A escuridão do conhecimento!
O conhecimento era rídiculo antes do surgimento do conceito mendeliano de fatores (genes) e do desenvolvimento da biologia celular impulsionada pelo uso dos micróscópios.
Algumas teorias proliferavam:
Telegonia – geração a distância; características de um macho
poderiam reaparecer na progênie da fêmea com outros machos;
Pangênese – cada parte do corpo era secretada comopequenas
partículas para se unir e formar o embrião;
Homúnculo – miniaturas de seres pasados pelas células
Os naturalistas propuseram teorias evolutivas demonstrando que as
espécies são passíveis de mudanças ao longo das gerações.
Naturalista francês Jean Lamarck „‟características adquiridas são hereditárias”
Monge austro-húngaro Gregor Mendel (1822-1884) “trabalhando com experimentos de
cruzamentos de ervilhas, postulou que fatores (genes) são responsáveis pela hereditariedadë” 1.Os descendentes recebem uma igual contribuição de fatores de seus progenitores.
2. Durante a divisão das células germinativas, esses fatores (genes) segregam-se independentemente, reunindo-se novamente no embrião.
Paper publicado na revista da Sociedade de Ciência Natural de Brno: Veruche uber Pflanzenhybriden “Experimentos com plantas híbridas’’
Charles Darwin “Teoria da Evolução por Seleção Natural”, trabalho histórico: A Origem das
Espécies – 1859
NO ENTANTO, A FORMA COMO AS CARACTERÍSTICAS HEREDITÁRIAS ERAM TRANSMITIDAS DE GERAÇÃO PARA GERAÇÃO AINDA CONTINUAVA UM
Friedrich Miescher descobriu nos núcleos de glóbulos
brancos a presença de um composto de natureza
ácida, rico em fósforo e em nitrogênio, desprovido de
enxofre e resistente à ação da pepsina (enzima proteolítica). Esse composto, que aparentemente era constituído de moléculas grandes, foi denominado
nucleína.
Com o progresso da Biologia Celular, surgiram
evidências demonstrando que os eventos hereditários
se davam a um nível celular.
1869 Descoberta da Nucleína
O alemão Walter Flemming utilizou novos corantes récem-descobertos para descobrir corpos com formato de bastão dentro do núcleo das células, que denominou "cromossomos".
(a partir do grego chroma, que significa cor)
Walter Flemming também descreveu seu comportamento
durante a divisão celular, associando estas estruturas com a
herança de características.
Durante a divisão das células germinativas, os grupos de cromossomos se dividem em duas metades iguais, processo o qual deu o nome de meiose, da palavra grega “diminuição‟‟. Restaurando o número inicial de cromossomos após a fecundação.
EVENTO QUE CORROBORA COM A TEORIA APRESENTADO ANTERIORMENTE POR MENDEL
O dinamarquês Wilhelm Johannsen introduziu o termo "gene" para descrever a unidade mendeliana da hereditariedade. Ele também utilizou os termos "genótipo" e "fenótipo" para diferenciar as características genéticas de um indivíduo de sua aparência externa.
1909: Genótipo e Fenótipo: Afinal
quem é quem?
o Fenótipo
por exemplo, a diversidade humana
Genótipo + Ambiente = Fenótipo
Fenótipo = Conjunto de características físicas (macroscópicas, microscópias, químicas, ...)
Em 1902, o norte-americano Walter Sutton e o alemão Theodor Boveri
deram início à teoria cromossômica da hereditariedade
As "partículas" da hereditariedade estariam localizadas nos cromossomos.
Ao longo da primeira metade do século XX, experimentos foram realizados para investigar a natureza biológica dos fatores hereditários presentes nos cromossomos:
Frederick Griffths (1928) Princípio Transformante
Oswald T. Avery, Colin M. MacLeon, MacLyn McCarty (1944)
Frederick Griffith (inglês) realiza experimentos com bactérias que causam pneumonia que forneceram
evidências que a informação genética está contida em uma molécula específica. A natureza deste ´fator
de hereditariedade´, no entanto, ainda era desconhecida.
Através de experimentos similares ao de Griffith, Oswald Theodore Avery, Colin M. MacLeod e Maclyn
McCarty demonstraram que a molécula que continha as informações transmitidas de geração a geração
era o ácido desoxirribonucléico (DNA).
1944:
DNA:
Enfim...
A
famosa
molécula
da
hereditariedade!
Oswald Theodore Avery
1907 – Laboratório de Hoagland (Nova Iorque) 1913 – Instituto Rockfeller
1944 – comprova experimentalmente que DNA confere a capacidade transformante
Esta confirmação veio por meio do experimento com um vírus bacteriófago (T2) por Alfred Hershey e
Martha Chase. Este experimento confirmou que o príncipio transformante era o DNA e que a informação era
transmitida às gerações seguintes (hereditariedade).
Propriedades e Estrutura do
DNA
Em 1880, Albrecht Kossel (foto) demonstrou que a nucleína continha bases nitrogenadas em sua estrutura, explicando o fato da nucleína ser rica em nitrogênio. Nove anos depois, Richard Altmann, obteve a nucleína com alto grau de pureza, comprovando sua natureza ácida e dando-lhe, então, o nome de ácido nucleico.
1880-1890: Das Bases Nitrogenadas ao Ácido
Nucléico
Levene identifica a desoxirribose e ribose como sendo as pentoses constituintes dos ácidos nucleicos. Os termos "ácido desoxirribonucléico" (DNA) e "ácido ribonucléico" (RNA) se tornam de uso comum.
1931: DNA e RNA: Ácidos Nucléicos recebem
sua denominação definitivo!
Phoebus Aaron Theodor Levene
Comparação entre um ribonucleotídio e
um desoxiribonucleotídio
•Funções:
• Moeda corrente de energia nas células (ATP)
• Segundo mensageiro da ação hormonal (AMPc)
• Como parte da estrutura molecular das coenzimas
• Como constituintes do DNA e do RNA
Phoebus Aaron Theodor Levene
Conclui que o componente básico dos ácidos nucléicos era uma unidade constituída por uma base nitrogenada ligada a uma pentose, e esta por sua vez, ligada a um fosfato. Esta unidade foi denominada de nucleotídeo. Conclui também que o ácido nucléico seria um polímero, uma molécula composta por vários nucleotídeos unidos entre si, ou seja, um polinucleotídeo.
1931: Dos Ácidos Nucléicos aos Nucleotídeos
Açúcar
Açúcar
1950: Nucleotídeos são unidos por ligações fosfodiéster.
Alexander Robertus Todd
Demostrou que os nucleoídeos estão unidos a grupos fosfatos nas posições 3‟ e 5‟ das moléculas de desoxirribose, ligações chamadas de fosfodiéster
DNA e RNA :
-
Ligação fosfodiéster
DNA e RNA:
-
Estrutura covalente
-Hidrólise e resistência
Erwin Chargaff
Universidade de Columbia – New York – USA
Dosou as quantidades de cada base nitrogenada no DNA, e definiu algumas regras:
1. A quantidade de A é sempre igual a de T, a quantidade de C é sempre igual a de G. Mas a quantidade de A + T não é necessariamente igual a de G + C.
2. A quantidade total de nucleotídeos pirimidina (T + C) é sempre igual a quantidade total de nucleotídeos purina (A + G).
3. Essa proporção: A + T e G + C varia entre diferentes organismos, mas é igual entre diferentes tecidos de um mesmo organismo.
JAMES WATSON & FRANCIS CRICK
Watson
Rosalind Elsie Franklin, Abordando inicialmente a
forma A do DNA (fracamente hidratada) produz as melhores imagens de difração de raio X de DNA já obtidas até então.
Rosalind Franklin
(1920-1958)
A difração de raio X dá impulso para
para estudo de biomoléculas como
DNA
Imagem de difração de raio X do DNA
Para formular o modelo definitivo, Watson & Crick se
aproveitaram:
• Informações químicas definidas por Chargaff; • Ligação fosfodiéster descrita por Alexander Todd;
• Fórmulas químicas das bases nitrogenadas passadas por David Donohue (um ex-aluno de Linus Pauling);
• As difrações de raio X de Rosalind Franklin definindo o arranjo tridimensional atômico da espiral de DNA;
“o relatório de R. Franklin vazou e as informações sobre o diâmetro da espiral (20A), a distância entre as bases (3,4A), valor da altura de um giro da espiral (34A) chegaram a Watson & Crick;
1953: O modelo da dupla hélice para o
DNA... Um marco histórico!
Prêmio Nobel Medicina 1962: F. Crick, J. Watson e D. Wilkins
Formas do DNA
Forma B – forma mais encontrada do DNA, em
condições normais(descrita por Watson e Crick).
Forma A - Quando há pouca água disponível
para interagir com a dupla hélice, o DNA pode assumir a conformação A-DNA.
Forma Z - O DNA, em solução com altas
concentrações de cátions, assume a conformação Z-DNA. Em eucariotos o DNA tende a assumir a conformação de Z-DNA em regiões metiláveis (que podem ser silenciadas).
As bases púricas e pirimídicas dos ácidos nucléicos podem assumir diferentes formas
tautoméricas (isômeros de conversão fácil, diferindo nas posições dos hidrogênios)
R – representa grupo fosfato e açucar
Guanine and thymine can have alternate molecular structures based on different locations of a particular hydrogen atom.
A keto structure occurs when the
hydrogen atom bonds to a nitrogen atom within the ring. An enol structure occurs when the hydrogen atom bonds to an nearby oxygen atom that sticks out from the ring. These two types of structures are known as tautomers. Both guanine and thymine can switch easily from one tautomer to another. The change in shape affects the three-dimensional shape of the molecule. Cytosine and adenine also form tautomers called imino and amino forms.
