Este documento aborda a biologia molecular e a biotecnologia, explicando os processos de transcrição e tradução do DNA, que resultam na formação de proteínas. Destaca também técnicas biotecnológicas como clonagem gênica, PCR e fingerprinting de DNA, além de suas aplicações em medicina e identificação. A terapia gênica é discutida como uma forma de manipulação genética para tratar doenças hereditárias ou adquiridas.

1. Disciplina: Biologia
Professora: Daniela Rodrigues
Turma: 3° Série – Ensino Médio
Biologia Molecular e Biotecnologia

2. Transcrição
Transcrição é a síntese de uma molécula de RNA, processo
que exige uma gama de proteínas, precursores de
nucleotídeos de RNA e um molde de DNA para, ao final
dessa fase, obter a primeira etapa na via de informação,
que é o dogma central da biologia molecular: o DNA é
transcrito em RNA, e este é traduzido em uma proteína.

3. Transcrição

4. Transcrição
Todos os tipos de RNA são formados pelo
processo de transcrição, e os principais são:
• RNA ribossômico (RNAr): junto com proteínas,
forma o ribossomo;
• RNA mensageiro (RNAm): é o que contém a
informação para a produção das proteínas;
• RNA transportador (RNAt): carrega os
aminoácidos até os ribossomos para compor as
proteínas.

5. Transcrição

6. Tradução é a leitura, pelos ribossomos, da molécula de RNAm
que foi transcrita (e processada, em eucariontes), e, como
resultado, ocorre a formação de uma proteína. Proteínas são
polímeros de aminoácidos unidos por ligações peptídicas.
O grupo de bases que codificam um aminoácido é chamado
códon  unidade básica do código genético.
Alguns aminoácidos são codificados por mais de um códon;
mas um códon só codifica um determinado aminoácido.
* Tradução

8. Componentes da tradução:
*RNA mensageiro (RNAm): leva a informação genética
da proteína.
* Ribossomo (subunidade maior e menor) : ocorre o
reconhecimento dessas moléculas e sua ligação para
a formação da proteína.
* RNA transportador (RNAt): carrega o aminoácido
específico, informação fornecida por uma região
conhecida como anticódon, que corresponde aos três
nucleotídeos complementares à molécula de RNAm.

9. Etapas para a tradução:
*iniciação: o RNAm liga-se à subunidade
menor do ribossomo; depois, o RNAt liga-se
ao RNAm pareando seu anticódon ao
códon; com isso, a subunidade maior do
ribossomo une-se ao complexo de
iniciação.

10. Alongamento : os aminoácidos são unidos por ligações peptídicas para formar
uma proteína. No ribossomo há dois sítios principais – A, no qual ocorre a
entrada do aminoácido, e P, no qual fica o peptídeo em formação.
O primeiro RNAt ocupa o sítio P, pois o códon de início está aí posicionado.
* ligação peptídica
é estabelecida.
* o primeiro RNAt
é transferido para o
sítio E.
* Depois, o ribossomo
desloca-se no RNAm
E os dois aminoácidos
unidos ocupam o sítio
P, deixando o sítio A
livre para o próximo
RNAt.

11. No término, o sítio A é ocupado por um
fator de liberação, que se liga ao RNAm no
códon de término.
Como não há anticódons que pareiam com o
códon de término, o polipeptídeo é liberado
e as subunidades do ribossomo se dissociam.

13. Biotecnologia
Nas últimas décadas, o desenvolvimento de pesquisas
sobre os processos de replicação, transcrição e tradução
do DNA vem proporcionando um avanço excepcional do
conhecimento da informação genética e das técnicas
utilizadas na sua manipulação.
A tecnologia do DNA recombinante consiste em um
conjunto de técnicas responsáveis por manipular o
material genético dos seres vivos. Com o objetivo de
isolar, recortar e colar uma região específica do DNA de
um organismo em outro, esse estudo, também chamado
engenharia genética, auxilia na análise, no manejo e na
recombinação de sequências de DNA.

14. Biotecnologia
Enzimas de restrição:
*Consiste no isolamento de moléculas de DNA e inserção
em outro organismo.
*O processo envolve a fragmentação do DNA, feita com a
introdução de enzimas de restrição, que atuam como
“tesouras moleculares”
*há outras que são capazes de ligar fragmentos de DNA,
como
as DNA ligases. Com essas enzimas, os cientistas podem
isolar genes e inserir pequenos trechos de DNA em
moléculas de DNA de organismos de outra espécie; o novo
trecho inserido é denominado DNA recombinante.

15. * EcoRI: enzima isolada da bactéria
Escherichia coli (Eco), usada como
fator de restrição, R, em técnicas
de engenharia genética.
Enzimas de restrição: escherichia coli

16. Eletroforese
Para visualizar e localizar fragmentos DNA, é utilizada a
técnica de separação por eletroforese em gel de agarose. Esse
processo de separação ocorre com base no tamanho e na carga
elétrica dos fragmentos de DNA.

17. Eletroforese

18. *Clonagem gênica
Vetor(plasmídeo)se liga
ao fragmento de DNA o
vetor introduz o DNA
exógeno na Bactéria.
Grande parte das técnicas de
engenharia genética precisa usar
muitas cópias de um fragmento
específico do DNA. Na clonagem
gênica esse trecho é introduzido em
uma bactéria para que a célula
replique seu DNA, agora
recombinante, e produza cópias
idênticas (clones) do trecho original
inserido.

20. Reação em cadeia da polimerase (PCR)
Com essa técnica é possível amplificar pequenos fragmentos
de DNA mais de 1 bilhão de vezes em poucas horas,
utilizando pequenas quantidades de DNA como amostra
inicial.
A replicação do DNA em PCR é mediada por uma DNA
polimerase utilizando uma amostra de DNA como molde e
um par de iniciadores(primer).
Além disso, há uma solução de íons de magnésio , dNTPs
(nucleotídeos, contendo as bases A, T, C e G), e outros sais.

21. * Reação em cadeia da polimerase (PCR)
* O ciclo da PCR é repetido em média trinta vezes.
* O processo de amplificação de uma sequência específica de DNA a partir de uma pequena
amostra é automatizado por um equipamento chamado termociclador.

22. Fingerprinting de DNA
*Também chamado perfil de DNA, o fingerprinting de DNA é uma técnica
empregada para identificar pessoas individualmente.
*No genoma de uma pessoas existem partes variáveis que tornam cada
individuo diferente.
*Essa técnica usa sequências curtas de DNA repetidas em tandem
(adjacentes umas em relação às outras) encontradas no genoma,
conhecidas como microssatélites ou STR.
*As pessoas diferem quanto ao número de cópias, e essas diferenças podem
ser detectadas por PCR. Assim, o DNA de um indivíduo com mais
repetições terá um segmento amplificado maior do que outro com menos
repetições.
APLICAÇÕES:
*Identificar pessoas em investigações criminais;
*Testes de paternidade;
* Estudo de relações genéticas entre organismos,

23. Fingerprinting de DNA

24. Mapeamento da variabilidade humana
Além dos microssatélites, usados na técnica anterior, há
também os polimorfismos de nucleotídeo único (SNP, do inglês
single nucleotide polymorphism), que são alterações em um
único par de bases e correspondem ao tipo de variação mais
comum na sequência de DNA.
Os SNPs, em sua maioria, são considerados marcadores
biológicos, pois estão em regiões não gênicas, e auxiliam na
localização de genes associados a doenças.
APLICAÇÃO:
Estudos que envolvem suscetibilidade a fatores ambientais,
desenvolvimento de doenças e herança de doenças genéticas
em famílias.

25. Terapia gênica
Quando a manipulação genética é empregada no tratamento ou na
prevenção de uma doença humana herdada ou adquirida, fala-se em
terapia gênica ou geneterapia.
Esse tipo de terapia utiliza a tecnologia do DNA recombinante para
alterar o genoma do indivíduo que se pretende curar. O objetivo é
reparar as deficiências de um gene (ou de um grupo de genes)
afetado ou até mesmo inibir a expressão de certos genes nas células-
alvo.
Para isso, a terapia gênica pode envolver:
*A substituição de um gene não funcional por uma cópia funcional;
*A deleção de um gene não funcional;
*A introdução de uma cópia gênica normal sem modificação do gene
original;
*A adição de um gene ausente no genoma.