biologia estrutural docente: sónia seixas maria lobo (n.º 1104922) fernando correia (n.º902959)

Biologia Estrutural Docente: Snia Seixas Maria Lobo (n. 1104922) Fernando Correia (n.902959)

Sumrio 1. Introduo a. Evoluo na histria b. Definio 2. A cromatina a. Cromatina em interfase b. Eucromatina e heterocromatina 3. Estrutura e nveis de organizao da cromatina 4. Anatomia especfica dos cromossomas em metfase 5. Concluso 6. Bibliografia

Introduo Objetivos gerais Conhecer os cidos nucleicos e saber a sua funo. Objetivos especficos Conhecer a cromatina, estrutura e nveis de organizao. Arquitetura do cromossoma.

Introduo Histria da Gentica Mdica Sculo XIX e primeira metade do sculo XX Gregor Mendel (1865), descreve em experincias com ervilhas, os padres de herana gentica. Archibald Garrod (1902), aplicou os conceitos de Mendel em doenas humanas familiares, descrevendo o padro de herana autossmico recessivo para a alcaptonria. responsvel pelo termo "erros inatos do metabolismo". Em 1941, nos EUA, surgem as 1. s clnicas de aconselhamento gentico, em sequncia das descobertas em relao herana humana. Tendo como primeiras causas de atendimento, o atraso mental, os defeitos do tubo neural, e a doena de Huntingon, mais tarde, os temas abordados foram a cor da pele e dos olhos e a gemelaridade.

Introduo Histria da Gentica Mdica Segunda metade do sculo XX at os tempos atuais Ocorreram um nmero importante de progressos na compreenso das bases moleculares da gentica. Em 1903, os cromossomas foram referidos como base da herana. James Watson e Francis Crick, em 1953, descreveram a estrutura do DNA. Em 1956, o nmero correto de cromossomas foi estabelecido. Em 1959, foi identificada a associao entre a sndrome de Down e a trimossomia 21. Victor A. Mekusick, o pai da Gentica, em 1966, publicou a primeira edio do Mendelian Inheritance in Man (MIM), onde esto reunidos todos os genes e doenas genticas conhecidas. Atualmente disponibilizado de forma gratuita na internet com o nome de OMIM,Online Mendelian Inheritance in Man. Em 1970, foi descoberta as endonucleases de restrio, permitindo a anlise do DNA. Em 2000, foi publicado o esboo do genoma humano. Estas descobertas permitiram o diagnstico de muitas doenas genticas atravs da anlise cromossmica e de testes moleculares.

Introduo Histria da Gentica Mdica Prtica clnica atual Atualmente, os encontros entre pacientes e mdicos geneticistas envolvem : Crianas com transtornos congnitos, deficit de aprendizagem ou caractersticas dismrficas; Crianas ou adultos com transtornos cromossmicos ou condies herdadas; Adultos com risco de possuir uma alterao cromossmica; Gestantes e seus parceiros, quando anomalias fetais so detetadas; Indivduos com histria familiar de condio gentica conhecida ou de uma condio comum (i.e. cancro) com componente familiar. Casais que perderam um filho com anomalia congnita ou condio herdada ou com histria de abortamento de repetio; Casais que podem transmitir uma condio gentica aos seus filhos.

Introduo - Definio cidos Nucleicos so macromolculas formadas por nucletidos, de elevada massa molecular; Esto presentes em todas as clulas vivas e so responsveis pelo armazenamento e transmisso da informao gentica e pela sua traduo que expressa pela sntese precisa das protenas. Os cidos nucleicos so as biomolculas mais importantes do controle celular, pois contm a informao gentica.

cidos nucleicos Existem dois tipos de cidos nucleicos: DNA, cido desoxirribonucleico: Armazenamento da informao gentica RNA, cido ribonucleico: vrias funes RNA ribossomal (rRNA) - componentes estruturais de ribossomas RNA mensageiro (mRNA) - intermedirio RNA transfrencia (tRNA) - molculas adaptadoras que traduzem informao do mRNA em aminocidos snRNA, etc

Introduo - Definio Utilizando tcnicas apropriadas, foi possvel isolar os cidos nucleicos e identificar os seus constituintes. Nos cidos nucleicos podem identificar-se trs constituintes fundamentais: cido fosfrico - confere aos cidos nucleicos as suas caractersticas cidas. Faz as ligaes entre nucleotdeos de uma mesma cadeia. Est presente no DNA e no RNA. Pentoses - como o prprio nome descreve, um acar formado por cinco carbonos. Ocorrem dois tipos: a desoxirribonuclease e a ribose. Base nitrogenada - h cinco bases azotadas diferentes, divididas em dois grupos: Bases de anel duplo (pricas)- adenina (A) e guanina (G); Bases de anel simples (pirimdicas)- tmina (T), citosina (C) e uracila (U).

cidos nucleicos Base nitrogenada (purnicas e pirimidnas) + Pentose + Fosfato (cido fosfrico)

Nucleotdeos Papel de nucleotdeos no metabolismo celular: fonte de energia no metabolismo -> ATP molcula-sinal em respostas celulares - > cAMP componente estrutural de enzimas e co-fatores -> NAD, FAD, etc constituinte dos cidos nuclecos - RNA e DNA

A cromatina No ncleo das clulas eucariticas em interfase, isto , em fase de no diviso celular, existe uma estrutura fibrosa, designada por cromatina. Esta constituda pelo cido desoxirribonucleico (DNA) associada a protenas bsicas, histonas e no histonas. O DNA apresenta-se na forma habitual de dupla-hlice.

A cromatina As histonas H 2 A, H 2 B, H 3 e H 4 unem-se, formando um octmero denominado nucleossoma, volta da qual se enrola o DNA. A histona H 1 une os nucleossomas adjacentes, "empacotando-os", uma vez que a molcula de DNA "d" uma volta e meia em torno do octmero de histonas essencial a sua existncia para estabilizar este enrolamento.

Eucromatina e Heterocromatina Conhecem-se dois tipos de cromatina: Eucromatina, que consiste em DNA ativo, ou seja, que pode-se expressar como protenas e enzimas. EucromatinaDNAprotenasenzimas Heterocromatina, que consiste em DNA inativo e que parece ter funes estruturais durante o ciclo celular. Heterocromatinaciclo celular

Eucromatina e Heterocromatina Distinguem-se dois tipos de heterocromatina: Heterocromatina constitutiva, que nunca se expressa como protenas e que se encontra localizada volta do centrmero (contm geralmente sequncias repetitivas); centrmero Heterocromatina facultativa, que, por vezes, transcrita em outros tipos celulares, consequentemente a sua quantidade varia dependendo da atividade transcricional da clula. Apresenta-se condensada na interfase.

Eucromatina e Heterocromatina Funes da heterocromatina: Proteo da eucromatina contra quebras e rearranjos; Regulao do emparelhamento dos cromossomas Controlo do mecanismo de transporte ao nvel dos poros nucleares; Estabilizao de certas regies cromossmicas (centrmero e telmero); Contribuio para a especiao e evoluo (pela facilidade de rearranjos cromossmicos nestas zonas que conduzem evoluo dos caritipos e pelo estabelecer de barreiras fertilidade).

Cromatina em interface A cromatina em interfase encontra-se dispersa, nesta fase d-se a sntese do cido ribonucleico mensageiro (mRNA). A cromatina no ncleo em interfase est dividida em domnios estruturais, como: Territrio dos centrmeros; Territrio dos telmeros.

A cromatina 1. Cadeia simples de DNA 2. Filamento de Cromatina (DNA com histonas) 3. Cromatina condensada em interfase com centrmeros 4. Cromatina condensada em prfase (existem 2 cpias de DNA) 5. Cromossoma em metfase

O DNA Nos organismos procariontes o DNA encontra-se disperso no citoplasma, constituindo o nucleide. Nos seres eucariticos, o DNA encontra-se sobretudo no ncleo (tambm ocorre nas mitocndrias e cloroplastos).

Estrutura da cromatina Nas clulas eucariticas, o ncleo contm grandes quantidades de DNA, 2 metros (clula diplide do Homem); Para ocupar apenas algumas micras, sofre compactao, organizada e progressiva. Atingindo o valor mximo nos cromossomas metafsicos.

Ultraestrutura da cromatina Nucleossomas, so a estrutura bsica da cromatina, no ncleo em interfase. So subunidade em forma de esfera de 10 nm de dimetro. Cada um deles composto por um esqueleto central proteico, constitudo por octmero de 2 molculas de cada histona: H2A, H2B, H3 e H4, em torno do qual o DNA se enrola duas vezes. Sendo este duplo enrolamento estabilizado por uma quinta histona, 1 molcula H1

Nveis de organizao Nveis de compactao do DNA: 1. Molcula de DNA 2nm (10 pb) (Grau de empacotamento: 1); 2. Nucleossoma - Fibra cromatnica de 10 nm de espessura (Grau de empacotamento: 6-7); 3. Solenide - Concentrao dos nucleossomas justapostos, com enrolamento helicoidal posterior, formando uma longa fibra de 20 30 nm (Grau de empacotamento: 6-7); 4. Srie de domnio de anas 300 nm (Grau de empacotamento: 680); 5. Conjunto de domnio de anas 700 nm - Super-solenide = Cromossoma; Assista ao vdeo cromatina e cromossoma: http://www.infoescola.com/genetica/cromatina/ CromatinaNucleossomaCromossoma

Nveis de organizao do filamento cromatnico

Modelos de Arquitectura Cromossmica Baseados em um ou ambos os pressupostos, de acordo com base na organizao da cromatina: 1) Se tem uma disposio sucessivas de fibras em ansas radiais 2) Se tem um enrolamento progressivo da fibra Temos 4 modelos: Modelo radical Modelo helicoidal Modelo misto Modelo de Saitoh e Laemonli

Modelos de Arquitetura Cromossmica Modelo radical A cromatina organiza-se em ansa radiais, que se estende do eixo at periferia; Estabilizado pela tropoisomerase. Exemplo: Cromossomo Philadelphia (Ph1) uma forma aberrante do cromossomo 22 humano, caracterizada pela translocao do material gentico do cromossomo 22, geralmente, para os braos longos do cromossomo 9. Est presente nas clulas da medula ssea (80 a 90 %) dos doentes com leucemia mieloctica crnica (LMC).

Modelos de Arquitetura Cromossmica Modelo helicoidal Cromatdeos organizam-se num enrolamento em hlice; Visvel por vrias tecnologias, nomeadamente TEM, por scaning (SEM), ou ao microscpico ptico; Exemplo: o vrus da Imunodeficincia adquirida HIV.

Modelos de Arquitetura Cromossmica Modelo misto Modelo que combina os dois anteriores: A fibra organiza-se como o 1. nvel, em ansas radiais; A contraco dos cromossomas conseguida pela compactao, o enrolamento helicoidal, das fibras de 200 300 nm, compostos por ansas radiais de 20 30 nm. Exemplo: sndrome do cromossoma 20 em anel uma anomalia gentica rara, na qual os dois braos do cromossoma 20 se unem, formando um anel. Indivduos com este sndrome apresentam atraso mental e epilepsia.

Modelos de Arquitetura Cromossmica Modelo de Saitoh e Laemonli A estrutura do cromossoma no uniforme em todo o seu comprimento; Modelos mais recentes, em que o cromossoma em metafase constitudo por regies mais compactadas (bandas Q/G) que alternam com regies menos compactadas (bandas R); Os diferentes nveis da ansa, esto ligados por fibras de cromatina em que o seu DNA rico em AT (esqueleto AT).

Anatomia dos cromossomas em metfase A morfologia e nmero de cromossomas varia de espcie para espcie. O nmero caracterstico de cada espcie. Ao conjunto de cromossomas d-se o nome de caritipo. Nos seres vivos de reproduo sexuada, dividem-se em autossomas e heterossomas (gonossomas ou cromossomas sexuais).

Anatomia dos cromossomas em metfase Tcnicas de marcao seletiva e diferencial permitiram a sua identificao bem como de regies cromossmicas: Bandas Q; Bandas G (eucromatina); Bandas R (eucromatina); Bandas C (heterocromatina constitutiva); Regies NOR.

Anatomia dos cromossomas em metfase Classificam-se segundo o tamanho e a posio do centrmero: Metacntrico (o centrmero est a meio, portanto braos iguais); Submetacntrico (o centrmero desloca-se para uma das pontas, os braos tm tamanhos desiguais); Acrocntrico (o centrmero est quase na extremidade, os braos so mais desiguais); Telocntrico (o centrmero tem uma posio terminal).

Anatomia dos cromossomas em metfase No Homem: 22 pares de autossomas; 2 heterossomas (cromossoma X e cromossoma Y); No existem cromossomas telocntricos; Os acrocntricos so o 13, 14, 15, 21 e 22 (muito importantes porque nos braos curtos se situam as NOR (Nucleolar Organizer Regions genes que codificam as subunidades 18S e 28S do RNA ribossmico).

Concluso O ser humano formado por milhes de clulas todas elas resultantes de uma nica clula o ovo ou zigoto. Esta clula possui toda a informao necessria para o nosso crescimento e desenvolvimento. Essa informao est contida nos cidos nucleicos.

Bibliografia C. Azevedo, In Biologia Celular e Molecular, 2005, p. 125- 139, LIDEL. Edies Tcnicas, Lisboa. Bruce Alberts, Biologia Molecular da Clula, Parte I, Cap. 1. p. 1 -44, Parte II, p. 195 - 497,2010, 5 Edio (Artmed). http://pt.wikipedia.org/wiki/Gen%C3%A9tica_m%C3%A9 dica#S.C3.A9culo_XIX_e_primeira_metade_do_s.C3.A9cul o_XX http://pt.wikipedia.org/wiki/Cromatina http://www.serdigital.com.br/gerenciador/ambienteseguro /clientes/andremaia/downloads/66.pdf http://www.serdigital.com.br/gerenciador/ambienteseguro /clientes/andremaia/downloads/66.pdf http://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADndrome_do_crom ossoma_20_em_anel

biologia estrutural docente: sónia seixas maria lobo (n.º 1104922) fernando correia (n.º902959)

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