Biologia Molecular- Aula 01- 🔬 Desvendando o DNA: Análises Moleculares e Estruturais Avançadas

Olá querido inscrito tudo bem com você aqui é o professor Wesley Essa é a segunda aula da playlist de biologia molecular e nessa vídeoaula estudaremos aqui a molécula do DNA trazendo uma abordagem mais aprofundada de alguns aspectos sobre estrutura função e processos Associados com a organização dos nucleotídeos que compõem o DNA beleza como ponto de partida eu acho que é extremamente crucial que nós memos o conceito do que que é um ácido nucleico a saber se trata-se de macromoléculas que estão presentes em todos os organismos vivos independentemente de estarmos falando de um organismo procarioto ou

eucarioto e através dos ácidos nucleicos é que a células recebem as informações sobre qual proteína elas devem produzir isso corriqueiramente eh nas aulas de biologia molecular microbiologia biocel é conhecido como código genético Entretanto é bastante comum eh ver por exemplo alguns noticiários usando o termo código genético como eh termo semelhante à mutação do DNA e isso não é código genético o código genético ele pode ser concebido como uma exata sequência de aminoácidos se rela se relaciona com uma estrutura e uma vez relacionado a uma estrutura vai desempenhar uma função proteica mas para que nós consigamos

aí ter essa sequência exata de aminoácidos eu preciso dar uma informação que vem do material genético para que isso aconteça Além disso um outro aspecto bastante importante mais precisamente falando do DNA é uma molécula que nós encontramos aqui nas células eucariotas nos cromossomos no entanto é possível termos DNA e RNA nas mitocôndrias quando se fala de uma célula cariota animal ou também nos cloroplastos quando se fala de uma célula eucarionte vegetal posto isto Nós temos dois tipos de ácidos nucleicos que é o ácido desox ribonucleico que é o DNA e o ácido ribonucleico que é

o RNA e essa figurinha nós já havíamos comentado sobre ela na aula anterior nós temos aqui o DNA que se duplica num processo semiconservativo isto é mantém-se uma fita antiga forma uma cima nova por sua vez a partir da molécula de DNA usando-se aqui uma das fitas como molde no processo denominado como transcrição forma-se a molécula de RNA e o RNA por sua vez no processo denominado como tradução produz as proteínas e é importante nós destacarmos ainda que independentemente de estarmos falando do desox bonico Isso é do ácido isoxo ribonucleico DNA ou o ácido ribonucleico

o RNA Ambos são são polímeros lineares de nucleotídeos que estão Unidos entre si através de um tipo de ligação denominada como ligação fosfodiéster Então nesse sentido classicamente o que nós temos aqui é que ah o DNA é uma única molécula entretanto quando se fala do RNA que é o ácido ribonucleico nós temos uma diversidade de vários tipos RNA mensageiro transportador ribossômico nuclear heterogêneo nuclear pequeno de interferência E por aí vai e nós veremos mais adiante que essa diversidade vários tipos de RNA ora estão atrelados com uma uma atividade informacional como o caso aqui do RNA

mensageiro ora com uma atividade funcional como é desempenhada aqui pelos demais tipos de RNA beleza posto isto novamente enfatizo como a gente tá falando de uma molécula muito grande a gente vai ter que conceber a ideia de que se trata de um polímero formado por quatro tipos diferentes de nucleotídeos E aí mais precisamente para que a gente comece a enveredar aí no que que é o DNA eu acho extremamente importante que vocês entendam que o DNA não é uma coisa que eh foi tirado das vozes da da cabeça de alguém isso tem todo um percurso

histórico de vários experimentos que foram extremamente cruciais para que nós conseguíssemos primeiro entender o que que é o DNA elucidá-lo e mais eh atualmente aplicar o DNA em uma diversidade de várias técnicas então nós começamos aqui em 1928 com Frederick drift que ele realizou uma série de vários experimentos que forneceram evidências de que a informação genética estaria contida em alguma molécula específica entretanto o grift em nenhum momento ele falou Olha é o DNA E aí mais adiante eh nós veremos que teve toda uma série de vários experimentos ó então em 1944 o ever o Mad

e o mcat sugeriram qual que era a função do DNA em 1949 o shaf ele falou que havia uma composição das bases do DNA então a com t c com g e havia assim uma relação at CG que era variável e 1952 o rer scharer comprovaram a função do DNA esse experimento aqui é bastante clássico eles usaram bacteriófago porque o que o que os caras acreditavam até 52 que a função tava associado com as proteínas E aí com esse experimento clássico do shag do do harsh e do Jersey eles falaram Não é o DNA e

53 o Watson e o clicker propuseram a estrutura de dupla hélice do DNA que foi basicamente desenhada a parte de experimentos de difração de raio x e já vou contar uma fofoca muito quente para vocês embora esses dois abençoados aqui tenham ganhado o prêmio Nobel e eles só conseguiram isso daqui porque foi a Rosaline frankley que fez os estudos de difração de R x mas atualmente a gente pode ter lá na década de 70 o sanger que fez aí a a tecnologia associado com a amplificação do DNA PC R que foi muito importante por uma

diversidade de várias técnicas moleculares atualmente nós temos a técnica de crisper casn e etc Beleza então percebam que estudar DNA é uma coisa que já remota H muito tempo e quando se a gente comenta aqui da estrutura de um ácido nucleico novamente enfatizo é um polímero linear de monômeros de nucleotídeos monômero é a unidade básica que fazer o nucleotídeo e esses nucleotídeos ligam-se uns aos outros para formar uma longa molécula posto isto que que é importante vocês se atentarem quando a gente fala de um nucleotídeo ele é constituído por algumas unidades básicas nós temos aqui

uma pentose que neste caso do DNA é a desoxirribose que liga-se a um grupamento fosfato e liga-se uma base nitrogenada essa base nitrogenada como a gente já viia discorrido na aula anterior ela pode ser uma base púrica ou uma pirimidina e comparando-se o DNA ao RNA o que vai distinguir um do outro é que no RNA você tem a presença de uma hidroxila no carbono 2 Diferentemente do DNA que não apresenta essa hidroxila tá Ah mas o que que é o carbono do Então deixa eu pegar aqui a canetinha só para ajudá-los Ó tem aqui

ó carbono 1 do 3 4 e o carbono 5 porque a gente tá falando de uma pentose beleza e aí na hora que vocês observam aqui no carbono dois da desoxirribose não temos o grupamento hidroxila que é presente aqui no RNA beleza posto isto voltemos aqui na nossa exposição Como eu havia comentado com vocês o Nucleo então ele é constituído de uma pentose de uma base nitrogenada e de um fosfato e quando a gente eh tira a o grupamento fosfato sobrando somente a pentose e a base nitrogenada nós temos o caso aqui de um nucleosídeo

E aí como eu falei as bases nitrogenadas elas podem ser denominadas como pirimidinas quando você só tem aqui uma única estrutura cíclica ou uma Purina que é o caso aqui de uma dupla estrutura cíclica as pirimidinas são ac citosina uracila e atima sendo a uracila exclusiva do do RNA perdão e a Tima exclusiva do DNA ao passo que as bases púricas são aqui representadas pela guanina e pela adenina sendo elas presentes tanto no DNA Quanto no RNA portanto a base nitrogenada ela pode ser Concebida como um composto cíclico que contém nitrogênio Então vai ter esse

grupo funcional aqui as purinas elas apresentam aqui um duplo anel e as pirimidinas possuem apenas um anel simples é importante que vocês compreendam ainda que no DNA elas sempre irão se parear com as bases complementares ou seja são diferentes tamanh então como eu havia comentado na aula anterior é sempre uma pirimidina pareando com uma Purina posto isto quando a gente observa Ainda Mais especificamente a estrutura de um nucleotídeo é muito importante que vocês tomem nota de duas coisas aqui representado com ligação um e ligação dois a ligação um é o que nós classicamente chamamos de

ligação fosfodiester é uma ligação a qual o grupamento fosfato liga-se simultaneamente ao carbono 5 da pentose e a hidroxila do outro nucleotídeo e a ligação dois que é uma ligação glicosídica que estabelece a ligação da pentose à base nitrogenada Beleza então entendamos que você tem a ligação fosfodiester que une os nucleotídeos entre si e a ligação glicosídica ela vai permitir com que nós eh tenhamos aqui a junção da pentose a base nitrogenada e além disso Mais especificamente eu queria trazer para vocês o conceito mais aprofundado da ligação fósil de Ester então percebam que você tem

aqui o primeiro nucleotídeo E aí você sempre vai estabelecer a ligação do grupamento fosfato ao carbono três de um nucleotídeo e ao carbono 5 de outro nucleotídeo de maneira Qual a ideia é que você sempre tem adição do nucleotídeo na extremidade três l é um H E aí observando Mais especificamente o mecanismo molecular atrelado à ligação fosfodiester o que que acontece você tem aqui a presença desse grupamento hidroxila carbono trê essa hidroxila ela apresenta aqui um par de elétrons eh não pareados que confere aqui um ataque nucleofílico nesse grupamento fosfato E aí a partir disso

quando tem essa ligação estabelecida entre a hidroxila com grupamento fosfato você tem a a ruptura desse nucleotídeo trifosfatos aqui eh perdão esses grupamentos fosfatos e nessa ruptura de ligação você tem aí a energia suficiente para que haja eh a ligação desses nucleotídeos entre si então A ideia é que a hidroxila aqui do carbono 3 da pentose do primeiro nucleotídeo Liga seu agrupamento fosfato A partir dessa desse ataque nucleofílico e posteriormente o que que acontece essa pentos esse fosfato perdão liga-se aqui a hidroxila presente eh no carbono 5 da outra pentose eh através dessa ligação foso

adestra E aí por isso que a gente fala que a ligação é sempre no sentido cinco linha três linha tá bom E aí você vai crescendo essa estrutura formando aí esse polímero Que nós conhecemos como DNA então que que é importante que vocês se eh atenham aqui de antemão Você tem uma polaridade das fitas de DNA então é sempre no sentido cinco linha três linha Então você tem uma direcionalidade os nucleotídeos são covalentemente ligados nessa cadeia polipeptídica sempre no sentido cinco linha três linha tá bom E aí você sempre vai ter esse grupo hidroxila presente

aqui na pentose para que haja aí a possibil estabelecer essa ligação fester Então na hora que você pega por exemplo um primer que é justamente uma sequência que você vai utilizar aí para fazer por exemplo uma PCR que é uma técnica molecular que a gente chama de reação da polimerase em cadeia você sempre vai ter uma sequência que ela tá aqui ó C linha trinha Então você tem uma sequência que a gente chama de for a gente vai ver que existe uma coisa mais adiante que a temperatura de anelamento e etc mas por hora é

só para vocês entenderem Por que que a gente sempre eh faz essa designação do primer dessa maneira tá bom E aí como eu falei para vocês em 1953 o Wats clicker elucidaram a estrutura do DNA isso graça a interpretação dos experimentos de cristalografia deação do RNA que foram feitos pela Rosaline fenley E aí eles propuseram a esse modelo da estrutura do DNA isso aqui foi publicada na Nature tá em abril de 53 tá aqui ó o artigo original e aí classicamente o que a gente vê é essa esquematização do DNA e aqui é o desenho

do trabalho do Watson e do clicker representando essa estrutura do DNA Então vamos entender como que é esse rolê Então você tem aqui duas fitas de DNA elas estão antiparalelas entre si tá então você tem aqui ó uma fita no sentido cinco linha TR linha e aqui cinco linha TR linha no sentido oposto e sempre há um pareamento entre essas essas bases nitrogenadas a citosina pareia ser com a guanina através de três ligações de hidrogênio e a adenina pareia se e atima através de duas ligações de hidrogênio novamente enfatizo que quando você tem esse estabelecimento

das ligações de hidrogênio é sempre uma base púrica pareando com uma pirimidina tá então você tem aqui esses Anéis aromáticos que eles são hidrofóbicos por isso que eles ficam mais internalizados para dentro dessa estrutura ao passo que os esqueletos aqui de carboidratos e fosfatos eles ficam mais externos tá então a ligação foss deer ela é estabelecida sempre entre um nucleotídeo e outro como explicado anteriormente naquele mecanismo e as bases nitrogenadas elas sempre irão se parear eh da seguinte maneira adenina con timina citosina com guanina Tá bom então é importante que vocês sempre observem com bastante

eh atenção isso Você sempre tem uma representação cinco linha três linha existe aqui o pareamento e existe também uma idade de tamanho ou seja você sempre vai parear uma base púrica com uma pirimidina para que haja um tamanho exato e sobretudo é importante que vocês se atenham que essas fitas elas são antiparalelas entre si entretanto elas são complementares Então você v aqui uma complementariedade entre as fitas de DNA tá então aqui tem um esquema da molécula de DNA de forma plana e a forma retorcida Tá bom então qual que é essa cada aqui da estrutura

do DNA na hora que você observa Mais especificamente você vai ter aqui ó as bases elas estão mais internalizadas por causa desse caráter hidrofóbico e os esqueletos carbônicos eles estão mais externos Tá bom então sobre o DNA eu acho que é muito importante que vocês tomem nota primeiro que existe uma complementariedade entre as bases nitrogenadas existe um antiparalelismo ou seja essas fitas elas estão em sentidos opostos e isso é muito importante a direcionalidade à cadeias existe um processo de desnaturação ou seja as ligações de hidrogênio elas se rompem e a renaturação ou também chamada de

hibridização anelamento é justamente o restabelecimento dessas Pontes ou Mais atualmente chamadas de ligações de hidrogênio entre essas cadeias Beleza então o que que é desnaturação é você romper as ligações de hidrogênio e a renaturação é você reunir novamente restabelecer essas ligações de nitrogênio de hidrogênio perdão desculpas então Ó você tem aqui a fita de DNA conforme você vai aumentando o calor você propicia a A desnaturação então então lembram-se que eu falei daquela questão das a da guanina e da citosina parear se com três ligações de hidrogênio e adenina pare arci cotima através de duas ligações

de hidrogênio isso acaba sendo muito importante por exemplo para você pensar na temperatura de desnaturação Porque quanto maior for o teor de c com g maior vai ser a temperatura necessária para fazer essa desnaturação beleza e aí nós temos um fenômeno muito importante que é da supertorção que é justamente o enrolamento dessa dupla hélice sobre si mesma é uma questão muito importante porque a conformação predominante do DNA na célula é fundamental para que haja uma um um grau de compactação de Impact momento do DNA os genomas e nós entenderemos mais adiante que o Genoma é

constituído basicamente por todos os genes de um organismo e esse fenômeno de super torção é muito importante pros processos de replicação transcrição e também para recombinação é uma característica de quase todos os tipos de DN circulares e lineares e é muito importante para que haja funcionalidade do DNA como molécula associada com informação genética Então você tem aqui a cadeia polinucleotídica que é justamente a estrutura primária a dupla élice que é justamente a estrutura secundária e a super torsão que é a estrutura terciária tá esse tem super torcida super enrolada super elicoidal que são temos aí

eh sinônimos entre si então A ideia é que quando a gente fala de supertorção é justamente essas extremidades ligadas de maneira covalente e aí ó você tem a questão do superenrolamento negativo e superenrolamento positivo e isso é intermediado também por algumas enzimas que a gente vai discutir mais adiante tá então você tem aqui ó a super hélice para a direita negativa a hél circular e a Su hélice para a esquerda e a esse superenrolamento negativo ele é gerado aí pelo desenrolamento da dupla hélice ah você tem aqui oico que é encontrado aqui no DNA em

solução e o toroidal que é o DNA enrolado em proteínas como por exemplo as estas que vão formar aí estruturas denominadas como os nucleossomas e isso a gente vai falar mais adiante aqui no nosso curso também então você tem aqui ó as formas cidal plect dônica as estas que são proteínas as quais o DNA vai se inovel para formar os cromossomos posteriormente E aí isso é muito importante porque esse superenrolamento é importante por exemplo na eletroforese emgel de agarose para microscopia eletrônica para velocidade sedimentação e etc e isso nós vamos discutir com mais cuidado nos

tópicos específicos a isto tá sobre as topoisomerases são basicamente enzimas que introduzem ou removem esses super enrolamentos no DNA e de maneira eh importante ser destacado que as tops isomerases são fundamentais para a transcrição replicação recombinação e também para o remodelamento da cromatina então a gente precisa entender aqui pessoal que quando a gente tá falando eh daa ação daó umeras na salus eucariotas e procariotas é uma é um complexo enzimático ou seja são várias enzimas trabalhando eh conjuntamente e isso é muito importante para que haja manutenção da homeostasia e do superenrolamento do DNA e as

tops isomerase de maneira muito simplificada elas promovem uma quebra transitória das ligações fosfodiester na molécula de DNA tá posto isto A ideia é que quando a gente fala de uma tops isomerase é justamente essa enzima que vai fazer esse processo de introdução ou remoção aí desse super enrolamento do DNA E aí nós temos alguns tipos de DNA tá que é basicamente associado com a composição das bases em que aument se encontram as ligações com proteínas e a ideia dos tipos de DNA é que vão se diferenciar basicamente pela espessura o número de pares de bases

por volta na hélice e a exposição aqui das bases ao meio externo então nós temos algumas formas fisiológicas ó a o DNA do tipo b a e z o do tipo B é a forma mais abundante na célula então é o que a gente encontra numa condição fisiológica é a forma clássica do DNA tá Ah do tipo A é encontrado quando você tem uma umidade muito baixa é a forma mais compactada curta é encontrada aqui nos híbridos DNA RNA então ali no processo de transcrição ou por exemplo numa situação RNA RNA quando a gente tá

falando de genomas de vírus e o DNA da forma Z é a forma mais estreita você tem aqui bastante sequências de CG repetidas e e elas apresentam aqui uma alta concentração de cás Então fisiologicamente o que nós encontramos é a forma B tá é a forma predominante nas condições fisiológicas a forma a a gente pode pensar que ela vai ser encontrada geralmente quando tá ali no processo de transcrição beleza E aí existe algumas outras estruturas de DNA que eu queria destacar com vocês que é as moléculas de DNA de fita simples que nós encontramos aqui

em víros e bacteriófagos as estruturas cruciformes que são aqui basicamente estruturas que a gente encontra por exemplo em bacteriófagos que são basicamente situações na qual eh você tem eh estruturas que tem apresentam uma sequência de nucleotídeos que se reper em se repetem perdão direções Opostas e as junções de Holiday são basicamente quatro fitos de DNA isso daqui é muito importante porque elas se formam durante o processo de recombinação e isso garante tanto reparo quanto variação genética tá então uma estrutura muito importante que a gente vai encontrar basicamente lá no processo de crossing over combinação permutação

e etc beleza as literaturas adotadas foram essas três mais especialmente o biologia molecular da célula e o voit porque eu sou cadelinha do voit tá bom é isso gente se você tiver gostado deixa o seu like curta compartilhe se inscreva E compartilhe comenta gente comenta deixa o like porque é uma forma de ajudar o canal beleza um super beijo e até a próxima fui