Dogma Central da Biologia Molecular

DNA RNA Proteína

Armazena as informações

Exerce as funções celularesmensageiro

TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO

Dogma Central da Cozinha

Livro de receitas

Receita 2 Pato no tucupi

Armazena as informações Exerce as funçõesmensageiro

Receita 1 Tutu de feijão

Histórico

Grifith F., 1928Princípio

transformante

Avery, MacLeod e McCarthy, 1943

DNA , o princípio transformante

Histórico

Nucleotídeos

uma base nitrogenada (carbono e nitrogênio); uma pentose (açúcar com cinco carbonos);

um grupo fosfato.

Purinas

Pirimidinas

Bases Nitrogenadas

A ligação entre a base nitrogenada e a pentose é feita covalentemente através de uma ligação N-glicosídica com a hidroxila ligada ao carbono-1 da pentose.

A ligação entre o grupo fosfato e a pentose é feita através de uma ligação fosfoéster com a hidroxila ligada ao carbono-5 da pentose.

Em uma extremidade possui livre a hidroxila do carbono-5 da primeira pentose e na outra a hidroxila do carbono-3 da última pentose.

Ribonucleotídeos: R= OH

Desoxiribonucleotídeos: R= H

Ácidos Nucleicos

Ligação fosfodiéster

Ocorre entre o grupo químico hidroxil (OH)

ligado ao terceiro carbono da pentose de um

nucleotídeo, e o fosfato do nucleotídeo seguinte ligado ao carbono 5 da pentose do

mesmo

Pareamento das bases nitrogenadas

DNA:Adenina ----- Timidina (A-T) Timina ----- Adenina (T-A) Citosina ----- Guanina (C-G)Guanina ----- Citosina (G-C)

RNA:Adenina ----- Uracila (A-U) Uracila ----- Adenina (U-A) Citosina ----- Guanina (C-G)Guanina ----- Citosina (G-C)

Dupla-Hélice do DNA

Organização do material genético (Eucariotos)

Replicação do DNA

Processo no qual uma molécula de DNA dupla fita é duplicado

Semiconservativa

Vídeo

Enzimas da replicação

DNA topoisomerases

Helicases

Proteínas que impedem que as fitas de DNA se re-associem antes de serem replicadas (SSBPs)

Enzimas que sintetizam os iniciadores de RNA

DNA polimerase

Enzimas que removem os iniciadores

Enzima para ligar covalentemente os fragmentos de Okazaki

Replicação do DNA

INICIAÇÃO ELONGAÇÃO TERMINAÇÃO

Etapas do Processo

Replicação do DNAINICIAÇÃO

O início do processo de replicação do DNA é o desenrolamento das fitas seguindo pela separação das duas fitas da dupla hélice parental, por ação de uma enzima denominada DNA helicase. Essa enzima quebra as ligações de pontes de hidrogênio existentes entre as duas bases nitrogenadas das cadeias complementares de nucleotídeos. As fitas complementares permanecem abertas devido a proteínas que se ligam a elas.

Replicação do DNAELONGAÇÃO

Replicação do DNAELONGAÇÃO

As DNA polimerases requerem a presença de pequenos

fragmentos de oligonucleotídeos para dar início a síntese da nova

fita

Fita descontínua

Síntese da fita contínua

Síntese da fita descontínua

Replicação do DNATERMINAÇÃO

Passos finais da síntese da fita contínua

Dogma central do fluxo da informação genética

núcleo

citoplasma

eucariotos

Compartilham um mesmo genoma?!

Expressam os mesmos genes?!!

Região promotora Unidade de transcrição Seq. terminação

Região promotora: controla quando, onde e quanto deste gene será transcrito

Unidade de transcrição: Sequência molde para a síntese da molécula de RNA. Codifica tanto os exons quanto os introns (quando presentes).

Sequência de terminação: Sinaliza o final da transcrição. Também é importante para a poliadenilação dos RNA mensageiros.

Estrutura de um Gene

Transcrição do DNA – síntese de RNA

Processo no qual partes específicas na seqüência de DNA dupla fita são utilizados como moldes na síntese de RNAs

RNA mensageiro (RNAm): As moléculas de RNAm sintetizadas a partir dos genes têm a informação para a síntese de proteínas, codificada na forma de trincas de bases nitrogenadas. Cada trinca é chamada códon e define cada aminoácido constituinte da proteína.

Transcrição do DNA – síntese de RNA

-RNAs transportadores (RNAt): são sintetizados a partir de segmentos de DNA presentes em certas regiões específicas dos cromossomos. É o responsável pelo transporte de aminoácidos até os ribossomos, onde eles se unem para formar as proteínas. Um RNAt é uma molécula relativamente pequena. Em uma das extremidades liga-se um aminoácido específico; em sua região mediana há uma trinca de bases, o anticódon. Por meio do anticódon, o RNAt emparelha-se temporariamente a uma trinca de bases complementares do RNAm o códon.

-RNAs ribossomais (RNAr): São os principais componentes dos ribossomos, que são grandes maquinarias macromoleculares que guiam a montagem da cadeia de aminoácidos pelo mRNA e tRNA.

Transcrição do DNA – síntese de RNA

Transcrição

Síntese de uma molécula de RNA a partir de

uma fita molde de DNA.

Etapas do processo de transcrição:•Iniciação

•Elongação•Terminação

Principais Elementos

• DNA molde• Fatores de transcrição: gerais e

“específicos” • RNA polimerase II (RNAm)• Ribonucleotídeos trifosfatos

Video 1

• transcricao

Tata Binding Protein

Complexo TFIID

Promotores de genes transcritos pela RNApol II

Elongação

RNA Polimerase

Terminação e poliA

Cap 5´

Splicing

Importância da transcrição:Expressão diferencial em tecidos

Shyamsundar et al., 2006

Importância da transcrição

Komor et al., 2005

Importância da transcrição:Diabetes X Normal

King et al., 2005

Importância da transcrição:Câncer de próstata

Lapointe et al., 2004

Terapia celular com células tronco

Genes que aumentam a predisposição ao câncer

Regulador de Fator de Transcrição

Fator de Transcrição

Fator de TranscriçãoFator de TranscriçãoProteína quinase

Proteína quinase

Regulador de Fator de Transcrição

Regulador de Fator de Transcrição

Vogelstein and Kinzler, 2004

Dogma central do fluxo da informação genética

núcleo

citoplasma

eucariotos

Tradução

Síntese de proteínas a partir da informação contida em um RNA mensageiro.

Etapas da tradução:

Iniciação

Elongação

Terminação

Iniciação

Elongação

O Código

•Janelas de Leitura

Traduzindo bases em aminoácidos

Características do código genético

Códons compostos de 3 basesO código genético é degenerado Não há sobreposição de códons

Existem 3 sinais de término A tradução é iniciada em um códon AUG

O RNAm é lido no sentido 5’ para 3’

Término

•Códons de término•UGA – UAG – UAA

•Fatores de terminação reconhecem estes códons e induzem a liberação da proteína e a dissociação dos ribossomos, RNAt e RNAm.

As proteínas são sintetizadas em polirribossomos

Diferentes maneiras de regular a atividade de uma

proteína

1. Transcrição

2. Processamento pós-transcricional

3. Degradação de RNA

4. Tradução

5. Regulação por ligantes

6. Localização subcelular

7. Processamento pós-traducional

8. Degradação de proteínas