Aula 2 replicação, transcrição e tradução

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Aula 2 replicação, transcrição e tradução

  1. 1. Replicação, transcriçãoetradução Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Campus do Seropédica Departamento de genética Replicação, transcriçãoetradução Prof: Valdir Diola valdirdiola@ufrrj.br
  2. 2. Conteúdo - Replicação - Dogma central da biologia - Complexo de replicação - Duplicação semiconservativa - Herança genética - Organização do material - Tradução - Ribossomos - Processamento - Código degenerado - Mecanismo de tradução - Organização do material genético - Transcrição - Ativação da expressão gênica - Mecanismo de transcrição - Síntese de RNA e processamento - Expressão fenotípica - Endereçamento de proteínas - Regulação pós traducional
  3. 3. Dogma central da Biologia Replicação Duplicação do DNA Transcrição Síntese de RNA Núcleo Tradução Síntese de Proteínas Núcleo Citoplasma Membrana nuclear Proteína Ribossomo
  4. 4. A biossíntese de proteínas insere-se no dogma central da biologia Sede da informação Ácido desoxirribo- nuclêico da biologia molecular Processo comprovado Processo não comprovado Ácido ribonuclêico
  5. 5. Replicação do DNA é semiconservativa F1 G A F2 C T F2’ C T F1’ G A F1 F2 A A T A C T T A T G T T A T G A A T A C
  6. 6. FASES DO CICLO CELULAR (célula mitótica = célula somática) Replicação do DNA Início do ciclo Célula se Divisão celular G1 síntese de RNA e proteínas. duplicação do par de centríolo S Síntese do DNA e Duplicação do DNA (2C/4C) G2 Preparação para divisão celular Síntese de RNA e proteínas Crescimento celular Decisão celular Replicação do DNA prepara para dividir
  7. 7. Replicação do DNA Semiconservativa Helicase Girase Fita contínua Fita descontínua Fita contínua Fita contínua Origem da Replica- ção (DNA ABC) Fita descontínua Orientação da replicação Proteínas de ligação no DNA Forquilha de replicação Fragmento de Okasaki Fita contínua Fita descontínua Orientação da replicação
  8. 8. PROTEÍNA FUNÇÃO DNA girase Desespiraliza o DNA SSB Ligação e estabilização da fita simples do DNASSB Ligação e estabilização da fita simples do DNA DnaA Fator de iniciação HU Ligação e estabilização do DNA (semelhante a histonas) PriA Montagem do primosso, 3'→→→→5' helicase PriB Montagem do primossomo PriC Montagem do primossomo DnaB 3'→→→→5' helicase (desespiraliza o DNA) DnaC Chaperona DnaB DnaT Auxilia o DnaC na liberação do DnaB Primase (iniciase) Síntese do primer de RNA DNA polimerase III Elongação (síntese propriamente dita do DNA) DNA polimerase I Elimina o primer de RNA, preenchendo com DNA DNA ligase Liga covalentemente os fragmentos de Okazaki Ter Término
  9. 9. Organização dos cromossomos (Compactação de 57 mil vezes) 10,8 pb por volta Reduz 4 vezes o tamanho da molécula de DNA O superenovelamento permite armazenar grande quantidade de informaçãp genética em pouco espaço – uma célula da molécula de DNA
  10. 10. Cromossomo: uma dupla hélice de DNA + proteínas associadas Cromatina Cromossomo (DNA + Proteínas histonas e não histonas + RNA) Eucromatina Heterocromatina Material densamente corado, mais condensada Material levemente corado, onde está situado a maioria dos genes + RNA)
  11. 11. A cromatina pode estar condensada ou estendida Níveis de metilação (condensação) ou acetilação (linearização) dos resíduos de lisina das histonas atuam no grau de condensação da cromatina
  12. 12. Nucleossomo •Octamero de histonas (proteínas) •Histona H1 – externamente
  13. 13. Níveis de compactação •Pelo menos três níveis de condensação para acondicionar todo DNA nos cromossomos. 1- Embalagem do DNA no nucleossomo
  14. 14. 2- Dobramento adicional ou superelicoidização do conjunto de nucleossomos. Níveis de compactação
  15. 15. 3-Proteínas cromossômicas não histonas formam um arcabouço – protege DNA da degradação. •Removidas as Histonas Níveis de compactação •Removidas as Histonas Proteínas cromossômicas não- histonas. DNA
  16. 16. O Cromossomo Braço curto (p) telômeros Espécie 2n Espécie 2n Drosófila 8 Centeio 14 Humano 46 Milho 20 Coelho 44 Tomate 24 Duas cromátides Braço longo (q) Heterocromatina (densa) e eucromatina (região gênica) Coelho 44 Tomate 24 Cavalo 64 Trigo 14 Caracol 24 Feijão 22 Minhoca 32 Arroz 24 Carneiro 54 Cana-de-açúcar 20 Porco 40 Samambaia 1200
  17. 17. Transcrição Cadeia Aminoácidos Anticodon Deoxiribonu- cleotídeos RNA polimerase Síntese de Proteína Tradução Cadeia peptídica RibossomoCodon Membrana nuclear cleotídeos
  18. 18. 1 TBP (TATA binding Protein) orienta a ligação do TFIID que se liga a região TATA box 2 Ocorre a interação entre Formação do Complexo de Iniciação da Transcrição 2 Ocorre a interação entre TFIIA e TFIIB para iniciar a formação do complexo 3 O complexo de inicio de transcrição se forma pela interação da RNA Pol II com o complexo protéico e o DNA na posição -30 a -10.
  19. 19. 4. TFIIE, TFIIH e TFIIJ então se juntam ao complexo. Formação do Complexo de Iniciação da Transcrição 5.TFIIH usa ATP para fosforilar a RNA-polimerase II, mudando a sua conformação de forma que a RNA-polimerase é liberada do complexo e é capaz de iniciar a transcrição.
  20. 20. Adição da estrutura 5’ Cap dos mRNAs
  21. 21. Regulação Funcional (o processamento do mRNA) A presença de intons em mRNA é ou fator de regulação dos genes Genes eucariotos, especialmente deespecialmente de plantas possuem sequencias intrônicas de até mais de 1 kb Um gene pode codifcar para várias proteínas: “Splicing alternativo”
  22. 22. Algumas informações sobre íntrons • 3,7 íntrons por kb de região codificadora • No homem o número médio é de 5 íntrons por gene Regulação Funcional (processamento do RNA) é de 5 íntrons por gene • 94% dos genes contém íntrons • O tamanho médio dos íntrons é de 125 pb • O tamanho médio dos éxons é de 90 a 120 pb (30 a 40 aa)
  23. 23. Adição da cauda Poli(A) ao pre-mRNA Eucariótico PoliadenilaçãoPoliadenilação
  24. 24. As moléculas de tRNA tem padrões comuns 1. São cadeias simples conten- do entre 73 e 94 nucleotídeos 2. Contém muitas bases inco- muns (7 a 15 por molécula) 3. A terminação 5' é fosfori- lada; o resíduo 5'-terminal em geral é pG 4. A sequência 3' terminal é sempre CCA; é o sítio de ligaçãosempre CCA; é o sítio de ligação do aminoácido 5. Metade dos nucleotídeos es- tão pareados formando dupla hélice; mas, há regiões que nunca estão pareadas como a alça (loop) TΨΨΨΨC, por exemplo) 6. O anticódon é complementar ao códon. A alça anticódon tem um padrão característico: a) duas pirimidinas antes; b) uma purina modificada depois.
  25. 25. Código degenerado Mutação silenciosa – AGC/AGU não altera o aa Mutação de sentido errado – AGC/AAC – ser/asp Mutação sem sentido – UCA/UAA terminação Adição ou deleção – altera o código de leitura
  26. 26. Costuma-se dividir a síntese de proteínas em três etapas: iniciação, elongação e terminação A iniciação consiste na formação do chamado complexo de iniciação: a) Ribossomo completo b) mRNA posicionado c) tRNA de iniciação ligado ao aminoácido de iniciação (Met ou formil-Met) posicionado noiniciação (Met ou formil-Met) posicionado no chamado sítio P (peptidil do ribossomo)
  27. 27. Em procariotos o sinal de início é AUG (ou GUG), precedido de várias bases que pareiam com o rRNA 16S Sequências de Shine- Dalgarno
  28. 28. A ligação de cada aminoácido ao tRNA correspondente é feito por sintetases específicas: Aminoacil-AMP + tRNA Aminoacil-tRNA + AMPAminoacil-AMP + tRNA Aminoacil-tRNA + AMP PPi 2Pi ∆∆∆∆Go' < 0 Aminoácido + ATP + tRNA aminoacil-tRNA + AMP + 2Pi O aminoácido é esterificado ao grupo hidroxila 2' ou 3' da adenosina terminal do tRNA
  29. 29. Ligação do aminoacil-tRNA Transpeptidação Trans- locação
  30. 30. Vários ribossomos podem traduzir simultaneamente uma molécula de mRNA Os ribossomos movem-se ao longo de um mRNA na direção 5'→3' O conjunto é conhecido como polissomo ou polirribossomo Cada ribossomo funciona independentemente dos demais
  31. 31. Códon de terminação
  32. 32. DNA pré mRNA mRNA Núcleo Citoplasma Transcrição Transporte Processamento capeamento poliadenilação splicing Controle transcricional proteína mRNA Tradução Degradação Estocagem Proteína ativa/inativa mRNA inativo Modificações Pós traducionais Expressão gênica em eucariotos Controle pós transcricional localização estabilidade João B. N. Aguiar
  33. 33. RNA polimerase Sítio de início de transcrição Sítio de terminação Promotor Cap exon 1 intron1 exon 2 intron 2 exon 3 poliA AAAAA RNA Expressão Fenotípica mRNA tradução Ribos- somo aas Conformação primária da proteína (linear) Conformação quaternário da proteína (máx enovelamento) Fenótipo $ $ $ $ $ $

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