DNA

Frente de Genética Molecular do Fadul:

• Histórico do DNA

Segue abaixo uma lista com as principais descobertas sobre o DNA, seus autores e o ano:

1. 1865 – Gregor Mendel: através de experimentos de cruzamentos entre ervilhas, concluiu que as características do indivíduo são definidas por meio da combinação de informações passadas de geração em geração (hereditariedade).
   


2. 1871 – Friedrich Miescher: analisando células de pus, encontrou uma nova substância que diferia das proteínas e era encontrada em no núcleo de diversos tipos celulares. Chamou essa nova substância de nucleína (não foi dado muito crédito à sua descoberta na época).


3. 1877 – Albrecht Kossel: examinando a degradação de nucleínas, descobriu 4 bases nitrogenadas: adenina, guanina, timina e citosina. Seu grupo de estudo, anos mais tarde, descobriu a pentose (açúcar com 5 carbonos) como componente do ácido nucléico.


4. 1889 – Richard Altmann: comprovou a existência da nucleína de Miescher e sugeriu a troca do nome para ácido nucléico (caráter ácido).


5. 1909 – Phoebis Levine e Walter Jacobs: determinaram a organização da pentose, das bases nitrogenadas e dos fosfatos no ácido nucléico. A cada grupo FOSFATO-PENTOSE-BASE eles deram o nome de nucleotídeo (componente fundamental do Ác. Nucléico). Alguns anos depois, o grupo de estudos de Levine conseguiu diferenciar dois tipos de pentose presentes no ácido nucléico: a ribose (presente no RNA: ácido ribonucléico) e a desoxirribose (presente no DNA: ácido desoxirribonucléico).


6. 1928 – Frederick Griffith: fez experimentos implantando bactérias em ratos (bactérias com cápsula e sem cápsula) e concluiu com os resultados que as informações genéticas estariam numa molécula específica diferente das proteínas (no experimento ele ferveu as culturas com bactérias – proteínas são desnaturadas nesse processo, logo não poderiam atuar nos resultados).


7. 1944 – Oswald Avery, Maclyn McCarty e Colin Macleod: relacionaram o DNA com as informações genéticas. Suas conclusões não foram bem vistas, já que as proteínas ainda eram aceitas como detentoras do material genético.


8. 1952 – Alfred (Chocolate) Hershey e Martha Chase: conseguiram provar, a partir de um experimento (contaminaram um tipo de bactéria com um tipo viral e marcarão, com radiação, as proteínas e o DNA do vírus), que o DNA, e não as proteínas, continha o material genético (apenas o DNA aparecia marcado com radiação na prole das bactérias).
   
9. 1953 – James Watson e Francis Crick – através da difração de raios-x da molécula de DNA, conseguiram descrever sua estrutura física de dupla hélice.


10. 1955 – Joe Hin Tjio – definiu o número exato de cromossomos na espécie humana (46).


11. 1957 – Crick e Gamov – estabeleceram o Dogma Central de Biologia Molecular (ver resumo de citologia).


12. 1961 – Brenner, Jacob e Meselson – demonstraram a transcrição do RNA mensageiro (ver resumo de citologia).


13. 1966 – Nirenberg, Khorana e Ochoa - definiram como ocorre a síntese de proteínas na tradução (ver resumo de citologia).
    
    

• Estrutura do DNA

O componente básico ou fundamental do ácido nucléico é o nucleotídeo, como proposto por Levine e Jacobs, que por sua vez é composto por um fosfato, uma pentose (no caso do DNA, a desoxirribose) e uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas podem ser:

1. Púricas (constituídas de 2 cadeias carbônicas fechadas): Adenina e Guanina. Macete: PURa ÁGUA! (PÚRicas, Adenina, GUAnina).


2. Pirimídicas (1 cadeia carbônica fechada, apenas): Citosina, Timina (presente apenas do DNA) e Uracila (presente apenas no RNA). Macete: PICITIU! (PIrimídicas, CItosina, TImina e Uracila).

De acordo com a relação de Chargaff (Edwin Chargaff - não é Sargaço, Taveira!), temos que a quantidade de Guanina (G) é a mesma de Citosina (C) e a de Adenina (A) é a mesma de Timina (T). Isso se dá porque G e C se ligam e A e T também, por pontes de hidrogênio, unindo as duas fitas de nucleotídeos. Macete: Agnaldo Timóteo (A com T) e Gal Costa (G com C). A quantidade de ligações de hidrogênio entre as bases é: 3 entre G e C e 2 entre A e T.

Definição da estrutura do DNA, de acordo com Watson e Crick: duas cadeias antiparalelas (sentido inverso) de nucleotídeos ligadas por ligações (“pontes”) de hidrogênio. As ligações de Hidrogênio são muito fortes, torcendo as fitas, dando um formato helicoidal ao DNA (“dupla-hélice”).

A Pentose:

1. Carbono 1: liga-se à base nitrogenada (à direita).


2. Carbono 2: carbono que determina a diferenciação da desoxirribose com a ribose (na ribose, é ligado a uma hidroxila - OH).


3. Carbono 3: liga-se ao fosfato do próximo nucleotídeo. Também chamado de 3’OH quando se encontra na extremidade da fita ("para baixo").


4. Carbono 4: estrutural, sem função específica.


5. Carbono 5: liga-se ao fosfato do próprio nucleotídeo. Também chamado de 5’PO4 quando se encontra na extremidade da fita ("para cima").

As ligações entre o fosfato e os carbonos 3’ (de outro nucleotídeo) e 5’ (do próprio nucleotídeo) são chamadas de ligações fosfodiéster.

• Duplicação do DNA

Processo que forma, a partir de uma dupla-fita molde, duas novas moléculas de DNA. As fases são as seguintes:

1. A enzima Helicase começa quebrando as ligações de Hidrogênio entre as fitas “molde”.


2. A enzima RNA Primase faz marcações em pontos de extremidades 3’OH para o início da duplicação. Os pedaços de RNA que marcam os pontos são chamados de PRIMERS.


3. A enzima Polimerase III (POL III) começa a produção de fitas complementares à partir dos primers. A POL III lê no sentido 3’ > 5’ e produz, de maneira complementar, no sentido 5’ > 3’. Como uma das fitas é no sentido 3’ > 5’, há apenas um primer (no início) e a POL III faz uma leitura contínua. Mas a outra fita, que é no sentido 5’ > 3’ (antiparalela), precisa de vários primers para que a POL III faça a leitura de maneira descontínua (sobe até o primer, desce construindo a fita nova; sobe até o próximo primer, desce até onde tinha parado e assim por diante). Como a fita nova é contruída em partes, essas partes ganham o nome de Fragmentos de Okasaki.


4. A enzima Polimerase I (POL I) substitui os primers (fragmentos de RNA) por pedaços de DNA.


5. A enzima Ligase liga os fragmentos de Okasaki (produzidos pela POL III) aos pedaços de DNA produzidos pela POL I.


6. A enzima Polimerase II (POL II) corrige os possíveis erros das recém-duplicadas células de DNA.

É isso aí, galera. Dúvidas, erros: comentem. Resumos de Chico e Lasneaux eu tento por 7 da noite de amanhã (domingo). Dei preferência ao do Fadul pois foi o mais pedido (poucos têm os slides e um grupo menor ainda anota o que ele fala).

Abraços,

Félix.

Vídeo-esquema da duplicação do DNA (Fadul mostrou na sala):