1) O documento discute a estrutura e função das células, DNA, RNA e síntese de proteínas. 2) O DNA contém os genes e é replicado durante a divisão celular para transmitir o material genético. 3) Existem quatro tipos de RNA - mensageiro, transportador, ribossômico e heterogêneo - que auxiliam na transferência da informação genética e síntese de proteínas.

2. GENERALIDADES
 Todo ser vivo consiste de células, nas quais está situado
o material hereditário.
 O número de células de um organismo pode variar de
uma a muitos milhões.
 Estas células podem apresentar-se nos mais variados
tipos, nos organismos pluricelulares.

3.  Os primeiros indícios de que o DNA era o material
hereditário surgiram de experiências realizadas com
bactérias, sendo estas indicações estendidas aos
organismos superiores.
 Os genes que constituem o genoma de qualquer
espécie estão organizados num número relativamente
pequeno de cromossomos.
 O material genético de cada cromossomo consiste de
um filamento muito longo de DNA, contendo muitos
genes numa ordem linear.

5. Gene
 O conceito estrito de gene sofreu uma evolução, ao
longo do tempo, sendo atualmente definido como o
segmento de DNA que produz uma cadeia polipeptídica
e inclui regiões que antecedem e que seguem a região
codificadora.
 Instrons - sequências que não são transcritas;
 Exons – sequências que se intercalam com os segmentos
codificadores individuais;

6. ÁCIDOS NUCLÉICOS: ESTRUTURA
QUÍMICA
 A estrutura química dos ácidos nucléicos é simples e não
varia nos diversos organismos.
 Os ácidos nucléicos consistem de sequências de
nucleotídios, formado por:
 uma base nitrogenada, que pode ser uma purina (adenina ou
guanina) ou uma pirimidina (timina ou citosina, no DNA;
uracil ou citosina, no RNA);
 uma pentose (desoxirribose, no DNA; ribose, no RNA);
 um grupo fosfato (PO4.).
 O conjunto de base + açúcar denomina-se nucleosídeo,
chamando-se nucleotídio ao conjunto de base + açúcar +
fosfato.

7. Dogma da Genética
 Em 1953, J. D. Watson e F. C. Crick propuseram o
seguinte modelo para a estrutura molecular do DNA:
 (a) a molécula de DNA é um longa cadeia de
nucleotídios, formando uma configuração semelhante
a uma escada de corda, enrolada helicoidalmente;
 (b) nessa escada, o açúcar e o fosfato são os
componentes verticais (corrimões) e as bases
nitrogenadas são os degraus: para que estes se formem,
as ligações entre as bases são feitas por pontes de
hidrogénio, sendo duplas entre as bases adenina e
timina, e triplas entre guanina e citosina;

8.  (c) este modelo também requer que as duas cadeias
polinucleotídicas sejam antiparalelas, isto é, corram
em direções opostas: uma corre na direção 5' - 3',
enquanto a outra na 3' - 5',

9. FUNÇÕES DO DNA
 O DNA tem Junção autoduplicadora
 Cada filamento serve de molde para a construção de um
novo filamento, por pareamento de bases, a partir de
nucleotídios presentes no núcleo da célula.
 Os nucleotídios são unidos por ação da enzima DNA-
polimerase, sendo ligados ao filamento-molde por novas
pontes de hidrogénio.
 A replicacão do DNA pode iniciar-se, ao mesmo tempo, em
vários pontos do filamento, podendo ser uni ou
bidirecional.
 O ponto no qual ela se origina é denominado forquilha de
replicacão ou ponto crescente.

10. Forquilha de replicação: ponto de origem da replicação do DNA.

11. Replicação do DNA uni ou bidirecional, segundo se
formem, na origem, uma ou duas forquilhas de replicação.

12. Duplicação
semiconservativa
do DNA.
• Ao fim da replicação do DNA é que tem início a divisão celular.
•É a autoduplicação que garante a transmissão do material genético de uma
célula para as suas descendentes.

13. RNA: TIPOS E FUNÇÕES
 Existem quatro tipos principais de RNA.
 Todos transcritos de moldes de DNA por RNA-
polimerases e possuindo a mesma estrutura química
básica.
 Eles têm tamanhos diferentes e possuem sequências de
bases desiguais que determinam funções específicas.

14. RNA HETEROGÉNEO (RNAhn)
 Este tipo de RNA é encontrado apenas em eucariotos e
seu tamanho pode variar de 5.000 a 50.000
nucleotídios.
 É o primeiro passo da transcrição, forma-se a partir do
DNA e grande parte dele nunca sai do núcleo.
 É formado por regiões codificadoras que são
transcritas (exons) e regiões não-codificadoras que não
são transcritas (introns), por isso ele é muito mais
longo do que a informação que codifica.

15.  Estrutura de genes de eucariotos, mostrando os exons e os introns. Durante o processamento
no núcleo, os introns são retirados e os exons são reunidos para formar o RNA mensageiro.

16. RNA MENSAGEIRO (RNAm)
 O RNA mensageiro transfere a informação contida nos
genes estruturais para as sequências de aminoácidos que
formam os polipeptídios.
 O RNAm é relativamente estável e possui de 350 a 5.000
nucleotídios.
 Durante seu processamento, são adicionados cerca de 200
nucleotídios de adenina à extremidade 3', constituindo a
chamada sequência poli-A.
 Outra modificação pós-transcricional do RNAm que pode
ocorrer é o capping, isto é, a adição de um trifosfato de
metilguanosina à extremidade 5' do RNAm, no núcleo. Este
evento parece ter grande efeito na tradução do RNAm, pois
confere vantagem quanto ao início da síntese proteica.

17. Eventos que podem ocorrer durante o processamento do RNA mensageiro: (a) adição
da sequência ou cauda poli-A; (b) adição de trifosfato de metilguanosina.

18. RNA TRANSPORTADOR (RNAt)
 É também transcrito do DNA, sendo relativamente pequeno,
com 70 a 90 nucleotídios.
 É estável, possuindo moléculas altamente especializadas que são
importantes para a síntese de proteínas e o tornam apto a
reconhecer e a ligar-se a aminoácidos e a códons determinados
no RNAm.
 Cada aminoácido possui um ou mais RNAt que lhe são
específicos. Esta especificidade depende de uma série de enzimas
complexas, as aminoacil-RNAt-sintetases.
 Existe uma série de três bases que são complementares a um
conjunto de igual número de bases no RNAm. Essas bases do
RNAm denominam-se códon e as do RNAt, anticódon. É o
anticódon o responsável pelo reconhecimento do códon correto.

19. Representação esquemática do RNA transportador.

20. RNA RIBOSSÔMICO (RNAr)
 Este tipo de RNA está presente nos ribossomos,
organelas celulares compostas de RNA e proteínas, nas
quais se dá a tradução genética, ou seja, a síntese
protéica.
 Os ribossomos são os responsáveis pela interação entre
o RNAt e o RNAm, facilitando o reconhecimento entre
códons e anticódons.
 Vídeo.

21. SÍNTESE DE PROTEÍNAS
 Como já foi visto, os genes estão localizados nos
cromossomos que, por sua vez, estão no núcleo da célula.
 Recapitulando, viu-se, também, que os genes são formados
de DNA, o qual contém a informação genética, que consiste
de uma sequência de nucleotídeos que determinam a
sequência de aminoácidos que se ligam para formar um
polipeptídio, e depois a proteína funcionante, que irá
determinar o fenótipo.
 O número de proteínas de um organismo é muito grande,
mas elas podem ser agrupadas nos seguintes tipos, de
acordo com sua função:

22.  a) Proteínas estruturais - são responsáveis pela forma dos
organismos, pois são elas que constroem as paredes
celulares e as membranas nucleares, fazendo parte, ainda,
do conteúdo citoplasmático e de suas organelas.
 b) Enzimas - são proteínas especializadas na catálise de
reações biológicas. Elas apresentam uma extraordinária
especificidade e estão envolvidas nas atividades metabólicas
celulares, controlando toda a fisiologia do organismo.
 c) Anticorpos - são proteínas responsáveis pela defesa do
organismo. Sua função é eliminar estruturas protéicas
estranhas ao organismo, desempenhando, portanto, um
papel importante nas infecções e nos transplantes.
 d) Hormônios - são proteínas formadas em órgãos
específicos, reguladas geneticamente e transportadas pelo
sangue para outras regiões do organismo, com a finalidade
de regular o seu funcionamento normal.

23. O CÓDIGO GENÉTICO
 O código para formação dos diferentes tipos de proteínas que o
organismo deve formar ao longo de sua vida está contido na
célula-ovo de cada indivíduo.
 Todas as células de um determinado organismo, num dado
momento de sua vida, contêm o mesmo código ou informação
genética daquela primeira célula, porém nem todos os genes
estão funcionando em todas as células ao mesmo tempo e com a
mesma intensidade.
 Existem quatro tipos diferentes de nucleotídios no DNA, de
acordo com a base nitrogenada que possuem (guanina, adenina,
timina, citosina).
 Três bases nitrogenadas adjacentes codificam um aminoácido e
formam a unidade de informação genética ou códon. Assim, o
código genético é lido em trincas.

24. * Os códons estão mostrados em termos de RNa mensageiro, que são complementares aos códons
do DNA correspondentes.
O código genético (segundo Thompson e Thompson, 1988).

25. ETAPAS DA SÍNTESE PROTEICA
Transcrição: DNA RNAm
 A molécula do DNA consiste numa cadeia dupla de
nucleotídeos. Para formar RNAm, a molécula se abre
no sentido longitudinal pela quebra das pontes de
hidrogênio, deixando livres os terminais das bases.
 Os nucleotídeos do RNAm pareiam-se com os do
DNA, obedecendo à mesma especificidade no
pareamento das bases:

26.  Esta nova cadeia que se forma usando um dos
filamentos do DNA como molde é o RNAm.
 A molécula deste ácido nucléico leva o código do DNA
(a mensagem) até os ribossomos, no citoplasma.
 Assim, um só dos filamentos do DNA é responsável
pela síntese de uma proteína.
 A transcrição de um gene inclui o sítio promotor, o
gene propriamente dito e a trinca de terminação,
conforme a figura.

28. Transcrição reversa: RNA DNA
 Certos vírus de RNA são capazes de reverter o fluxo no
processo normal de informação do DNA para o RNA.
 Este processo é feito graças à enzima transcríptase
reversa, que é capaz de sintetizar uma cadeia dupla de
DNA, copiando o RNA do cromossomo viral.
 O DNA é chamado de provírus e é incorporado no
DNA do hospedeiro, durante o ciclo vital do vírus.

29. Tradução: RNAm cadeia polipeptídica
 A tradução é o segundo evento na transferência da
informação do gene estrutural do DNA para a
sequência de aminoácidos de um polipeptídio.
 O comando central para a determinação da estrutura
específica das proteínas é executado pelo DNA.
 A região deste que é responsável pela estrutura de uma
cadeia polipeptídica é denominada cístron.

30. Como se dá a síntese de proteínas?
1) O RNAm leva a mensagem copiada do DNA até os
ribossomos.
2) O RNAt transporta os aminoácidos ativados até os
ribossomos, organizando-os segundo a sequência de
nucleotídeos contida no RNAm e que foi transcrita do
DNA. Cada aminoácido liga-se a um RNAt específico, que é
identificado pelo seu anticódon.
3) Os ribossomos, organelas citoplasmáticas situadas nas
paredes do retículo endoplasmático, mantêm o controle da
síntese, de tal forma que os aminoácidos sejam reunidos na
mesma ordem determinada pelos códons do DNA.
 Este controle é feito através do RNA ribossômico. Durante a
formação da cadeia polipeptídica, os ribossomos movem-se
ao longo do RNAm, traduzindo cada um dos códons.

32. REGULAÇÃO GÊNICA
 Todos os tipos de genes estruturais - codificadores de
proteínas em geral, do RNAt e do RNAr - estão
organizados em grupos que podem ser controlados
coordenadamente.
 Este controle é exercido por um gene denominado
gene regulador, que produz uma proteína, diferente
das que são codificadas pelos estruturais, e cuja função
é controlar a expressão destes últimos genes.

33. REGULAÇÃO GÊNICA EM
EUCARIOTOS
 As necessidade regulatórias dos organismos superiores
podem ser divididas em dois tipos:
a) regulação com efeitos a longo prazo, que envolve a
diferenciação morfológica e funcional permanente;
b) regulação com efeitos a curto prazo, que resulta em
respostas imediatas, porém transitórias, a um dado
estímulo;

34.  A regulação da expressão gênica nos eucariotos pode
dar-se pelo menos em quatro fases:
 (a) ativação do gene estrutural;
 (b) início da transcrição;
 (c) processamento do RNAm e transporte ao citoplasma;
 (d) tradução do RNAm.
 A expressão gênica nesses organismos é considerada
sob controle positivo: os genes são inativos, a menos
que eles sejam ligados.
 Os estágios seguintes da regulação podem estar
sujeitos a controle positivo ou negativo.
 Os mecanismos e moléculas que executam os vários
tipos de controle ainda são pouco conhecidos.