ESPECÍFICA REPLIC TRANSC E TRAD
Transcript of ESPECÍFICA REPLIC TRANSC E TRAD
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
A T
G
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;
Nucleotídeos
C
A T
G
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.
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 fitas
Apresenta apenas uma fita
É formado com a pentose (açúcar) desoxirribose
É formado com a pentose ribose
Bases nitrogenadas participantes: A, T, C, G
Bases nitrogenadas participantes: A, U, C, G
≠S ENTRE DNA e RNA
DNA RNA
Adenina
Guanina
Citosina
Timina Uracila
Ligação
fosfodiéster
PAREAMENTO DAS BASES C
A T
G
• 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.
“Regras de Chargaff”
Os pares de bases de Watson-Crick
O DNA apresenta estrutura
em dupla fita, com
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
• 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.
Transcrição Reversa - transcriptase reversa
DNA DNA
RNA
Proteína
Replicação
Transcrição
Tradução
Transcrição Reversa
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
OH 3’ livre Uma RNA polimerase pode sintetizar também
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 1
a.
Le
tra
do
có
do
n
Degeneração do código genético
Total de códons = 64
Pareamento oscilante da terceira base do códon
(wobble base-pairing)
Anti-códon
Sítio de
ligação ao
aminoácido
U A C
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.
DNA fita codificadora
DNA fita molde
RNA transcrito
Transcrição
Processo pelo qual uma molécula de RNAm é produzida usando
como molde o DNA.
• 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).
FASES DA TRANSCRIÇÃO
• 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.
FUNÇÕES DA RNA POLIMERASE
Bolha de transcrição
Fita molde
RNA
polimerase
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.
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C A A A
• Quando o RNAm chega ao
citoplasma, ele se associa ao
ribossomo.
• Nessa organela existem 2
SÍTIOS onde entram os RNAt
com aminoácidos específicos.
• Somente os RNAt que
têm sequencia do anti-
códon complementar à
sequencia do códon
entram no ribossomo.
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C A A A
• Uma enzima presente na
subunidade maior do ribossomo
realiza a ligação peptídica entre
os aminoácidos.
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C
A A A
• O RNAt “vazio” volta para o
citoplasma para se ligar a outro
aminoácido.
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C
A A A G A A
• O ribossomo agora se desloca
uma distância de 1 códon.
• o espaço vazio é preenchido
por um outro RNAt com
sequência do anti-códon
complementar à seqüência do
códon.
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C
A A A G A A
• Uma enzima presente na
subunidade maior do ribossomo
realiza a ligação peptídica entre
os aminoácidos.
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
U A C A A A
G A A
• 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.
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
G G G Códon de
terminação
• 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.
A U G U U U C U U G A C C C C U G A
G G G
• Então o ribossomo se solta do
RNAm, a proteína recém formada é
liberada e o RNAm é degradado.
Tradução:
Molécula de mRNA
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Cys
Met
Ala
5’ 3’
Asp Glu
Phe His
Direção do avanço do ribossomo
Ribossomo
Proteína
tRNA
aa livre
codon
Gly
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Cys
Met
Ala
5’ 3’
Asp Glu
Phe His Gly
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Asp
Met
Ala
Cys
5’ 3’
Glu Phe His
Gly
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Glu
Met
Ala
Cys
Asp
5’ 3’
Phe Gly
His
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Phe
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
5’ 3’
Gly His
Ile
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Gly
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
5’ 3’
His
Ile
Lys
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
His
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
Gly
5’ 3’
Ile
Lys
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Ile
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
Gly
His
5’ 3’
Lys
A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A A A A
Ala Cys Asp Glu Phe
Met Gly
His
Ile
Lys
Leu
Met
Asn
Pro
Gln
5’ 3’ STOP
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