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ESPECÍFICA REPLIC TRANSC E TRAD

O documento discute os processos de controle gênico celular, incluindo a estrutura e função do DNA e RNA, replicação do DNA, transcrição, tradução e síntese de proteínas. O resumo apresenta as três principais etapas do controle gênico: replicação do DNA, transcrição do DNA em RNA e tradução do RNA em proteínas.

Educação◦
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Controle Gênico Celular Profa. Marcia M Pedroso
Nucleotídeos • É a unidade formadora dos ácidos nucléicos: DNA e RNA. • Eles estão unidos por uma lig. Fosfodiéster entre a pentose de um nucleotídeo e o grupo fosfato de outro; • É composto por um radical fosfato, uma pentose (ribose  RNA e desoxirribose DNA) e uma base nitrogenada (Adenina, Guanina, Citosina, Timina e Uracila).
Nucleotídeos C G A T
Nucleotídeos Para memorizar as bases nitrogenadas e diferenciá-las, guarde: PUlGA (pulga): PU = púrica, G = guanina, A = adenina; PITUCa (pituca): PI = pirimidina, T = timina, U = uracila e C = citosina; C G A T
O CONTROLE GÊNICO CELULAR Os processos de replicação, transcrição e síntese de proteínas na célula são controlados pelo metabolismo de controle. As duas principais personagens são as moléculas de DNA e RNA. O DNA (ácido desoxirribonucleico) é o patrimônio genético, que contém as instruções para a síntese de todas as proteínas que a célula é capaz de realizar. O RNA (ácido ribonucleico) atua como mensageiro (RNA mensageiro) entre o DNA e o ribossomo, local de síntese de proteínas.
DNA - Ácido Desoxirribonucléico. • Molécula de fita dupla formando uma dupla hélice; • As fitas estão unidas por pontes de Hidrogênio; • Tem como base nitrogenada exclusiva a timina; • Tem como pentose a desoxirribose.
RNA - Ácido Ribonucléico. • Molécula de fita SIMPLES formando uma hélice; • Tem como base nitrogenada exclusiva a uracila; • Tem como pentose a ribose.
≠S ENTRE DNA e RNA DNA (ácido desoxirribonucleico) RNA (ácido ribonucleico) Localiza-se somente no núcleo Localiza-se no núcleo e no citoplasma Apresenta forma de dupla hélice com duas Apresenta apenas uma fita fitas É formado com a pentose (açúcar) É formado com a pentose ribose desoxirribose Bases nitrogenadas participantes: A, T, C, G Bases nitrogenadas participantes: A, U, C, G
DNA RNA Adenina Guanina Ligação fosfodiéster Citosina Timina Uracila
C G PAREAMENTO DAS BASES A T
“Regras de Chargaff” • Que a sequencia de nucleotídeos do DNA varia entre as espécies, isto é, não se repetiam na mesma ordem; • Que quase todo o DNA, independentemente de qual organismo ou tecido tenha sido extraído, mantém algumas propriedades; • Demonstrou que o total de purinas (A+G) e o total de pirimidinas (C+T) eram geralmente iguais; • E que a quantidade de A / T e C / G são também iguais.
O DNA apresenta estrutura Os pares de bases de em dupla fita, com Watson-Crick pareamento obrigatório: A sempre com T C sempre com G O pareamento é antiparalelo A existência de sulcos diferentes (maior e menor) se deve: (1) Às diferentes estruturas das bordas superior e inferior das bases (2) À assimetria da desoxirribose
Watson e Crick também propuseram uma disposição em hélice (parafuso) das duas fitas complementares Atenção para os sulcos maior e menor ao longo da hélice
Transcrição Reversa - transcriptase reversa • Enzima encontrada nos vírus com RNA (retrovírus). • Faz uma transcrição inversa, produzindo uma molécula de DNA a partir de seu RNA. • Uma vez produzido o DNA nos retrovírus, pela atividade da transcriptase reversa este se integra ao cromossomo da célula infectada e ocorre a síntese de proteínas virais, seguindo o processo normal da síntese protéica (DNA-RNA-proteína). • Um exemplo desse tipo de vírus é o HIV, causador da Aids.
Replicação DNA DNA Transcrição Reversa Transcrição RNA Tradução Proteína
Duplicação do DNA • É a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação. • Ocorre durante a fase S da intérfase. • É do tipo semiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas originais que serviu de molde para a síntese de outra fita “nova” • Possui como principal enzima a DNA polimerase. Além dela temos as enzimas: • DNA ligase = liga os fragmentos de Okazaki (lig. Fosfodiéster); • DNA helicase = abre a cadeia quebrando as ptes de H; • DNA primase = síntese de primers (seq de nucleotídeos) 5’→ 3’ formam os frag. de Okasaki; • Topoisomerase = corta as cadeias a frente da duplicação relaxando a dupla hélice.
Todas as DNA polimerases conhecidas são capazes de estender fitas de DNA apenas na direção 5' 3' Como, então, se dá a síntese na outra fita molde de direção 3' 5' da forquilha de replicação que está “EMBOLADA”? O que ocorre é uma replicação descontínua numa direção e contínua na outra; os fragmentos (de Okasaki) são unidos mais tarde por uma ligase
Todas as DNA polimerases precisam de um grupo 3'-OH para estender a cadeia de DNA Como, então, se inicia a síntese de DNA? Uma enzima chamada primase sintetiza um PRIMER de RNA tanto na fita líder como nos fragmentos de Okasaki, deixando o grupo Uma RNA polimerase pode sintetizar também OH 3’ livre um primer da fita líder
DNA Duplicação DNA DNA
RNA • Ácido Ribonucléico; • Molécula de fita simples; • Todos sintetizados a partir do DNA no núcleo. É dividido em: RNA mensageiro (RNAm) RNA transportador (RNAt) RNA ribossômico (RNAr)
RNAm - produto da transcrição  Leva a informação da sequencia proteica a ser formada do núcleo para o citoplasma, onde ocorre a tradução;  Compreende somente cerca de 5% do RNA da célula  Ele contém uma sequencia de trincas correspondente a uma das fitas do DNA;  Cada trinca (três nucleotídeos) no RNAm é denominada códon e corresponde a um aminoácido na proteína que irá se formar.
No RNAm existe: 1 códon  3 nucleotídeos no RNAm = 1aa  um códon de iniciação = AUG (metionina);  3 códons de término = UAA, UAG, UGA (stop); 7 códons  21 nucleotídeos = 7 aa
RNAt  Levam os aminoácidos para o RNAm durante o processo de síntese proteica;  Apresentam uma trinca de nucleotídeos que se destaca, denominada anticódon;  É através do anticódon que o RNAt reconhece o local do RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele transportado;  Cada RNAt carrega um aminoácido específico, de acordo com o anticódon que possui.
Há 20 aminoácidos diferentes para formar vários tipos de proteínas, as quais diferem pela posição dos aminoácidos. Nosso material genético é degenerado, ou seja, trincas ≠ podem determinar um mesmo aa.
tRNA -Estrutura secundária com grampos e alças formando um trevo -Alto número de bases modificadas depois da sua transcrição
2a. Letra do códon Degeneração do código genético 1a. Letra do códon Total de códons = 64
Pareamento oscilante da terceira base do códon (wobble base-pairing)
Sítio de ligação ao aminoácido U A C Anti-códon
RNAr  formado nos nucléolos → RON → alguns cromossomos a possuem (região satélite); São componentes dos ribossomos, organela onde ocorre a síntese protéica; Os ribossomos são formados por RNAr e proteínas.
RIBOSSOSMO  Formado por duas subunidades, a maior (60S) e a menor (40S);  Possui sítios onde o RNAt se liga para a síntese de proteínas;  Podem estar aderidos a memb. do REG;  Podem estar livres ou na forma de polirribossomos no citoplasma.
Transcrição Processo pelo qual uma molécula de RNAm é produzida usando como molde o DNA. DNA fita codificadora DNA fita molde RNA transcrito
FASES DA TRANSCRIÇÃO • INÍCIO – quando ocorre reconhecimento de sequência específica no DNA (AUG); • ALONGAMENTO – quando os ribonucleotídeos são sucessivamente incorporados; • TERMINAÇÃO – quando sequências de término no DNA são reconhecidas e a síntese é interrompida (UAA, UAG, UGA).
FUNÇÕES DA RNA POLIMERASE • Reconhecer o promotor; • Síntese de RNA no sentido 3’ → 5’; • Desnaturar o DNA expondo a sequência a ser copiada; • Manter as fitas de DNA separadas na região da síntese; • Manter o híbrido DNA:RNA estável; • Renaturar o DNA na região imediatamente posterior à síntese; • Terminar a síntese do RNA.
Bolha de transcrição RNA polimerase Fita molde Direção da transcrição
Direção da transcrição
DNA Transcrição DNA RNA
Tradução • Também chamada síntese de proteínas • Quando o RNAm chega ao citoplasma ele se associa ao ribossomo. Após essa associação os RNAt levam os aminoácidos, que serão ligados, formando assim a proteína.
A tradução do mRNA ocorre em três etapas: iniciação, alongamento e terminação. Iniciação A tradução inicia-se com a formação de um Complexo de iniciação: - tRNA que transporta o primeiro aminoácido – a metionina -subunidade menor e maior do ribossoma ligado ao RNAm; Elongação  O segundo tRNA liga-se ao sítio. Estabelecimento de uma ligação peptídica, entre o grupo carboxilo (COOH) e o grupo amina (NH2) do outro; Catalizada por uma enzima, a peptidil-transferase. Terminação  O processo para quando surge um dos códons de terminação = stop (UAA, UAG e UGA)  Todas as “peças” soltam-se.
• Quando o RNAm chega ao citoplasma, ele se associa ao ribossomo. • Nessa organela existem 2 SÍTIOS onde entram os RNAt com aminoácidos específicos. U A C AAA AU G U U U C U U GAC CC C U GA • Somente os RNAt que têm sequencia do anti- códon complementar à sequencia do códon entram no ribossomo.
• Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos. U A C AAA AU G U U U C U U GAC CC C U GA
• O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido. UAC AAA AU G U U U C U U GAC CC C U GA
• O ribossomo agora se desloca uma distância de 1 códon. • o espaço vazio é preenchido por um outro RNAt com sequência do anti-códon UAC complementar à seqüência do códon. AAA G AA AU G U U U C U U GAC CC C U GA
• Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos. UAC AAA G AA AU G U U U C U U GAC CC C U GA
UAC AAA G AA AU G U U U C U U GAC CC C U GA • O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido. • e assim o ribossomo vai se deslocando ao longo do RNAm e os aminoácidos são ligados.
• Quando o ribossomo passa por um códon de terminação nenhum RNAt entra no ribossomo, porque na célula não existem RNAt com seqüências complementares aos códons de terminação. GGG AU G U U U C U U GAC CC C U GA Códon de terminação
GGG • Então o ribossomo se solta do RNAm, a proteína recém formada é liberada e o RNAm é degradado. AU G U U U C U U GAC C C C U GA
Tradução: aa livre Gly Ribossomo Phe His Glu Proteína Asp Met Ala Cys tRNA 5’ 3’ AU G G CAU G C GAC GAAU U C G GACACAUA Molécula de mRNA codon Direção do avanço do ribossomo
Gly Phe His Glu Asp Met Ala Cys 5’ 3’ AU G G CAU G C GAC GAAU U C G GACACAUA
Gly Phe His Glu Met Ala Cys Asp 5’ 3’ AU G G CAU G C GAC GAAU U C G GACACAUA
His Gly Met Phe Ala Cys Asp Glu 5’ 3’ AU G G CAU G C GAC GAAU U C G GACACAUA
Ile Met His Ala Gly Cys Asp Glu Phe 5’ 3’ AU G G CAU G C GAC GAAU U C G GACACAUA
Lys Met Ala Ile Cys His Asp Glu Phe Gly 5’ 3’ AU G G CAU G C GAC GAAU U C G GACACAUA
Met Ala Lys Cys Asp Ile Glu Phe Gly His 5’ 3’ AU G G CAU G C GAC GAAU U C G GACACAUA
Met Ala Cys Lys Asp Glu Phe Gly His Ile 5’ 3’ AU G G CAU G C GAC GAAU U C G GACACAUA
Ala Cys Asp Glu Phe Met Gly His Ile Lys Leu Met Asn Pro Gln 5’ STOP 3’ AUAAAAU UAAU GAAC C CACAAUAAAAA
VISTO DE OUTRO MODO
Terminação
UM RESUMO DOS 3 PROCESSOS
Oração do DNA Creio no DNA todo poderoso criador de todos os seres vivos, creio no RNA, seu único filho, que foi concebido por ordem a graça do DNA polimerase. Nasceu como transcrito primário padeceu sobre o poder das nucleases, metilases e poliadenilases. Foi processa, modificado e transportado. Desceu do citoplasma e em poucos segundos foi traduzido à proteína. Subiu pelo retículo endoplasmático e o complexo de Golgi E está ancorado à direita de uma proteína G Na membrana plasmática De onde há de vir a controlar a transdução de sinais Em células normais e apoptóticas Creio na Biologia Molecular Na terapia gênica e na biotecnologia No sequenciamento do genoma humano Na correção de mutações Na clonagem da Dolly Na vida eterna. Amém
ESPECÍFICA REPLIC TRANSC E TRAD