Dna Cromossomos e Genes
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Transcript of Dna Cromossomos e Genes
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DNA, cromossomos e organizao dos genes do genoma
Profa. Dra. Aline Maria da Silva
Instituto de Qumica- USP
Bibliografia:
Genes VII - Benjamin Lewin
Lenhinger Principles of Biochemistry (3a. Ed.)
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Genoma humano3 bilhes de bases/genoma haploide
Obtido de http://www.ornl.gov/hgmis
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Replicao
Transcrio
Traduo
Protena
cido Desoxirribonucleico
cido Ribonucleico
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Polipeptdeo
Fluxo da Informao Gentica
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Como se provou que DNA o material gentico?
O DNA o material gentico em todos os organismos exceto em alguns vrus (vrus de RNA)
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Avery, McLeod & McCarty
1944
Princpio transformante
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Hershey & Chase
1952
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RibossomosNucleoide (DNA compactado)
Pili
Flagelo
Envelope celular (membrana)
Clula procaritica (bactrias):
No tem organelas (ncleo, mitocondrias, etc)
Material gentico compactado no nucleide (no compartimentalizado)
Cromossomo nico, circular fechado (na maioria das bactrias, ex: Escherichia coli)
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Nucleide expelido de um clula
bacteriana lisada:
Alas de uma fibra
Nucleide da Bactria
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Clula eucaritica:
Organelas (ncleo, mitocondrias, cloroplastos, etc)
Material gentico compactado no ncleo
Cromossomos lineares
Ribossomos
Envelope nuclear
Ncleo
Ribossomos
Mitocondrias
Cloroplasto
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Uracila Timina
Citosina 2desoxirribose
Ribose
Adenina Guanina
cido fosfrico
Componentes dos cidos nucleicos
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Ribonucleotdeo
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Desoxirribonucleotdeos
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DNA fita dupla: cadeias antiparalelas
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Sulco maior
Sulco menor
Dupla hlice de DNA:
Watson-Crick, 1953
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Caractersticas das diferentes formas de hlice dupla de DNA
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A dupla hlice de DNA pode ser desnaturada reversvelmente:
Aquecimento
Extremos de pH
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Desnaturao e Renaturao da fita dupla de DNA
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Tm= Temperatura de fuso
50% da molcula de DNA est desnaturada
Efeito hipercrmico
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Absorbncia do DNA sob luz UV
Comprimento de onda (nm)
Absorbncia
Efeito hipercrmico
Fita simples
Dupla fita
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Sulco maior
Sulco menor
Dupla hlice de DNA:
Watson-Crick, 1953
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RibossomosNucleoide (DNA compactado)
Pili
Flagelo
Envelope celular (membrana)
Clula procaritica (bactrias):
No tem organelas (ncleo, mitocondrias, etc)
Material gentico compactado no nucleide (no compartimentalizado)
Cromossomo nico, circular fechado (na maioria das bactrias, ex: Escherichia coli)
-
Clula eucaritica:
Organelas (ncleo, mitocondrias, cloroplastos, etc)
Material gentico compactado no ncleo
Cromossomos lineares
Ribossomos
Envelope nuclear
Ncleo
Ribossomos
Mitocondrias
Cloroplasto
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Compactao do Material Gentico
6 x 109(diplide)
1,8m46 cromossomos
6um diametroesferideNcleo Humano
16 00050um10 dsDNA
3 x 0,5umesferideMitocondria Humana
4,6 x 1061,3 mm1,7 x 0,65 umcilindroE.coli
170 00055um0,065x0,10umiscosaedroFago T4
Nmero de bases
Tamanho do DNA
DimensesFormaOrganismo / Compartimento
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Nmero normal de cromossomos em alguns organismos
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Empacotamento do DNA do bacterifago
lambda
Pr- Capsdeos Vazios
Partcula Madura
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enrolado
superenrolado
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Conformao tridimensional do DNA circular fechado
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DNA circular superespiralado
DNA circular relaxado
Quebra em uma das cadeias da dupla-fita
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Superenrolamento crescente
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Compactao de Genomas Procariticos
O material gentico apresenta-se organizado de forma compacta ocupando 1/3 do volume total da clula bacteriana Nucleide
Densidade do DNA na clula bacteriana alta:
10mg /ml !!!!
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Nucleide expelido de um clula
bacteriana lisada:
Alas de uma fibra
Nucleide da Bactria
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Empacotamento do genoma bacteriano
Protenas com carter bsico esto envolvidas na organizao da fibra compacta e na formao das alas do nucleide
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Compactao de Genomas Eucariticos
Protenas nucleares especficas + DNA
Cromatina
Eucromatinamenos compactada
Heterocromatinamais compactada
Cromossomos Estado mais condensado na Mitose ou Meiose
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Heterocromatina
Citoplasma
HeterocromatinaNuclolo
Corte de um ncleo corado com Feulgen
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Telmero Cromossomo mittico
Centrmero
Cromtides irms
Telmero
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Cromossomo Artificial de Levedura (YAC)
Centrmero
Telmero
Sequencia para Replicao Autnoma
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Cromossomos desprovidos de histonas: arcabouo de protenas no qual as alas do DNA esto ancoradas
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Nveis de Compactao da Cromatina
Fibra de 30nm
Razo de compactao ~1000-2000
Razo de compactao ~7000
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Cerne de histonas do nucleossomo
DNA de ligao dos nucleossomos
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Enrolamento helicoidal da fibra de 30nm: 6 nucleossomos por volta organizados radialmente
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Estrutura Molecular da Cromatina:Nucleossomos
Eletroforese em gel de agarose
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Estrutura Molecular da Cromatina:Nucleossomos
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Nucleossomo: DNA organizado em duas voltas
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Histonas:
Protenas com carter bsico (carga +) que interagem com o DNA (carga -)
Nucleossomo
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Organizao das histonas no nucleossomo
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0 gene geralmente maior do que a sequncia codificadora para a protena
5UTR5UTR 3UTR3UTR
Protena
UTR: Regio no traduzida (Untranslated region)
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Estrutura tpica de um gene transcrito pela RNApol II
PromotorEnhancer Gene
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(hnRNA)
G
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Splicing: remoo dos introns
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O que faz a diferena?
Human genome
32,000 genes
Yeast 6,144 genes
Arabdopsis25 706 genes
D. melanogaster 13,338 genes
C. elegans 18,266 genes