Ácidos nucleicos e síntese...

ÁCIDOS NUCLEICOS E SÍNTESE PROTEICA

ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL FREDERICO GUILHERME SCHMIDT Escola Técnica Industrial

Disciplina de Biologia – Primeiro Ano Técnico em Eletromecânica

Prof. Diogo Schott diogo.schott@yahoo.com

Ácidos nucleicos: classificação e constituição Existem dois tipos de ácidos nucleicos:

ADN – ácido desoxirribunucleico

Em inglês, DNA – deoxyribonucleic acid

ARN – ácido ribonucleico

Em inglês, RNA – ribonucleic acid

Moléculas grandes, constituídas de unidades menores – nucleotídeos

Nucleotídeo é constituído por um grupo fosfato e ligado a uma pentose

Pentose (açúcar)

Ribose

Desoxirribose

Bases nitrogenadas – duas categorias

Púricas – adenina (A) e guanina (G)

Pirimídicas – citosina (C), timina (T) e uracila (U)

Exemplo: DNA

Pentose será sempre desoxirribose

Bases: adenina, guanina, citosina e timina

Exemplo: RNA

Pentose será sempre ribose

Bases: adenina, guanina, citosina e uracila

Ácido desoxirribonucleico – DNA

James Watson e Francis Crick, 1953, propuseram um modelo para molécula de DNA

Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina, 1962

Dois filamentos enrolados – hélice dupla

Nucleotídeos de mesmo filamento

Ligam-se pela pentose de um nucleotídeo e fosfato de outro.

As fitas são ligadas entre si por pontes de hidrogênio entre uma base púrica e uma base pirimídica

No DNA apenas dois pares podem ser formados:

A base púrica adenina (A) se liga com a base pirimídica timina (T)

A base púrica guanina (G) se liga com a base pirimídica citosina (C)

Watson e Crick

Ninguém mencionou outra pessoa na história?

O livro didático, por exemplo, não!

Mas apenas Watson e Crick?

Rosalind Franklin

FRANKLIN, Rosalind (1920-58)

Iniciou na ciência com apenas 15 anos

Concluiu que o DNA tinha forma helicoidal

Técnica de difração de raios-X

Trabalho foi imprescindível para a descrição da forma do DNA nos moldes que é sabido atualmente

A “treta” da ciência moderna

Havia competição para identificação da estrutura do DNA

Seu chefe, Wilkins, e ela não mantinham boa relação

Franklin fotografou a estrutura do DNA

Não havia percebido o seu feito

Um aluno de Franklin, intrigado com o fato, mostrou a fotografia para Wilkins, que compartilhou com seus colegas em Cambridge

Watson e Crick identificaram a fotografia como a dupla hélice de DNA

A dupla, em 1953, publicou tal fato na Revista Nature

Franklin não foi citada

Ela morreu em 1958 sem reconhecimento e sem saber que tal publicação era baseada em seus dados

Acreditou que eles haviam chegado a tal conclusão de forma independente

Duplicação do DNA

Capacidade de autorreplicação ou duplicação

Gerar cópias exatas de si

Permite que células-filhas recebam cópias idênticas

Fases:

Rompimento das pontes de hidrogênio que ligam as bases nitrogenadas – separam as duas fitas

Encaixe de nucleotídeos livres nos nucleotídeos dos filamentos

Formação de duas moléculas novas de DNA

Cada molécula nova do DNA contém um filamento original que atuou como molde para formação do “DNA-filho”

Modelo semiconservativo

Ácido ribonucleico: RNA

Polímero de nucleotídeos de fita única

Pentose: ribose

Bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina e uracila

Propriedades: Autoduplicação

Capacidade de criar moléculas de RNA

DNA ao produzir RNA transmite mensagem química, comandando síntese de determinada proteína na célula

Controlam reações bioquímicas necessárias às funções vitais do organismo

DNA não age diretamente em todas reações celulares

Assim:

DNA produz RNA

Comanda a fabricação de enzimas e outras proteínas

Síntese de RNA: etapas

Rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas de DNA

Separação das fitas

Rompimento total ou parcial da fita

Encaixes de nucleotídeos livres com ribose

Semelhante ao DNA

Ao invés do encaixe de timina, haverá de URACILA

Encaixe ocorre apenas em uma das fitas, denominada de fita molde

Formação da molécula de RNA

Destaca-se da fita molde e migra para o citoplasma

Pareamento das duas fitas de DNA que haviam se separado (total ou parcialmente)

Reconstituição da molécula de DNA

DNA e RNA: diferenças

Ácido desoxirribonucleico – DNA Ácido ribonucleico - RNA

Pentose Desoxirribose Ribose

Bases nitrogenadas Citosina Guanina Adenina Timina

Citosina Guanina Adenina Uracila

Filamento de nucleotídeos Duplo Simples

Timina Uracila

Genes e a síntese de proteínas

Gene – porção da molécula de DNA capaz de codificar a síntese de uma proteína

De acordo com a sequência de bases nitrogenadas que possuem nos nucleotídeos, o gene determina a sequência de aminoácidos

A síntese de proteína não é comandada diretamente pelo DNA

Participação de moléculas de RNA – mRNA (RNA mensageiro)

mRNA recebe a mensagem contida no DNA

Serve de molde para orientar a síntese proteica

Produção de proteína tem duas grandes fases:

Transcrição – transferência das instruções do DNA para o RNA

Tradução – orienta síntese proteica, orientando o tipo de aminoácido e sua posição

DNA RNA Proteína transcrição tradução

Código genético

DNA possui quatro bases nitrogenadas:

Adenina

Citosina

Guanina

Timina

Formação de “código tríplice” para codificação dos aminoácidos

A trinca de aminoácidos é chamada de códon

Tanto no DNA como no mRNA (transcrição)

Tipos de RNA

mRNA (RNA mensageiro)

Produzido diretamente do DNA (processo de transcrição)

Participação de enzima (RNA-polimerase)

Destaca-se da fita molde de DNA

Migra para o citoplasma

Associa-se aos ribossomos

Atua como molde que orienta a síntese proteica

tRNA (RNA transportador)

Pequena cadeia de nucleotídeos

Produzido a partir do DNA

Migra para o citoplasma

Captura aminoácidos

Leva-os para o mRNA, que está associado aos ribossomos

Existe, pelo menos, um tRNA para cada aminoácido

Trata-se de trinca de bases específicas denominadas de anticódon

rRNA (RNA ribossômico)

RNA de cadeia mais longa

Originada do DNA, em regiões especiais do cromossomo, relacionada com o nucléolo

Migra até o citoplasma

Associa-se com proteínas

Forma os ribossomos

Função estrutural

Formação de cadeia polipeptídica

Transcrição – formação do mRNA a partir de DNA

Tradução – produção de determinada proteína a partir do RNA Ocorre no ribossomo que “percorre” o mRNA

O tRNA irá encaixando com o mRNA de forma espelhada

Processamento da síntese proteica

G C

A U

U A

Assim, forma-se ligação de códon e anticódon

Entre os aminoácidos formados, tem-se a ligação peptídica

O tRNA se desliga do mRNA e irá atrás de outro para retomar o procedimento

Segue este formato sucessivamente

Muitos ribossomos podem deslizar ao longo do mRNA

Mutações e o código genético

Mutação – alteração no material genético

Tipos:

Cromossômicas – alteração da estrutura ou do número de cromossomos de uma célula

Gênicas – modificações na estrutura do gene, alterando a sequência de bases nitrogenadas

Maneira espontânea – sem causa aparente

Induzida – ação de agentes mutagênicos (raio-X, ultravioleta, gama) ou substâncias diversas (fenol, formol)

Mutações alteram SEMPRE a estrutura da proteína?

NÃO!

Nem sempre leva a alteração da proteína

Ocorrendo mudança da base nitrogenada:

Haverá mudança no códon (mRNA)

Deverá encaixar em outro anticódon (tRNA)

Há possibilidade de formar aminoácido diferente, alterando a estrutura proteica e comprometer o papel biológico da proteína

Mas o rearranjo poderá formar o mesmo aminoácido, mesmo com a alteração da base

A sequência inicia SEMPRE com o códon AUG (met – metionina)

A partir de então, cada trinca determinará o aminoácido, de acordo com a tabela.

A região codificadora cessará com UAA, UAG ou UGA.

Exemplo:

AACGUGAAACGAUUACGGAGCCAAAUAACCAC

met- asn- asp- tyr- gly- ala- lys- stop metionina – asparagina – aspartato – tirosina – glicina – alanina – lisina