Biologia Molecular - Capítulo 5: DNA e Cromossomas

Os cromossomas são constituídos por proteínas (ex: histonas) e DNA.
O DNA carrega a informação genética.
As proteínas controlam e enrolam longas moléculas de DNA.
Uma molécula de DNA consiste em duas cadeias complementares de nucleótidos.
O nucleótido é composto por uma base azotada (A, T, C, G), um grupo/s fosfato e uma pentose (açúcar de 5 carbonos).
As duas cadeias estão dispostas em hélice.
As bases azotadas unem-se através de pontes de hidrogénio.
Os nucleótidos de uma cadeia estão ligados uns aos outros por ligações fosfodiéster.
Os cientistas pensavam antigamente que o material genético eram as proteínas, mas depois perceberam que era o DNA.

O cromossoma é a estrutura condensada de DNA.
O DNA está ligado a proteínas (histonas e não histonas).
O complexo de proteínas histonas (H2A, H2B, H3 e H4 juntamente com a H1) forma nucleossomas.
Os nucleossoma têm afinidade com o DNA por terem carga positiva.
A heterocromatina forma uma forma mais condensada da cromatina, geralmente associada a telómeros e centrómeros.
A eucromatina é uma forma descondensada da cromatina que permite maior acessibilidade às proteínas e fatores de transcrição.
A estrutura dos cromossomas eucarióticos serve para compactar o DNA.

A replicação de DNA é o processo de duplicação do DNA durante a divisão celular.
A replicação é semiconservativa, já que cada cadeia de DNA nova consiste numa cadeia antiga e numa nova.
A replicação inicia-se nas origens de replicação, e ocorre em duas direcções (e assim chamamos a este processo de bidirecional).
O DNA é composto por nucleótidos, formados por uma base azotada, um açúcar e um grupo fosfato.
A replicação continua nas duas extremidades da dupla hélice de forma antiparalela (uma 5’ para 3’ e outra 3’ para 5’).

As proteínas são constituídas de aminoácidos unidos por ligações peptídicas, numa sequência específica determinada pelo gene.
O DNA é primeiro copiado em RNA, num processo chamado transcrição.
As moléculas de RNA transcritas são depois utilizadas para sintetizar proteínas, num processo chamado tradução.
Os tipos de RNA incluem mRNA (mensageiro), rRNA(ribossómicos) e tRNA (de transferência).
O mRNA carrega instruções de como sintetizar uma proteína específica fornecida pelo gene.
O rRNA estrutura o ribossoma para a síntese de proteínas.
O tRNA leva aminoácidos específicos aos ribossomas de acordo com as instruções do mRNA e une-os para sintetizar a proteína.

A expressão génica é o processo pelo qual as células controlam a forma como sintetizam proteínas.
As células têm um conjunto completo de genes, mas apenas alguns estão expressos numa dada célula, dando-lhe a sua especificidade.
O controlo da expressão génica pode ocorrer em muitos níveis, da transcrição ao processamento de RNAs e à tradução.
O controlo ocorre principalmente através de proteínas reguladoras que podem ligar-se a sequências de DNA regulatórias, ativando ou inibindo a transcrição génica.
A regulação da transcrição pode ser realizada por activadores e repressores, que influenciam a ligação da RNA polimerase ao promotor.
Há também reguladores de transcrição que podem regular a expressão génica mais distante controlando genes a várias distâncias.
Os eucariotas usam um mecanismo mais elaborado para transcrever porque seu DNA está compactado com as proteínas histonas.

O genoma é o conjunto completo do material genético de um organismo, que inclui todos os genes.
Os gâmetas (espermatozóide e óvulo, por exemplo) contêm um único conjunto de cromossomas (haploides).
Na meiose, as células germinativas (diploides) dividem-se para produzir gâmetas (haploides)
Os retrovírus são tipos de vírus que revertem o fluxo de informação genética, usando RNA como molde para sintetizar DNA.
Os polimorfismos são variações na sequência de nucleótidos comuns numa população.
Os polimorfismos de nucleótidos único (SNPs) referem-se a variações em um único nucleótido entre indivíduos.
As sequências repetitivas em DNA também apresentam muitas variações entre os individuos.
É possível distinguir 2 tipos diferentes de elementos genéticos móveis (transposões): os transposões de DNA e os retrotransposões.

O DNA é isolado das células utilizando técnicas de restrição.
Os fragmentos de DNA são separados por tamanho numa técnica chamada eletroforese por gel.
A técnica de PCR pode gerar bilhões de cópias de sequências de DNA específicas de interesse.
A hibridização é uma técnica que usa sondas de DNA para identificar sequências de DNA específicas num gel de eletroforese.
Os organismos são manipulados com o propósito de produzir proteínas úteis pela introdução do DNA recombinante.
Os dois métodos mais comuns são a clonagem do DNA em bactérias e clonagem por PCR e as bibliotecas genómicas e cDNA.