04 - DNA e replicação, transcrição e tradução

download 04 - DNA e replicação, transcrição e tradução

of 32

Transcript of 04 - DNA e replicação, transcrição e tradução

DNA e RNA Dogma Central da Biologia Molecular

Profa. Dra. Vivian Alonso Goulart Curso de Biotecnologia Universidade Federal de Uberlndia

1 PARTE

1. cidos nuclicos

DNA: cido desoxirribonuclico; RNA: cido ribonuclico.

1

2. Composio qumica dos cidos nuclicos

Composio qumica do cido Fosfrico

Composio qumica da Desoxirribose e Ribose

2

3. Base nitrogenada Existem 5 tipos; Divididas em: a.Pricas (dois anis benzenos); b.Pirimidnicas (um anel benzeno).

a. Bases pricas: Adenina (A) e Guanina (G);

b.Bases pirimidnicas: Citosina (C); Timina (T) e Uracila (U).

No DNA esto presentes:

No RNA esto presentes:

Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e; Timina (T).

Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e; Uracila (U).

3

Composio qumica das Bases nitrogenadas

Representao da unio entre as 3 substncias que formam 1 nucleotdeo

3. Estrutura molecular dos cidos nuclicos

1.DNA Proposta por James Watson e Francis Crick (1953);

4

Principais Funes do DNADIVISO CELULAR DUPLICAO (replicao) do DNA.

EXPRESSO GNICA - Produto Gnico - TRANSCRIO E TRADUO

DNA o material gentico de quase todos os seres vivos.

Hlice Dupla

Figura 1

5

Existem regras para a unio entre dois nucleotdeos de uma mesma fita de DNA?

Resposta: Sim.

6

E quando duas fitas se unem para formar a Hlice dupla de DNA?

Regras a serem seguidas

1a regra:

Base Prica se une a Base Pirimidnica e vice-versa.2a regra:

A T (2 pontes H)

e

C G ( 3 pontes H)

7

Obs.: As duas fitas so complementares. Elas no so idnticas, mas se complementam perfeitamente.

Representao da unio entre dois nucleotdeos de duas fitas de DNA

Obs.: As 2 fitas so antiparalelas. Isso significa que correm em sentidos opostos. Uma fita comea com 5' e termina com 3' enquanto a outra comea com 3' e termina com 5'.

8

3. Estrutura molecular dos cidos nuclicos2.RNAO

RNA uma fita simples. menor que o DNA. relacionado com a sntese protica. gentico de alguns vrus.

Material

Estrutura do RNA

RNA mensageiroBASES

(RNAm)

Tipos de RNARIBOSE

RNA ribossomal (RNAr)

RNA transportador (RNAt)

9

Diferena entre o DNA e o RNAcidos nuclicos Componentes Bases nitrogenadas Pentose Fitas Localizao DNA A, G, C e T desoxirribose RNA A, G, C e U ribose

Duas (hlise dupla) uma Cromatina (DNA), Mitocndrias e cloroplastos Nuclolo,suco nuclear, ribossomos, mitocndrias e cloroplasto

2 PARTE

DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR

10

DOGMA CENTRALDNA RNA Protena (Produto gnico) (todas as clulas)

Procarioto X EucariotoEUCARIOTOSCitoplasma Ncleo Introns Exons

PROCARIOTOSDNA

DNA TRANSCRIO SPLICING capa 5 RNAm poli-adenilao 3 AAAA EXPORTAO RNAm TRADUO Protena

Pr-RNAm TRANSCRIO RNAm TRADUO Protena

DUPLICAO OU REPLICAOObjetivo: Gerar cpias das molculas de DNA.

Se faz necessria para que ocorram a Mitose e/ou a meiose.

Ocorre no ncleo.

um processo Semiconservativo.

11

REPLICAO DO DNASemi-conservativa; assincrnica

Enzimas que participam da Replicao

12

REPLICAO DO DNABidirecional

Semidescontnua

13

Reparo do DNA1erro em cada 1.000.000.000 bases adicionadas durante a replicao

Vdeo

Replicao do DNA

14

TranscrioObjetivo: formar as molculas de RNA tendo como molde segmentos de uma das fitas do DNA. Se faz necessria para que haja produo de protena. Ocorre no ncleo. Enzima envolvida: RNApolimerase - Encaixe de novos nucleotdeos obedecendo a correspondncia: AU e CG.

Eucarioto X Procarioto

15

TIPOS DE RNAs1. RNA mensageiro Funo: carrega as informaes do ncleo at o citoplasma. O nmero de nucleotdeos diretamente proporcional ao tamanho da protena que codifica.

16

2. RNA ribossmicoFuno: constitui os ribossomos junto com as protenas. a maior molcula de RNA. o mais abundante (80% do RNA celular).

Ribossomos de procariotos e eucariotosEUCARIOTOS PROCARIOTOS

49 PROTENAS

33 PROTENAS

34 PROTENAS

21 PROTENAS

Ribossomo -Tamanho: de 20 a 30 nm de dimetro. - 50% da estrutura dos ribossomos so de rRNA. Em eucariotos: * rRNA (sintetizado no nuclolo) * Exceo rRNA 5S * Associao no ncleo com protenas importadas do citoplasma

- Possuem funes catalticas (Ribozimas). -Localizao: Ncleo Citoplasma, mitocndrias e cloroplastos.

-A maior parte das protenas ribossmicas so protenas bsicas de pequeno tamanho. A sua carga positiva lhes permite interagir com as cargas negativas do RNAr.

17

3. RNA de transfernciacarregam os aminocidos, essenciais para a sntese de uma protena existe um RNAt para cada um dos 20 tipos de aa

3. RNA de transferncia

18

Vdeo

Transcrio do DNA

TRADUOObjetivo: Sintetizar molculas de Protenas. Se faz necessria para que o fentipo de uma caracterstica seja expresso ou se manifeste em um indivduo. Ocorre no citoplasma.

TRADUOMolculas envolvidas: RNAm RNAr Aminocidos RNAt Enzimas e ATP

19

Como a informao do RNAm decodificada??RNAm so polinucleotdeos formados a partir de 4 nucleotdeos

X X

Relao 1:1 4 aminocidos Relao 2:1

16 aminocidos (42) Protenas so polmeros formados a partir de 20 aminocidos RNAm lido pelo complexo Ribossomo e RNAt por blocos de 3 nucleotdeos (CDON) Relao 3:1 64 aminocidos (43)

Cdon

Aminocido

CDIGO GENTICO

Propriedades do Cdigo Gentico1 A unidade do cdigo gentico constituda de trs letras a partir da combinao de A, C, G e U. 3 letras no RNAm 1 cdon 1 aminocido na protena

Cdigo gentico

Degenerado os aminocidos podem ser codificados por mais de um cdon No ambguo cada cdon corresponde a um nico aminocido Universal todos os organismos possuem o mesmo sistema

20

Cdigo gentico

Propriedades do Cdigo Gentico2 O cdigo gentico tem ponto inicial A leitura da fita de mRNA sempre comea por um ponto determinado: cdon 5AUG 3. O incio da traduo sempre no local correto se d graas a uma seqncia anterior ao cdon 5AUG 3, que complementar ao rRNA da subunidade menor do ribossomo, de modo que quando o mRNA se associa com o ribossomo, o cdon se posiciona no local de incio da traduo.

Sntese de Protenas

21

Processamento do RNAr e seu transporte para o citoplasmaEUCARIOTOS Ncleo DNAr Nuclolo RNAr 5S Pr-RNAr

Protenas ribossomais 18S

28S 5.8S 5S

18S Citoplasma SUB-UNIDADE 40S SUB-UNIDADE 60S

28S 5.8S 5S

Estrutura dos Ribossomos

SUB-UNIDADE MAIORSITIO E SITIO P SITIO A

SUB-UNIDADE MENOR

SUB-UNIDADE MAIOR SUB-UNIDADE MENOR SITIO DE LIGAO DO RNAm

Localizao dos Ribossomos

22

RNAm

RNAt

23

RNAt

AMINOCIDO

3

5ALA T ALA D DIFRAO DE RAIO X

1 RNAt (anti-cdon)ALA DO ANTI-CDON ANTI-CDON

64 RNAt?? ~30 RNAt!! 1 aa (cdon)

Sntese protica3 Etapas Iniciao Elongao TerminaoFatores de Iniciao (IF, eIF) Fatores de Elongao (EF, eEF) Fatores de Terminao (RF, eRF)

INICIAO Procarioto: Procarioto formil-metionina (AUG AUG) Eucarioto: Eucarioto metionina (AUG AUG)Como reconhecido o AUG iniciador certo?????

24

INICIAO Procarioto: Procarioto formil-metionina (AUG AUG)

Como reconhecido o AUG iniciador certo????? Seqncia Shine-Dalgarno Shine-

(SUB-UNIDADE MENOR)

INICIAO Eucarioto: Eucarioto metionina (AUG AUG)Como reconhecido o AUG iniciador certo????? Capa 5 (7-metil-guanosina) (7-metil-

INICIAO1RNAT INICIADOR

SUB-UNIDADE MENOR

2FATORES DE INICIAO

RNAm

25

INICIAO2

3

INICIAO3

+ FATORES DE INICIAO

4

INICIAO4

5

AMINOACIL RNAt

26

INICIAO5

PRIMEIRA LIGAO PEPTDICA

6

PEPTIDIL TRANSFERASE

ELONGAO1

SITIO E SITIO P SITIO A

RNAm

2 E

ELONGAO3 E

4

E

27

ELONGAO4

E

5

ELONGAO5

6

TERMINAO1

FATOR DE TERMINAO

2

28

TERMINAO

2

3

TERMINAO3

4

POLISSOMOS

RNAm

Cdon stop Protena de ligao a cauda poli-A

Cdon de iniciao

PROTENA

29

Resumo da Sntese1) Ativao do aa e ligao ao tRNA especfico. 2) Associao do RNAm a subunidade menor do ribossomo. (IFs) 3) Associao das duas subunidades (maior e menor) ribossomais. * No caso de procariotos a subunidade maior somente se associar depois da ligao do tRNA trazendo a f-Met. 4) Cdon iniciador: eucariotos (AUG ou GUG) Met (AUG), procariotos f-Met

5) Alongamento da cadeia polipeptdica (EFs) 6) Terminao da cadeia (Stop cdons, RFs) e liberao da protena.

Tamanho das protenasO nmero de aminocidos nos polipeptdios varia de cerca de 200 a 5.000; Com mdia em torno de 330; O que significa que o mRNA maduro varia em torno de 600 a 15.000 bases.

O corpo humano processa cerca de 60.000 tipos de protenas, tendo cada uma diferente e especfica funo; Esta funo pode ser fisiolgica ou estrutural; A protena hemoglobina, por exemplo, carrega oxignio no sangue;

30

O colgeno uma protena estrutural encontrada em diversas partes do nosso organismo incluindo nariz e os lobos das orelhas;

Actina e miosina interagem para dar os movimentos musculares;

A insulina controla o teor de acar no sangue e no interior das clulas; Algumas ainda so hormnios (por exemplo, o hormnio de crescimento); Outras controlam a passagem de hormnios (por exemplo, o receptor de estrognio);

BLOQUEADORES DE SNTESE PROTICA

31

Vdeo

Traduo do DNA

Referncias BibliogrficasJunqueira e Carneiro. Biologia Celular e Molecular. 8a ed. 2005. Editora Guanabara Koogan. De Robertis. Bases da Biologia Celular e Molecular. 4a ed. 2006. Editora Guanabara Koogan.

32