Protege as fitas de DNA para que não se reassociem Primasa: Sintetiza pequenos fragmentos de RNA que servirão de iniciadores para a DNA polimerase DNA polimerase: Sintetiza o novo DNA complementar lendo a fita molde. Ligase: Liga os fragmentos de DNA sintetizados pela DNA polimerase. As duas fitas de DNA são separadas pela ação da helicase e da primasa. A DNA polimerase sintetiza o novo DNA complementar lendo a fita molde. Ao final, as duas fitas no

1. DISCIPLINA: CIÊNCIAS MOLECULARES E CELULARES
EXPRESSÃO GÊNICA
PROFESSOR: Leandro Baginski

2. 1 - CICLO CELULAR
1.1 – Interfase
1.2 – Mitose
1.3 – Meiose
2 - EXPRESSÃO GÊNICA
1.1 – Replicação do DNA
1.2 – Transcrição
1.3 – Tradução

3. O genoma do homem apresenta 46 cromossomos,
dispostos em duplas, compondo na composição final 23 pares, dos
quais metade é transmitida pela linhagem paterna, através do
espermatozóide, e a outra metade é legada pela esfera materna,
por meio de seus óvulos.
No interior dos cromossomos estão abrigados os genes –
calcula-se a existência de aproximadamente 130 mil genes. Neles é
elaborado o reservatório de proteínas, essenciais para a
estruturação dos organismos vivos.

4. As células que possuem os cromossomos homólogos são
chamadas de células diplóides (2n), pois eles estão aos pares.
Células que contém apenas 1 dos representantes são chamadas de
haplóides (n) e são, normalmente, formadas por meiose para a
produção de gametas.

5. Semelhante ao organismo vivo, a célula também apresenta
períodos em sua existência, que podem ser divididos em duas etapas –
a interfase e a etapa de divisão.
A interfase é a preparação da célula para a divisão. É um
processo de intensa produção de proteínas, onde ocorre a duplicação
do material genético. Os dois braços do cromossomo duplicado
permanecem unidos por uma proteína chamada coesina. Estas duas
fitas unidas pela coesina são chamadas de cromátides-irmãs, e irão se
separar somente na anáfase.

7. G1 ou G0 – é o período imediatamente após a formação da célula.
Quando em G0, a célula não recebe estímulo para iniciar uma nova
divisão, fica exclusivamente para realizar sua atividade celular.
Neurônios são exemplos de células que permanecem em G0.
As células que se apresentam em G1, passam por períodos de
crescimento, diferenciação e produção de substâncias, como proteínas.

8. S – na fase de síntese, a célula, mesmo realizando suas funções
metabólicas, inicia o processo de duplicação do seu material
genético, o DNA. Ao final desta etapa, a célula contará com seu DNA
todo duplicado e passará então para a fase seguinte, G2.

9. G2 – esta fase se caracteriza pela produção de substâncias que irão
contribuir para a formação das duas novas células que serão
formadas, assim, todas as organelas devem ser duplicadas.
Finalizando o período de G2, a célula passa para a etapa de divisão.
Em caso de divisão para formação de células somáticas (não
reprodutivas) ocorrerá o processo de mitose, mas em caso de
formação de células germinativas (reprodutoras – espermatozóide
ou óvulo) teremos o processo de meiose.

10. Em ambos os processos de divisão, mitose ou meiose, haverá
formação de novas células ao final do processo. As células formadas
pelo processo de mitose serão iguais entre si e em relação à célula-
mãe que as originou, já em relação às células formadas pelo processo
de meiose, estas serão diferentes entre si.
O tempo relativo ao ciclo celular varia de acordo com a
função desempenhada pela célula. As células da epiderme intestinal,
por exemplo, podem se dividir até duas vezes por dia, enquanto que as
células do fígado, até duas vezes ao ano. Já as células nervosas, os
neurônios, praticamente não se dividem!

12. MITOSE

13. Definição:
Mitose é o processo de divisão celular pelo qual
uma célula eucarionte origina, em seqüência ordenada de
etapas, duas células-filhas cromossômica e
geneticamente idênticas.

14. A mitose é o processo de reprodução celular que
ocorre em grande parte das células durante parte do ciclo
celular. Resumidamente, a mitose é o processo pelo qual
uma célula diplóide dá origem a duas outras células
diplóides, idênticas à célula-mãe e entre si. Isso quer dizer
que uma célula com certo número de cromossomos (no caso
humano, seriam 46) originaria outras duas células idênticas a
essa.
A mitose está dividida em 4 fases:

15. 1. Prófase:
Neste momento, a cromatina, que antes estava
descondensada, começa a se condensar. Os centríolos
vão afastando-se para os pólos criando fibras, chamadas
Fibras do Fuso Acromático. A membrana nuclear
desaparece junto com os nucléolos.

17. 2. Metáfase:
A principal característica da metáfase é a
disposição dos cromossomos (cromatina) bem no centro
da célula, formando o que se chama de Placa Equatorial.
Para tal disposição, os cromossomos condensam-se
totalmente e unem-se às fibras do fuso por meio dos
centrômeros. É nessa fase que se dá o estudo do
cariótipo.

19. 3. Anáfase:
É a fase da separação. As fibras do fuso se encurtam
em direção aos pólos levando consigo as cromátides
(partes) dos cromossomos, que passam a constituir um
cromossomo independente cada. É na anáfase que está o
segredo: uma célula de 46 cromossomos precisa originar 2
células de 46 cromossomos.

21. 4. Telófase:
Com os cromossomos já nos pólos junto aos
centríolos, a cromatina começa a se descondensar,
ressurgem a membrana nuclear e os nucléolos, e a célula se
divide. A divisão em si é chamada citocinese. Após a
telófase, as células voltam à interfase.

27. MEIOSE

28. A meiose é caracterizada pela redução do número de
cromossomos à metade nas quatro células filhas
resultantes. A redução cromossômica é decorrente de uma
única duplicação cromossômica seguida por duas divisões
nucleares sucessivas, a meiose I e a meiose II.

29. A meiose I é reducional, pois reduz à metade o
número de cromossomos e é dividida pelas seguintes fases:
prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. Enquanto a
meiose II é equacional já que o número de cromossomos
das células que sofrem a divisão é igual nas células que se
originam. As fases desta etapa são denominadas: prófase II,
anáfase II, metáfase II e telófase II.

30. Prófase I
Metáfase I
Anáfase I
Telófase I
Meiose I
Meiose II
Prófase II
Metáfase II
Anáfase II
Telófase II

31. Prófase I
A prófase I é uma fase longa e complexa e por este
motivo é subdividida em cinco subfases consecutivas:
leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.
A prófase I é iniciada pela condensação dos
cromossomos duplicados na interfase – fase na qual a célula
atinge sua maior atividade metabólica quando ocorre a
duplicação do DNA (período S).
Em seguida, à medida que os cromossomos homólogos
duplicados se condensam, eles se vão se emparelhando ao
longo de todo o comprimento.

32. Assim, inicia-se a permutação ou crossing-over –
quebra de cromátides homólogas seguida pela troca de
pedaços e a ressoldagem da parte trocada.
Esses pontos dão origem a figuras em forma da letra
X, denominadas quiasmas. A prófase I termina com a
máxima condensação de cada cromossomos – ainda presos
a seu homólogos pelos quiasmas – e o deslocamentos destes
em direção às extremidades do citoplasma.

34. CROSSING OVER
No interior das células germinativas, os cromossomos
homólogos ficam pareados. Durante a compressão dos mesmos, pode
haver um entrelaçamento entre as cromátides homólogas dos
cromossomos, mas que não são irmãs, seguido de uma quebra as
cromátides em determinados pontos e troca de genes entre as mesmas.
Após a separação dos cromossomos, cada um apresenta material
genético do outro, apresentando, deste modo, versões de genes
distintas da original. Uma vez que este processo ocorre somente com
uma das cópias do cromossomo, o grupo de informações iniciais não é
completamente perdido, resultando em um aumento de variabilidade.

35. Metáfase I
Na metáfase I, há a desintegração da membrana
nuclear (carioteca) e os pares de cromossomos homólogos
que ainda são mantidos pelos quiasmas, se dispõem na região
equatorial da célula de forma que os homólogos de cada par
fiquem voltados para pólos opostos na célula.

36. Anáfase I
A anáfase I é caracterizada pelo deslocamento dos
cromossomos homólogos para pólos opostos na célula. Neste
caso, diferentemente da mitose, as cromátides irmãs não se
separam, o que ocorre é a separação dos cromossomos
homólogos, indo cada par dos cromossomos duplicados
(constituídos por duas cromátides unidas pelo centrômero)
para cada pólo.

37. Telófase I
Quando os cromossomos duplicados chegam ao
pólo, inicia-se a telófase I. Em seguida, os cromossomos se
descondensam, a carioteca e os nucléolos reaparecem e
ocorre a citocinese – divisão do citoplasma que origina
duas células filhas, que por não possuírem pares de
homólogos, são células haplóides caracterizando uma
divisão reducional.
O intervalo entre a primeira e a segunda divisão da
meiose é denominado de intercinese.

39. Meiose I

40. Prófase II
Na meiose II, a prófase II inicia-se pela condensação
dos cromossomos, desaparecimentos dos nucléolos e
migração dos centros celulares para pólos opostos da célula.
O término dessa etapa é marcado pela desintegração
da carioteca e pelos cromossomos encontrarem-se
espalhados pelo citoplasma.

41. Metáfase II
A metáfase II, os cromossomos, unidos pelo
centrômero, organizam-se no pólo equatorial da célula,
voltando as cromátides para pólos opostos da célula. Essa
etapa é finalizada pela divisão do centrômero e,
consequentemente, a separação das cromátides irmãs.

42. Anáfase II
Na anáfase II, as cromátides irmãs são puxadas
para pólos opostos da célula.

43. Telófase II
A segunda divisão é concluída com a telófase II,
etapa na qual os cromossomos se descondensam, há o
reaparecimento dos nucléolos e a carioteca se reintegra.
Em seguida o citoplasma se divide resultando quatro
células-filhas.

45. Meiose II

46. Mitose Meiose
- Resulta em duas células geneticamente
iguais
- Resulta em quatro células geneticamente
diferentes
- Não há redução do número de cromossomos - Há redução do número de cromossomos
- Não há permuta gênica entre cromossomos
homólogos
- Normalmente ocorre permuta gênica
entre os cromossomos homólogos
- Ocorre em células somáticas - Ocorre em células germinativas
- A duplicação do DNA antecede apenas uma
divisão celular
- A duplicação do DNA antecede duas
divisões celulares
- Uma célula produzida por mitose, em geral,
pode sofrer nova mitose
- Uma célula produzida por meiose não
pode sofrer meiose
- É importante na reprodução assexuada de
organismos unicelulares e na regeneração das
células somáticas dos multicelulares
- É um processo demorado (podendo, em
certos casos, levar anos para se completar)
- Não há redução do número de cromossomos - Há redução do número de cromossomos

48. Expressão Gênica

49. DNA DNA
RNA
Proteína
Replicação
Transcrição
Tradução

51. O gene é um segmento de uma molécula de DNA que
contém um código para a produção dos aminoácidos da cadeia
polipeptídica e as sequências reguladoras para a expressão, embora
no genoma humano existam grandes sequências não codificantes.
As sequências codificantes são chamadas de éxons. Elas são
intercaladas por regiões não codificantes, chamadas de íntrons,
que são inicialmente transcritas em RNA no núcleo, mas não estão
presentes no mRNA final no citoplasma, não sendo representada
no produto protéico final. Em muitos genes, o tamanho cumulativo
dos exons é muito menor que o de íntrons.

52. O éxons tendem a ser curtos (cerca de 150 nucleotídeos),
enquanto os íntrons podem possuir várias centenas de nucleotídeos.

53. REPLICAÇÃO

54. A replicação do DNA é o processo de auto-
duplicação do material genético, mantendo o padrão de
herança ao longo das gerações.

55. A replicação acontece antes da divisão celular, na
fase S da interfase. A replicação também pode ser
reproduzida em laboratório através de um ensaio
conhecido como PCR.

57. Replicação do DNA (formar um novo DNA)
A replicação do DNA ocorre sempre no sentido 5’-
3’ e se inicia na Origem de Replicação que são pontos
específicos onde a replicação começa. É um processo
semi conservativo pois gera sempre uma cópia.
Obs. Existem várias origens de replicação pois o DNA é
muito grande.

59. Enzimas que participam da replicação:
Helicase: Rompe as pontes de Hidrogênio para abrir as fitas e permitir que a
DNA polimerase aja.
Topoisomerase: Auxilia a helicase aliviando a pressão dentro da forquilha de
replicação.
Girase : Gira a dupla hélice permitindo que a forquilha de replicação fique
aberta.
DNA Polimerase: participa da formação, revisão e correção da ligação
fosfodiester, acrescentando os nucleotídeos.
Ligase: Une os fragmentos de Eukasaki após a retirada dos primers.
Primases: Responsável pela formação dos Primers (iniciadores).
Fita líder: copiada de forma contínua sempre no sentido 5’-3’.
Fita atrasada: copiada e forma descontínua. Gera os fragmentos de okasaki
que são unidos depois pela ligase.
Primers: Pequena sequência de RNA que se liga à origem de replicação
iniciando a replicação. Os primers são construídos pela primaze.

60. A AT CA AG CC T G T G
MOLÉCULA DE DNA
Fita mãe
Fita filha

61. A AT CA AG CC T G T G
T TA GT TC GG A C A C
MOLÉCULA DE DNA
Fita mãe
Fita filha

62. TRANSCRIÇÃO

63. A partir do DNA são transcritas as moléculas de
RNA, que podem ser de três tipos principais: RNA
mensageiro (RNAm), RNA ribossômico (RNAr) e RNA
transportador (RNAt).
No núcleo de todas as células eucarióticas, a
produção de RNA se da a partir do molde de uma fita do
DNA. Então, o RNA segue para o citoplasma onde se associa
aos ribossomos, na fase de transcrição, para a formação
das proteínas.

64. Tipos de RNA
RNA ribossômico: O RNAr participa na produção de ribossomos. A região do DNA
molde para esse RNA é chamada de região organizadora do nucléolo. Ao serem
sintetizadas, as moléculas de RNA ribossômico se acumulam nessas regiões, formando
os nucléolos.
RNA transportador: Este RNA transporta os aminoácidos até os ribossomos para a
produção das proteínas. O anticódon é uma região do aminoácido por onde a
tradução começa e é formado por uma trinca de bases, onde o RNA transportador se
emparelha ao códon, que é uma trinca complementar de bases do RNA mensageiro.
RNA mensageiro: O RNAm possui as informações para a síntese do RNA. Ele possui as
trincas de bases nitrogenadas que definem os aminoácidos. O RNA transportador
possui o anticódon, que vai se encaixar com o códon do RNA mensageiro. Os RNAs só
se encaixam se códon e anticódon forem correspondentes.

65. TRANSCRIÇÃO
A cadeia de DNA é separada através de uma enzima que
promove a quebra das pontes de hidrogênio. Quando as hélices
estão separadas, uma enzima chamada RNA polimerase une-se
a uma das extremidades da fita, pois apenas uma fita é copiada,
e segue pela cadeia, formando os pares: A-U e C-G. Essa
extremidade é específica e possui uma seqüência chamada
de promotor. A polimerase do RNA segue pela extensão da
cadeia, transcrevendo o DNA em RNA até encontrar a seqüência
de terminalização, que contém bases específicas que
determinam o fim da transcrição.
Ao término do processo, a molécula de RNA se
desprende e as fitas de DNA voltam a se unir.

67. Elongação
RNA polimerase
Helicase

68. A AT CA AG CC T G T G
MOLÉCULA DE RNA
Fita mãe
Fita filha

69. A AT CA AG CC T G T G
U UA GU UC GG A C A C
MOLÉCULA DE RNA
Fita mãe
Fita filha

70. TRADUÇÃO

71. Tradução é o nome dado ao processo biológico no
qual a sequência nucleotídica de uma molécula de mRNA
(RNA mensageiro) é utilizada para ordenar a síntese de
uma cadeia polipeptídica com sequência
de aminoácidos que determina uma proteína.
Proteína: são compostos orgânicos de alto peso molecular formadas
pelo encadeamento de aminoácidos. Representam cerca do 50 a 80%
do peso seco da célula sendo, portanto, o composto orgânico mais
abundante de matéria viva.

72. Cada trinca de bases do RNA mensageiro
representa um códon e está relacionada a um
aminoácido específico
A tradução é processada em estruturas chamadas
de ribossomas, que posicionam corretamente RNAt com
RNAm e catalisam as ligações peptídicas entre
aminoácidos para a síntese de proteínas.

73. Os ribossomos são compostos por duas
subunidades e agem de maneira a percorrer a totalidade
da cadeia de RNA mensageiro. O papel do RNA
transportador nesse processo seria o de conectar os
códons do RNA mensageiro com os devidos aminoácidos
espalhados pelo citoplasma. Ao efetuar tal processo, o
ribossomo fará a ligação peptídica entre os códons
trazidos pelo RNA transportador, gerando a fita protéica.

77. Num organismo diplóide um pesquisador verificou que
uma molécula de DNA continha 22% de GUANINA.
Com base nesta informação determine qual o
percentual de cada uma das outras bases.

78. Quantos cromossomos há nas células do intestino
humano na anáfase II?

79. O que é um cariótipo triplóide humano (3n)? Esquematize

80. As bases púricas produzidas pelo RNA são:
a) citosina e guanina
b) adenina e uracila
c) citosina e timina
d) adenina e guanina
e) citosina e uracila.

81. Quais as principais diferenças entre a replicação, transcrição
e a tradução de eucariontes?

82. O que você entende por “orientação anti-paralela” das
fitas de DNA?

83. Quais as principais características da molécula de DNA?

84. Os ácidos nucleicos são constituídos por cadeias
polinucleotídicas. Descreva resumidamente este tipo de
composto.