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.


U A C A A A

• Uma enzima presente na

subunidade maior do ribossomo

realiza a ligação peptídica entre

os aminoácidos.


U A C

A A A

• O RNAt “vazio” volta para o

citoplasma para se ligar a outro

aminoácido.


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.


U A C

A A A G A A

• Uma enzima presente na

subunidade maior do ribossomo

realiza a ligação peptídica entre

os aminoácidos.


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.


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.


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


Cys

Met

Ala

5’ 3’

Asp Glu

Phe His Gly


Asp

Met

Ala

Cys

5’ 3’

Glu Phe His

Gly


Glu

Met

Ala

Cys

Asp

5’ 3’

Phe Gly

His


Phe

Met

Ala

Cys

Asp

Glu

5’ 3’

Gly His

Ile


Gly

Met

Ala

Cys

Asp

Glu

Phe

5’ 3’

His

Ile

Lys


His

Met

Ala

Cys

Asp

Glu

Phe

Gly

5’ 3’

Ile

Lys


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

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