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Replicação, transcrição e tradução

Replicação do DNA

O DNA tem capacidade de se auto-duplicar, processo que recebe o nome de REPLICAÇÃO ou DUPLICAÇÃO.

Este processo consiste na abertura de uma molécula de DNA parental com subsequente formação de duas novas moléculas filhas idênticas, cada uma contendo 50% da molécula mãe.

O processo de replicação é semi-conservativo

Cada uma das suas moléculas recém formadas conserva uma das cadeias da molécula que a originou e forma uma cadeia nova, complementar ao seu molde.

Ocorre abertura da fita com a formação de dois filamentos (que servirão de molde) e exposição das bases nitrogenadas.

Cada base exposta irá parear com sua base complementar, reconstruindo, assim, as duas dupla hélices.

A replicação ocorre no núcleo da célula e ocorre principalmente com a atuação da enzima DNA polimerase, que faz a extensão da fita de DNA no sentido 5`- 3`.

Que tipos de agentes fazem com que a dupla hélice seja desenrolada e quebrada, e, depois, reconstruída?

Enzimas

DNA-Girase: Facilita o desenrolamento da dupla hélice.

Helicase: Separa a dupla hélice de DNA a partir da forquilha de replicação.

SSB (proteína ligante de DNA): Se liga ao DNA e impede que as bases da dupla fita voltem a formar as pontes de hidrogênio, mantendo, portanto, as fitas separadas para que as enzimas de replicação possam agir.

DNA-Polimerase: Irá sintetizar um novo filamento complementar para cada filamento parental que se separou. Um dos filamentos será sintetizado de forma contínua, enquanto o outro será sintetizado de maneira descontínua, permanecendo alguns trechos deste filamento incompletos. Corrige ainda os erros na inserção das bases.

DNA-Ligase: Preenchimento dos trechos em falta durante a replicação descontínua.

Os fragmentos sintetizados na fita descontínua são chamados de Fragmento de Okazaki e são ligados enzimaticamente para gerar uma fita contínua.

transcrição

Transcrição é o processo de formação do RNAm mensageiro a partir da cadeia-molde de DNA. Este tem como função "informar" ao RNAt (RNA transportador) a ordem correta dos aminoácidos a serem sintetizados mais tarde em proteínas, através da tradução desse RNA.

TRANSCRIÇÃO: DNA para RNAm

Síntese de RNA usando como molde a fita de DNA.

É realizada por um complexo enzimático

utilizando a enzima RNA polimerase como enzima chave.

Ocorre basicamente em três etapas principais: iniciação, alongamento e

término

Etapas da transcrição:

1 - Iniciação da transcrição:

Uma das fitas de DNA é usada como fita molde. Esta fita é aberta e as bases são expostas.

2 – Alongamento:

A RNA polimerase inicia a adição de nucleotídeos numa velocidade de 50 nucleotídeos por segundo.

Etapas da transcrição

3 – Término:

No término da transcrição a molécula de RNA formada é liberada, assim como a RNA polimerase e a fita de DNA volta ao normal.

Imaginando um segmento hipotético de um filamento de DNA com a sequência de bases:DNA- ATGCCGAAATTTGCGO segmento de RNAm formado na transcrição terá a sequência de bases:RNA- UACGGCUUUAAACGC

Como a RNA polimerase sabe onde iniciar e quando terminar a transcrição?

RNA polimerase reconhece sequências denominadas promotores (sequências de nucleotídeos localizadas imediatamente antes de um gene)

Após reconhecimento dos promotores ocorre a formação da bolha de transcrição (Cerca de 17 bp desenrolados)

Exemplo de promotores:

Sequência TATA (TATA box)

Sequência CAAT

Sequência rica em GC

Término da transcrição

Existem seqüências típicas que sinalizam o fim da transcrição.

RNAm formado recebe a adição de vários nucleotídeos adenina (cauda de poli A). 

É o fim?

RNAm recém formado (transcrito primário) é processado.

Ocorre retirada de íntrons e formação do RNAm pronto a ser traduzido.

Os genes contém regiões codificantes conhecidas como ÉXONS, que são expressos, com seqüências intercalares conhecidas como ÍNTRONS, que não são expressas.

Os ÍNTRONS são removidos do RNAm final.

Conclusão

Em uma célula eucariótica, o RNAm produzido destaca-se de seu molde e, após passar por um processamento, atravessa a carioteca e se dirige para o citoplasma, onde se dará a síntese protéica. Com o fim da transcrição, as duas fitas de DNA seu unem novamente, refazendo-se a dupla hélice.

tradução

Tradução é o nome utilizado para designar o processo de síntese de proteínas. Ocorre no citoplasma com a participação, entre outros, de RNA e de aminoácidos.

Tradução: de RNAm para proteínas

Processo pelo qual a seqüência de bases de um RNAm é usada para

codificar a seqüência de aminoácidos que formará uma dada proteína.

O RNAm passa pela membrana nuclear para os ribossomos no

citoplasma, onde serve de molde para a síntese de uma cadeia polipeptídica.

Ribossomos

Complexo de proteína e RNA ribossômico (RNAr) que catalisa a síntese de polipeptídeo.

Ligação do RNAm a um RNAt na superfície do ribossomo.

RNA ribossômico (RNAr)Associando-se a proteínas, as fitas de RNAr formarão os ribossomos, orgânulos responsáveis pela leitura da mensagem contida no RNA mensageiro.

RNAs transportadores (RNAt)

Responsáveis pelo transporte de aminoácidos até o local onde se dará a síntese de proteínas junto aos ribossomos.

São moléculas de RNA de fita simples, de pequeno tamanho, contendo, cada uma, cerca de 75 a 85 nucleotídeos. Cada fita de RNAt torce-se sobre si mesma.

Aminoácidos são trazidos pelo RNA transportador (RNAt) de acordo com seu anticódon.

Duas regiões se destacam em cada transportador: uma é o local em que se ligará o aminoácido a ser transportado e a outra corresponde ao trio de bases complementares (chamado anticódon) do RNAt, que se encaixará no códon correspondente do RNAm.

Anticódon é o trio de bases do RNAt, complementar do códon do RNAm.

Aminoácidos são trazidos pelo RNA transportador (RNAt) de acordo com seu anticódon.Esse é ligado ao último aminoácido que foi adicionado e a proteína vai sendo formada.

O término da síntese ocorre devido ao aparecimento no sítio A de um códon para término (UAG, UAA, UGA)

O ribossomo é liberado

Uma molécula de RNAm é traduzida simultaneamente por diferentes ribossomos, com isso gera a formação de várias proteínas ao mesmo tempo.

Conclusão

Toda molécula de RNAm possui:

um Códon de iniciação, que é sempre o mesmo (AUG), correspondente ao aminoácido metionima;vários códons que determinam a sequência dos aminoácidos no polipeptídeo;um códon de terminação, que marca o final daquela cadeia polipeptídica, podendo ser UAG, UAA, ou UGA; só há um deles na molécula de mRNA.