Download
1 / 39
390 likes | 557 Views
Dupla Hélice. DNA. ESTRUTURA O DNA é formado de unidades menores, os nucleotídeos, que podem ser púricos ou pirimídicos. As fitas são anti-paralelas 5’3’ – 3’5’ e estão ligadas pela complementariedade entre as bases nitrogenadas: A-T e C-G. REPLICAÇÃO DO DNA.
E N D
Dupla Hélice DNA
ESTRUTURAO DNA é formado de unidades menores, os nucleotídeos, que podem ser púricos ou pirimídicos.
As fitas são anti-paralelas 5’3’ – 3’5’ e estão ligadas pela complementariedade entre as bases nitrogenadas: A-T e C-G.
REPLICAÇÃO DO DNA • A enzima DNA-girase faz um corte na dupla hélice e cada lado se separa; • Uma enzima chamada helicase desenrola o DNA em duplo filamento; • As proteínas SSB (single strand binding - ligação em um filamento) acoplam-se temporariamente a cada lado e mantêm-se separadas; • A DNA-polimerase "anda" pelos filamentos do DNA e acrescenta novos nucleotídeos a cada filamento obedecendo complementariedade no filamento existente (A com T, G com C); • Uma subunidade do DNA-polimerase revisa o novo DNA; • A DNA-ligase fecha os fragmentos em um longo filamento contínuo; • As novas cópias automaticamente se enrolam novamente.
- DNA topoisomerase – Um problema de superdobramento ocorre a medida que as fitas se separam. As enzimas DNA topoisomerase são responsáveis pelo mecanismo para remover o superdobramento. • - Primase – É a enzima responsável por sintetizar primer. As DNA polimerases não conseguem iniciar a síntese de uma fita complementar de DNA através de uma fita simples. Elas necessitam de oligonucleotídeo iniciador, denominado primer, que é na realidade uma região curta de aproximadamente 10 nucleotídeos de comprimento, com um grupo hidroxila livre no carbono-3’, que serve como primeiro aceptor de um nucleotídeo. • DNA Polimerase – São as enzimas responsáveis por catalizar o alongamento da cadeia adicionando nucleotídeos um de cada vez, complementar a seqüência das bases nitrogenadas da fita molde. Estas enzimas somente conseguem ler os nucleotídeos da fita de DNA parental na direção 3’ à 5’ e sintetizar novas fitas na direção 5’ à 3’ . Desta maneira, os alongamentos da fitas são em sentidos opostos, porém, o mecanismo não é o mesmo para as duas fitas. A fita que cresce na direção da zona de replicação é sintetizada continuamente, denominada fita líder. A fita que cresce na direção oposta a zona de replicação é sintetizada descontinuamente, copiando pequenos fragmentos de DNA perto da zona de replicação, denominados fragmentos de Okazaki. Estes fragmentos são posteriormente unidos para se tornar uma única fita contínua. A esta fita é denominada de fita atrasada. É extremamente importante para a sobrevivência do organismo que a seqüência dos nucleotídeos sejam replicadas sem erros. Para assegurar esta fidelidade a DNA polimerase possui uma atividade de correção, ou seja, na direção 3’ à 5’, para certificar-se que o nucleotídeo adicionado é de fato complementar a sua base no molde e corrige o erro.
OPERON LAC • O gene promotor induz o operador, que permite a RNA polimerase passar pelos genes estruturadores, levando a produção do RNA mensageiro. • O gene regulador produz um repressor, que se acopla ao gene operador, impedindo a passagem da RNA polimerase. Não há transcrição. • O indutor se liga ao repressor, retirando-o, e assim, liberando a RNA polimerase a passar pelos genes estruturadores. Há transcrição.
TRANSCRIÇÃO DO RNA • Para formar o RNAm, a RNA-polimerase liga-se ao filamento de DNA em uma seqüência específica do gene chamada promotor; • Desenrola e desprende os dois filamentos de DNA e utiliza um deles como guia ou modelo; • Corresponde os novos nucleotídeos a seus complementos no filamento de DNA (G com C, A com U - lembre-se de que o RNA possui uracila (U), e não timina (T)); • Une esses novos nucleotídeos de RNA para formar uma cópia complementar do filamento de DNA (RNAm); • Interrompe, quando encontra uma seqüência de terminação de bases (UAA, UAG ou UGA);
ÍNTRONS E ÉXONS • Nos eucariotos existem seqüências extras no DNA e no RNAm, que não se codificam para as proteínas, chamadas íntrons. Esse RNAm é, então, mais processado: • os íntrons são recortados; • as seqüências de codificação se unem; • a "capa" de um nucleotídeo especial é acrescentada a uma extremidade; • uma longa cauda com 100 a 200 nucleotídeos de adenina é acrescentada a outra extremidade;
TRADUÇÃO PROTÉICA • O ribossomo possui duas partes, que se ligam em cada lado do RNAm. Dentro da parte maior há dois "espaços" (locais P e A) que terão dois códons adjacentes do RNAm, duas moléculas de RNAt e dois aminoácidos. Inicialmente, o sítio P prende o primeiro códon no RNAm, e o sítio A, o outro códon. • Um ribossomo se liga ao RNAm com o códon AUG no sítio P e outro códon no sítio A; • Um RNAt (anti-códon = UAC) com uma metionina acoplada entra no sítio P do ribossomo; • Um outro RNAt (com anti-códon específico) com um aminoácido acoplado entra no sítio A do ribossomo; • Uma ligação química se forma entre a metionina e o outro aminoácido (em uma proteína, essa ligação covalente é chamada de ligação peptídica); • O RNAt específico da metionina deixa o sítio P e parte para se acoplar a outra metionina; • o ribossomo se desloca para que o sítio P contenha agora o outro códon que se acoplada ao RNAt trazendo outro aminoácido; O sítio A fica vago;
PROJETO GENOMA HUMANO (PGH) • O Projecto Genoma Humano (PGH) teve por objetivo o mapeamento do genoma humano, e a identificação de todos os nucleótidos que o compõem. Consistiu num esforço mundial para se decifrar o genoma. • Para o sequenciamento de um gene, é necessário que ele seja antes amplificado numa reacção em cadeia da polimerase, e então clonado em bactérias. Após a obtenção de quantidade suficiente de DNA, executa-se uma nova reação em cadeia, desta vez utilizando didesoxirribonucleotídeos marcados com fluoróforos para a determinação da sequência. • Em 14 de Abril de 2003, um comunicado de imprensa conjunto anunciou que o projeto foi concluído com sucesso, com a sequenciação de 99% do genoma humano, com uma precisão de 99,99%.
BESTEIRAS Canário-folha Pingüim-pêra Melambacate
Vantagens • O alimento geneticamente modificado pode ter a função de prevenir, reduzir ou evitar riscos de doenças, através das plantas modificadas geneticamente para produzirem vacinas ou iogurtes fermentados com OGMs que estimulem o sistema imunológico. Um feijão com a inserção de um gene da castanha do Pará, por exemplo, passa a produzir metionina, um aminoácido essencial para a vida. • O uso de transgênicos pode reduzir o uso dos agrotóxicos (herbicidas, inseticidas e fungicidas) mais danosos, que podem causar sérios problemas aos seres vivos e a produção agredirá menos o meio ambiente. • As plantas geneticamente modificadas podem adquirir resistência ao ataque de insetos, de pragas e à seca ou até mesmo tornarem-se menos vulneráveis à geada, aumentando, assim, a produtividade agrícola através do desenvolvimento de lavouras mais produtivas e menos onerosas. • Outro ponto é o aumento de produção de alimentos, que alguns especialistas afirmam poder reduzir o problema da fome. Esse aumento ainda poderia reduzir os custos de produção, facilitando assim a vida do agricultor.
Desvantagens • O lugar em que o gene é inserido não pode ser controlado completamente, o que pode causar resultados inesperados uma vez que os genes de outras partes do organismo podem ser afetados. • Há um considerável aumento do número de casos de pessoas alérgicas a determinados alimentos em virtude das novas proteínas que são produzidas pela alteração genética dos alimentos. • Há riscos ambientais, como o aumento de resíduos de pesticidas, pois alguns dos produtos transgênicos adquirem resistência aos efeitos dos agrotóxicos, necessitando de um uso mais intenso do agrotóxico, e os restos poderão escoar para os rios e solos, contaminando o lençol freático e diminuindo a potabilidade da água. Um exemplo é a soja transgênica “Roundup Ready”, resistente ao herbicida Roundup (glifosato). • A uniformidade genética leva a uma maior vulnerabilidade do cultivo porque a invasão de pestes, doenças e ervas daninha sempre é maior em áreas que plantam o mesmo tipo de cultivo (monocultura). Quanto maior for a variedade genética no sistema da agricultura, mais este sistema estará adaptado para enfrentar pestes, doenças e mudanças climáticas que tendem a afetar apenas algumas variedades. • Alguns organismos que eram antes cultivados para serem usados na alimentação estão sendo modificados para produzirem produtos farmacêuticos e químicos. Essas plantas modificadas poderiam fazer uma polinização cruzada com espécies semelhantes e, deste modo, contaminar plantas utilizadas exclusivamente na alimentação.
CURIOSIDADES • O primeiro organismo geneticamente modificado (OGM) ou transgênico criado foi a bactéria Escherichia coli, que sofreu adição de genes humanos para a produção de insulina na década de 1980. • Em 1981 alguns cientistas produziram, na Universidade de Ohio, o primeiro animal transgênico, transferindo genes de outros animais para um rato. • Em 1983 foi obtida a primeira planta transgênica: uma planta de tabaco resistente a um tipo de antibiótico. • A primeira vacina geneticamente modificada criada foi contra a hepatite B, em 1984. • As plantas geneticamente modificadas resistentes a insetos, vírus e bactérias foram testadas em campo pela primeira vez em 1985. • Em 1987, no Reino Unido, foram adcionados genes em plantas de batata para que estas produzissem mais proteínas e aumentassem o seu valor nutricional.
CURIOSIDADES • Em 1990 foi criada a primeira vaca transgênica para produzir leite com proteínas do leite humano para crianças. • O primeiro experimento bem-sucedido em campo ocorreu em 1990 pela empresa Calgene com plantas de algodão geneticamente modificadas resistentes ao herbicida Bromoxynil. • Em 1994 foi aprovado para a comercialização o primeiro produto destinado a alimentação proveniente da biotecnologia vegetal: o tomate transgênico Flavr Savr TM, que tem seu amadurecimento retardado. • Foi aprovada em 1994 a primeira planta transgênica, desenvolvida pela Monsanto, uma variedade de soja designada Roundup Ready TM, resistente a um herbicida (glifosato). • O arroz dourado, enriquecido com betacaroteno, foi desenvolvido na Alemanha em 2000.
CLONAGEM A palavra clone (do grego klon, significa “broto”) é utilizada para designar um conjunto de indivíduos que deram origem a outros por reprodução assexuada. A Clonagem é o processo natural ou artificial em que são produzidas cópias fiéis de outro indivíduo (homem, animais, etc.), ou seja, a clonagem é o processo que formará um clone. O processo de clonagem natural ocorre em alguns seres, como as bactérias e outros organismos unicelulares que realizam sua reprodução pelo método da bipartição, além disso, o tatu também produz um clone através da poliembrionia. No caso dos humanos, os clones naturais são os gêmeos univitelinos, ou seja, são seres que compartilham do mesmo material genético (DNA), sendo originado da divisão do óvulo fecundado. No processo de clonagem artificial existem várias técnicas de clonagem, uma delas permite clonar um animal a partir de óvulos não fecundados, sendo este processo conhecido desde o século XIX, estes processos eram praticados pelos horticultores que obtinham clones de orquídeas, que através de tecidos meristemáticos de uma planta matriz, originava dezenas de novas plantas geneticamente idênticas.
Vantagens da Clonagem • A preservação de animais em extinção ou a recuperação de animais já extintos;
Vantagens da Clonagem • - Desenvolvimento de animais imunes a algumas doenças que são contagiosas; Mosquitos do gênero Anopheles incapazes de transmitir o parasita da malária foram desenvolvidos em 2002 em um laboratório da Case Western Reserve University, em Ohio, nos Estados Unidos. Esse inseto, resistente à infecção, não teria como transmitir o protozoário.
Vantagens da Clonagem - Clonagem de células humanas para tratamento de doenças, como: pâncreas para diabéticos e de células do sangue para os leucêmicos.
Células Tronco • Uma célula-tronco é essencialmente o bloco de construção do corpo humano. As células-tronco dentro de um embrião eventualmente crescerão em cada célula, órgão e tecido no corpo do feto. Diferente de uma célula regular, que pode apenas se replicar para criar mais de seu próprio tipo de célula, uma célula-tronco é pluripotente. Quando se divide, ela pode formar qualquer uma das 220 diferentes células no corpo humano. As células-tronco têm também a capacidade de auto-renovação - elas podem se reproduzir muitas vezes. • Há dois tipos de células-tronco: células-tronco embrionárias e células-tronco adultas. Células-tronco embrionárias vêm de um embrião - a massa de células na primeira fase no desenvolvimento humano que, se implantada no útero feminino, eventualmente desenvolverá um feto. Quando o embrião está entre o terceiro e o quinto dia de idade, ele contém células-tronco, que estão trabalhando para criar os vários órgãos e tecidos que formarão o feto. • Os adultos também têm células-tronco no coração, cérebro, medula óssea, pulmões e outros órgãos. Eles são nossos kits de reparos embutidos, regenerando células danificadas por doenças, ferimentos e desgaste diário.
Células Tronco • Pesquisadores americanos demonstraram que as células-tronco embrionárias do ser humano podem ser manipuladas e se transformar em células T, o que seria o primeiro passo para o desenvolvimento de um tratamento contra a aids.
Células Tronco • Sucesso na diferenciação: derivadas das células-tronco humanas embrionárias, células precursoras neurais crescem e geram neurônios maduros (vermelho) e células gliais (verde), no laboratório da Universidade de Wisconsin, em Madison.
Células Tronco • Células-tronco dos testículos deram origem a vasos sangüíneos (marcados em vermelho) em animais
