Matéria de Genetica

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. 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. Dogma
central da
Biologia
Replicação
Duplicação do DNA
Transcrição
Síntese de RNA
Núcleo
Tradução
Síntese de
Proteínas
Núcleo
Citoplasma
Membrana nuclear
Proteína
Ribossomo

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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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)

12. 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

14. Nucleossomo
•Octamero de histonas (proteínas)
•Histona H1 – externamente

15. Níveis de compactação
•Pelo menos três níveis de condensação para
acondicionar todo DNA nos cromossomos.
1- Embalagem do DNA no nucleossomo

16. 2- Dobramento adicional ou superelicoidização do conjunto de
nucleossomos.
Níveis de compactação

17. 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

19. 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

20. Transcrição
Cadeia
Aminoácidos
Anticodon
Deoxiribonu-
cleotídeos
RNA
polimerase
Síntese de Proteína
Tradução
Cadeia
peptídica
RibossomoCodon
Membrana
nuclear
cleotídeos

24. 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.

25. 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.

26. Adição da estrutura 5’ Cap dos mRNAs

27. 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”

28. 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)

29. Adição da cauda
Poli(A) ao pre-mRNA
Eucariótico
PoliadenilaçãoPoliadenilação

33. 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.

35. 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

36. 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)

38. Em procariotos o sinal de início é AUG (ou GUG), precedido de
várias bases que pareiam com o rRNA 16S
Sequências de Shine-
Dalgarno

39. 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

40. Ligação do aminoacil-tRNA
Transpeptidação
Trans-
locação

42. 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

43. Códon de
terminação

45. 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

46. 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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