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Todos os organismos vivos são compostos
de células. Organismos como bactérias são
formados por apenas uma célula, enquanto
outros mais complexos, como seres humanos,
são formados por bilhões de células de tipos
diferentes. No interior das células estão os
cromossomos, estruturas delgadas cujo número
e forma dependem da espécie em questão. A
espécie humana, por exemplo, possui 22 tipos
de cromossomos autossômicos (1 a 22) e dois
cromossomos sexuais (X e Y). Os cromossomos
estão dispostos individualmente nas células
germinativas (óvulos e espermatozóides
possuem 23 cromossomos), ou em pares nas
células somáticas (as células do nosso corpo
possuem 46 cromossomos). Nosso corpo possui
46 cromossomos porque somos formados pela
junção de um óvulo com um espermatozóide
e esta junção restabelece o número diplóide
(duplo) de cromossomos em cada célula de
nosso corpo.
Todos os cromossomos são formados
de DNA, ou podemos dizer que o cromossomo
nada mais é do que uma longa fita dupla
de DNA, toda enovelada e dobrada sobre si
mesma, de várias formas, até atingir o aspecto
de cromossomo. Dizer que um cromossomo
é feito de DNA é o mesmo que dizer que um
novelo é feito de linha.
E gene, o que é? Um gene representa
um pequeno fragmento dessa longa fita de
DNA capaz de codificar uma proteína. Num
cromossomo existem milhares de genes
diferentes, capazes de produzir um enorme
número de proteínas diferentes. Cromossomos
semelhantes são chamados de cromossomos
homólogos. Também existem nos cromossomos
regiões de DNA que não produzem proteína,
que podemos chamar de DNA não codificante.
A função destas seqüências não é totalmente
conhecida.
Do ponto de vista estrutural, o DNA se
apresenta como uma dupla fita dobrada em
forma de hélice. As duas fitas são antiparalelas,
ou seja, estão dispostas em direções opostas.
Somos todos feitos de DNA!
Conteúdo do Módulo:
Cromossomos
Genes
Alelos
Estrutura da molécula de DNA
A e s p é c i e h u m a n a p o s s u i 2 2 t i p o s d e
cromossomos autossômicos (1 a 22) e dois cromossomos
sexuais (X e Y). Enquanto as mulheres são XX os homens
são XY. Acima está o cariótipo de um homem. Todos os
cromossomos estão duplicados.
Apostila Introdução `a Biologia Molecular I
Somos Todos Feitos de DNA!
www.odnavaiaescola.
A molécula de DNA é formada por
um açúcar, uma base nitrogenada e um grupo
fosfato.
Todos os direitos reservados à DNA goes to
Somos todos feitos de DNA!
Todas as informações relativas à construção e ao
funcionamento de nosso organismo estão embutidas em
nosso DNA, localizado no núcleo da célula.
O que define a direção de cada uma das fitas é o local
de ligação entre o grupo fosfato com o açucar (o anel
de desoxirribose). Se a ligação ocorre no carbono 3,
dizemos que a fita está na direção 3’-5’; se a ligação
ocorre no carbono 5, dizemos que a fita está na direção
5’-3’. Todas as informações relativas à construção e ao
funcionamento de nosso organismo estão embutidas
em nosso DNA. O que faz com que tenhamos diferentes
características (ou seja, por que somos diferentes um
do outro?) está no fato de termos diferentes formas
de um mesmo gene, o que é o mesmo que dizer que
possuímos diferentes alelos. Pense, por exemplo, na
cor amarela. Há diferentes tons de amarelo: amarelo
canário, amarelo-ouro, amarelo escuro. Todos são
similares o suficiente para serem amarelos, mas são,
no entanto, diferentes. O mesmo raciocínio pode ser
feito para os alelos. Todos nós temos os mesmos genes
característicos da espécie humana. Por exemplo, todos
nós temos o gene amarelo, mas isso não significa que
meu amarelo é o mesmo que o seu. Deste modo, temos
alelos diferentes e o que faz sermos quem somos está
na combinação entre todos os nossos alelos (genótipo)
mais as influências recebidas do ambiente a nossa
volta (genótipo + ambiente = fenótipo). O que difere
um do outro está na seqüência de DNA de cada alelo. É
importante também observar que o DNA de um indivíduo
é o mesmo em todas as células do corpo. O que faz com
que as células presentes no olho sejam diferentes dos
neurônios, por exemplo, são os genes que estão ativos
em cada um desses dois tipos celulares.
Ou seja, dependendo do tipo celular, diferentes
grupos de genes estão ativos e produzindo determinadas
proteínas, enquanto outros genes estão desligados. Cada
indivíduo possui uma combinação alélica diferente exceção
para os gêmeos monozigóticos (gêmeos idênticos) e para
a Dolly, clonada a partir das células de outro indivíduo.
Imagine, então, a quantidade de informação necessária
para formar um ser humano, por exemplo. Pois toda
essa informação está armazenada no núcleo das células.
Tanta informação assim, para caber dentro do núcleo
de cada célula, deve estar arrumada de uma forma
supercompactada.
Nesta aula teremos a chance de ver que cara tem o
DNA e de entender melhor sua composição,
estrutura e funcionamento. Iremos também
entender que o DNA é uma molécula
universal, presente em praticamente todos
os organismos vivos.
Procedimento:
- Higienizar a boca fazendo bochechos com água ou, se possível, escovando os dentes.
2- Colocar aproximadamente 15mL de água com açúcar (3%, uma colher de chá de açúcar em
meio copo descartável).
3- Delicadamente raspar a mucosa bucal com uma espátula.
4- Bochechar vigorosamente por aproximadamente 30 segundos com a solução utilizada no passo
5- Recolher o volume obtido do bochecho no mesmo copo descartável. Mergulhar a espátula usada
na raspagem da mucosa no volume obtido do bochecho (Desta forma, coletaremos as células que
ficaram na espátula).
6- Transferir 5 mL do volume obtido no passo 5 para um tubo de ensaio e adicionar uma pitada
de sal de cozinha (para aproximadamente 1% final). Homogenizar invertendo o tubo.
7-Adicionar 500 μL de detergente neutro diluído à 25% (1:4) e homogeneizar vagarosamente.
8- Aquecer a 55
o C por 10 min. Resfriar 5 min no gelo.
9- Adicionar álcool gelado (absoluto se possível) lentamente, pelas bordas do tubo, com o auxílio
de uma pipeta, até que se alcance pelo menos 1cm de altura.
*Você já poderá observar a fração que corresponde ao seu DNA, insolúvel no álcool, se formando
no tubo. Se esperarmos mais um pouco, poderemos observar melhor.
Extração de DNA de mucosa bucal. Material (por grupo):
- 1 copo descartável
- Á l c o o l e t í l i c o
gelado
- Banho à 55
0 C
- Micropipeta (500 μL)
11. Detergente neutro
- 1 espátula
- 15 mL de solução de sacarose a 3%
- Pipetas plásticas
- Isopor com gelo
- 1 tubo de ensaio 8. Estante para tubos
Responda às seguintes perguntas:
1- Por que o DNA tem o aspecto de novelo?
2- Como você relacionaria os seguintes termos: DNA, cromossomo, alelo e gene?
3- Qual é a função da temperatura, do sal, do álcool e do detergente na extração de
DNA?
4- Compare os dois métodos. Quais são as semelhanças e as diferenças?
Oswald Avary
Em 1944, Oswald Avary, junto com Colin MacLeod, conseguiu purificar o
princípio transformante. Eles descobriram que o mesmo não se alterava
quando submetido à tripsina, uma enzima especializada em degradar
proteína. Por outro lado, quando em contato com enzimas que degradavam
nuclei (DNA) o princípio transformante não era mais observado. Assim
concluiu-se que o que fazia com que as bactérias de Griffi th se tornassem
virulentas era a transferência do DNA das bactérias virulentas para as não
virulentas, quando juntas eram utilizadas para infectar um rato. No entanto,
ainda levaram mais alguns anos e experimentos para que a comunidade
científi ca aceitasse que o princípio transformante não cabia às proteínas,
mas sim ao ácido nucléico.
Cracking the Human Genome
Site baseado no programa da
rede de televisão pública dos
EUA, PBS, com animações
sobre o sequenciamento do
genoma humano. Muito bom!
http://www.pbs.org/wgbh/
nova/genome/program_t_
qt.html#
Extração de DNA de Kiwi
Todo o processo de extração
de DNA de Kiwi, com todos
os detalhes. Faça na sala de
aula com seus alunos.
http://www.biotech.iastate.
edu/publications/lab_proto-
cols/DNA_Extraction_Kiwi.
html
Extração de DNA de tomate
Protocolo passo a passo para
a extração de DNA de tomate
http://ucbiotech.org/edu/
edu_aids/TomatoDNA.html
Gene Gateway-Exploring
Genes and Genetic Disorders
Esta página faz parte do site
do Departamento de Energia
(DOE) dos Estados Unidos,
uma das principais agências
financiadoras do Projeto Ge-
noma Humana. Nesta página
você poderá clicar num dos
cromossomos humanos e
uma nova janela se abrirá
mostrando todos os genes
conhecidos que estão asso-
ciados à doenças genéticas.
http://www.ornl.gov/
TechResources/Human_Ge-
nome/posters/chromosome/
chooser.html
Introduction to DNA
structure
Site contendo várias ima-
gens gráficas sobre a estru-
tura química da molécula
de DNA.
http://www.blc.arizona.
edu/Molecular_Graphics/
DNA_Structure/DNA_Tuto-
rial.HTML
Foi em 1953 que Watson e Crick propuseram a estrutura da molécula
de DNA num pequeno artigo de duas páginas na renomada revista
inglesa Nature. Para desvendar o mistério, os dois cientistas utilizaram
fotografias tiradas pela cientista Rosalind Franklin (sem a sua
permissão). Uma versão em espanhol do artigo de Watson e Crick
pode ser encontrada na página http://www.bioxeo.com/adn.htm A
versão em inglês está disponível no site da revista Nature no link
http://www.nature.com/nature/dna50/watsoncrick.pdf
Mas o que era esse misterioso nuclei? Como era a sua estrutura?
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