1952)
• As regras de Chargaff:
• relação A-T/G-C
• Franklin: Difração de Raio X
História:
• Avery, MacLeod e McCarty
(1944): o princípio da
transformação (Griffith,
1928)
• Tratamento com DNAse ou
proteinase
DNA: princDNA: princíípio da transformapio da transformaççãoão
História:
• Avery, MacLeod e McCarty: transformação
•• Hershey e Hershey e ChaseChase: infec: infecçção de ão de E.coliE.coli
DNA: informaDNA: informaçção genão genéética/hereditariedadetica/hereditariedade
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Na dNa déécada de Watson & Crickcada de Watson & Crick
História:
• Miescher (1868): DNA material genético (nucleína)
• Avery, MacLeod e McCarty: transformação (1944)
• Hershey e Chase: infecção de E.coli (1952)
• As regras de Chargaff:
• relação A-T/G-C
• Franklin: Difração de Raio X
Watson & Crick:Watson & Crick:a construa construçção do modeloão do modelo
Watson & Crick:Watson & Crick:caractercaracteríísticas estruturais do DNAsticas estruturais do DNA
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/DNA_orbit_animated.gif
• estrutura planar das bases– Interações hidrofóbicas
• difração de Raio X: densidade e padrão em camadas
• Regra de Chargaff
– A=T e G=C
– intuição: pontes de H
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PlasticidadePlasticidade dada dupladupla hhéélicelice
Watson & Crick:Watson & Crick:caractercaracteríísticas estruturais importantessticas estruturais importantes
Watson & Crick:Watson & Crick:caractercaracteríísticas estruturais importantessticas estruturais importantes
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Características do DNA = interações múltiplas e específicas
DNA “no trabalho”: Interação DNA-Proteina
Vassylyev et al, Nature 2007
Kalodimos et al, EMBO 2002
DNA “no trabalho”: Interação DNA-Proteina
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• estrutura planar das bases
•interações hidrofóbicas
• ressonância
• absorção de luz UV (260nm)
• ressonância
• absorção de luz UV (260nm)
Watson & Crick:Watson & Crick:a estabilidade da dupla fitaa estabilidade da dupla fita
Watson & Crick:Watson & Crick:a estabilidade da dupla fitaa estabilidade da dupla fita
Pareamento de bases
A/T & G/C
• Ligações de H
EstabilidadeEstabilidade dadaestruturaestrutura 22ááriaria e 3e 3ááriaria
• ⇑ Temperatura = desnaturação
• ⇑⇓ propriedades:
• viscosidade
• absorção de luz
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ReplicaReplicaçção: ão: processo semiconservativoprocesso semiconservativo
• Watson e Crick: modelo
• Meselsohn e Stahl: experimento
Fitas parentaisFitas parentais
CaracterCaracteríísticassticas do do polpolíímeromero
• Esqueleto hidrofílico
• Caráter ácido
• Neutralização
• poliaminas
• proteínas
• ions
• Polaridade: 5’→ 3’
• Estrutura planar das bases
5’ 3’
5’3’
at
gc
EstabilidadeEstabilidade dada estruturaestrutura 22ááriaria e 3e 3ááriaria
• Estrutura x desordem
• íons, proteínas, ligações de H, Van der Walls
• repulsão eletrostática
• ⇑ Temperatura = desnaturadesnaturaççãoão do DNA (Tm)do DNA (Tm)
• absorção de luz
• viscosidade
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TmTm éé caractercaracteríísticastica de de cadacada DNADNA
• Como função de:
• Razão GC x AT
• pH
• força iônica
• tamanho da molécula
• Processo reversível
• análise CoT
• hibridação
Processo reversível: hibridação
HibridaHibridaççãoão comocomo ferramentaferramenta
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Migração
DNA ou RNA
Marcador
Eletroferese
Membrana de nitrocelulose
Base
Gel
Solução salina
Papel-toalha
Gel Membranade nitrocelulose
DNA transferidoHibridação com uma
sonda radioativa
Sonda hibridada a umaseqüência complementar
Remoção da sondanão associada
Exposição a um filme de raio-X
Auto-radiografia
“Pescando genes”
A hibridação em sistemas comparativos complexos
EstruturaEstrutura do RNA: um do RNA: um mundomundo de de
diferendiferenççasas & & extremaextrema plasticidadeplasticidade
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EstruturaEstrutura do RNAdo RNA
• Pareamento não W/C
&
• bases não usuais
EstruturaEstrutura do RNA: do RNA: extremaextrema plasticidadeplasticidade
• Fita simples
• dupla fita regional, seqüência dependente
• empilhamento
• Liberdade de rotação
• Pareamento não W/C
• Estrutura secundária variável ⇒ funções múltiplas
EstruturaEstrutura do RNA:do RNA: extremaextrema plasticidadeplasticidade
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RNA:RNA: exextrematrema plasticidadeplasticidade . . . funcional. . . funcional
• RNA: funções múltiplas
• rRNA,
• mRNA,
• tRNA,
• RNAs de funções especiais
• ribozimas,
• estruturais,
• regulatórios (RNAs de interferência, pequenos RNAs)