Fundamentos de biologia aplicados à Educação Física

Prévia do material em texto

Fundamentos de 
Biologia aplicados à 
Educação Física
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Celio Kenji Miyasaka
Revisão Textual:
Prof. Ms. Luciano Vieira Francisco
Síntese de Proteínas 
• A Estrutura da Membrana 
• Nucleotídeos
• DNA
• RNA
• Ribossomos
• Síntese proteica
 · Os objetivos desta Unidade são:
 · Abordar a síntese de proteínas, ou seja, como são produzidas as 
proteínas e os demais aspectos relacionados à regulação da síntese e 
importância dos ácidos nucleicos.
 · Compreender como as proteínas são sintetizadas e a importância 
desse fato.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Nesta Unidade discutiremos e aplicaremos os conceitos mais importantes 
dos mecanismos pelos quais as proteínas são sintetizadas.
Ao estudar esses mecanismos de síntese, você notará a importância das 
proteínas e de sua síntese para o organismo.
Assim, o principal objetivo desta Unidade é lhe proporcionar a capacidade 
de conhecer como uma proteína é sintetizada e identificar como esta síntese 
é regulada. 
ORIENTAÇÕES
Síntese de Proteínas 
UNIDADE Síntese de Proteínas
Contextualização
Nesta Unidade abordaremos os diferentes tipos de mecanismos e da síntese 
das proteínas.
A síntese proteica é um processo onde ocorre a construção de novas proteínas, 
neste caso estamos nos referindo a um processo de crescimento do organismo 
onde, na fase de infância, adolescência, até a etapa do jovem adulto – mais ou 
menos com 25 anos de idade – predomina o crescimento dos tecidos.
Já na fase adulta – mais ou menos entre 25 e 60 anos de idade – a construção 
de novos tecidos não ocorre na mesma velocidade, mas, ainda assim, existe a 
renovação dos tecidos, de modo que a perda de massa muscular é compensada 
pela síntese. Todavia, a impressão que fica é que estamos iguais ao ano anterior, 
por exemplo. Desse modo, se você está pesando hoje o mesmo que estava há três 
anos, a impressão é que está tudo igual, o que não é verdade, pois o seu organismo 
renovou-se.
Quando envelhecemos – passamos dos 60 anos de idade, mais ou menos – 
os processos de síntese diminuem ainda mais. Nessa fase, uma alternativa para 
aumentar a síntese muscular é o uso de anabolizantes/derivados da testosterona e/
ou musculação.
Assim, iniciaremos nossos estudos conhecendo os ácidos nucleicos, sua 
constituição e algumas de suas funções.
6
7
A Estrutura da Membrana 
Conceitos Fundamentais
As proteínas são sintetizadas a partir de uma modelagem. Esta unidade de modelagem 
é a fita de Ácido Ribonucleico (RNA) e este processo recebe o nome de tradução.
Por sua vez, a molécula de RNA é moldada a partir de uma molécula de Ácido 
Desoxirribonucleico (DNA), processo este denominado transcrição.
A molécula de DNA pode se autoduplicar quando uma célula está se duplicando, 
de modo que tal autoduplicação produz células filhas iguais às células originais – 
mães – que lhe produziram.
Nucleotídeos
Os nucleotídeos são as unidades básicas formadoras dos ácidos nucleicos, 
compostos por: 
• Um radical fosfato;
• Uma pentose: carboidrato de 5 carbonos; no RNA esse carboidrato é uma 
ribose e no DNA é uma desoxirribose – ausência de oxigênio (Figura 1);
• Uma base nitrogenada: entre estas bases nitrogenadas temos as bases 
púricas que possuem 2 anéis aromáticos em sua estrutura, representadas 
pela adenina e guanina. Temos também as bases pirimídicas que possuem 
apenas 1 anel aromático em sua estrutura, representadas pela citosina, 
uracila e timina (Quadro 1).
Figura 1 – Representação esquemática da ribose e da desoxirribose
Fonte: www.mun.ca
7
UNIDADE Síntese de Proteínas
Quadro 1 – Representação esquemática das bases púricas e pirimídicas
 
Fonte: ifyouneed.files.wordpress.com
Figura 2 – Representação esquemática do DNA
Fonte: http://es.slideshare.net/AmandaMonsalve
DNA
O ácido desoxirribonucleico é uma molécula de fita dupla semelhante a uma 
escada feita de madeira e cordas, essa estrutura na forma de “escada” é flexível 
e ocorre uma torção em seu próprio eixo, formando uma dupla hélice (Figura 2).
Nessa “escada” os corrimãos são os fosfatos e os degraus são as bases 
nitrogenadas, sendo que metade do degrau pertence a um lado da fita e a outra 
metade pertence ao outro lado; de um dos lados temos uma base púrica que se 
pareia com uma base pirimídica que está do outro lado do degrau; os degraus são 
unidos uns aos outros por ligações de hidrogênio.
O DNA é a única molécula com a capacidade de se autoduplicar, autoduplicação 
que é semiconservativa, pois cada uma das novas moléculas possui uma das fitas 
vinda da mãe e outra recém-sintetizada (Figura 3).
8
9
O pareamento das bases nitrogenadas nas fitas de DNA ocorre da seguinte 
forma: adenina-timina e citosina-guanina.
 
Figura 3 – Representação esquemática da duplicação semiconservativa do DNA
Fonte: http://professoraflaviavieira.blogspot.com.br/
RNA
O ácido ribonucleico é uma molécula de fita simples sintetizada a partir do DNA 
por processo denominado transcrição.
Na transcrição, um segmento da fita dupla de DNA se abre em um local específico, 
fazendo uma cópia de só um lado da fita, por isso o RNA de fita simples.
O pareamento das bases nitrogenadas na fita de RNA ocorre da seguinte forma: 
adenina-uracila e citosina-guanina, não existe timina no RNA. Existem vários tipos 
de RNA, todos formados pela transcrição, porém os mais importantes para o tema 
desta aula são:
• RNAm: tem a função de carregar a informação para a síntese das proteínas, 
esta informação é uma sequência de nucleotídeos;
• RNAr: é o constituinte estrutural e funcional dos ribossomos, local onde 
ocorrerá a síntese das proteínas;
• RNAt: este tipo de RNA carrega os aminoácidos que serão ligados uns aos 
outros para formar as proteínas, tais aminoácidos são codificados de acordo 
com a sequência dos nucleotídeos no RNAm, ou seja, o RNAt decodifica o 
código genético.
9
UNIDADE Síntese de Proteínas
RNAm
O RNAm leva a informação da sequência proteica que foi formada do núcleo 
ao citoplasma, onde ocorrerá a tradução – síntese das proteínas. Contém uma 
sequência de trincas correspondente a uma das fitas do DNA. 
Cada trinca – três nucleotídeos – no RNAm (Quadro 2) é denominada códon e 
corresponde a um aminoácido na proteína que se formará. Assim, uma sequência 
de 30 nucleotídeos terá 10 aminoácidos.
Quadro 2 – Representação das trincas – 3 nucleotídeos – e sua codificação no RNAm
U C A G
Pr
im
eir
a b
as
e d
o C
ód
on
U
UUU-Fenilalanina
UUC-Fenilalanina
UUA-Leucina
UUG-Leucina
UCU-Serina
UCC-Serina
UCA-Serina
UCG-Serina
UAU-Tirosina
UAC-Tirosina
UAA-PARADA
UAG-PARADA
UGU-Cisteína
UGC-Cisteína
UGA-PARADA
UGG-Triptofano
UCAG
Prim
eira base do Códon
C
CUU-Leucina
CUC-Leucina
CUA-Leucina
CUG-Leucina
CCU-Prolina
CCC-Prolina
CCA-Prolina
CCG-Prolina
CAU-Histidina
CAC-Histidina
CAA-Glutamina
CAG-Glutamina
CGU--Arginina
CGC-Arginina
CGA-Arginina
CGG-Arginina
UCAG
A
AUU-Isoleucina
AUC-Isoleucina
AUA-Isoleucina
AUG-Isoleucina
ACU-Treonina
ACC-Treonina
ACA-Treonina
ACG-Treonina
AAU-Aspargina
AAC-Aspargina
AAA-Lisina
AAG-Lisina
AGU-Serina
AGC-Serina
AGA-Arginina
AGG-Arginina
UCAG
G
GUU-Valina
GUC-Valina
GUA-Valina
GUG-Valina
GCU-Alanina
GCC-Alanina
GCA-Alanina
GCG-Alanina
GAU-Ác. aspártico
GAC-Ác. aspárgico
GAA-Ác. glutâmico
GAG-Ác. glutâmico
GGU-Glicina
GGC-Glicina
GGA-Glicina
GGG-Glicina
UCAG
Fonte: http://brasilescola.uol.com.br/biologia/codigo-genetico.htm.
Legenda: a cor verde representa a primeira base nucleotídica, a cor azul representa 
a segunda base nucleotídica e a cor rosa representa a terceira base nucleotídica.
RNAt
O RNAt leva os aminoácidos ao RNAm durante o processo de síntese proteica.
As moléculas de RNAt apresentam, em uma determinada região, uma trinca de 
nucleotídeos que se destaca, denominada anticódon.
As regiões do códon (RNAm) e do anticódon (RNAt) se pareiam da seguinte 
forma: Adenina-Uracila (A-U) e Citosina-Guanina (C-G). 
É através do anticódon que o RNAt reconhece o local do RNAm onde deve sercolocado o aminoácido por esse transportado. Cada RNAt carrega em aminoácido 
específico, de acordo com o anticódon que possui (Figura 4).
10
11
 
Figura 4 – Representação da estrutura do RNAt
Fonte: http://biologoemcena.blogspot.com.br
RNAr
O RNAr, juntamente com as proteínas, corresponde aos componentes dos 
ribossomos, organela onde ocorre a síntese proteica. 
Ligação da molécula de mRNA aos tRNA – levando os aminoácidos – ao 
ribossomo, direcionando o crescimento da cadeia polipeptídica; então, durante a 
síntese proteica, o ribossomo se move ao longo da cadeia de mRNA, interagindo 
com vários fatores proteicos e o tRNA, formando a proteína.
Ribossomos
Os ribossomos são estruturas medindo entre 20 – inferior – e 30 nm – superior 
– de diâmetro. Desse modo, apenas podem ser observados pela microscopia 
eletrônica, podendo apresentar-se livres no citoplasma ou associados à membrana 
do retículo endoplasmático rugoso ou à membrana externa do envoltório nuclear, 
ou ainda no interior das mitocôndrias; são formados por duas subunidades: uma 
maior e outra menor.
A subunidade menor se liga ao RNAm e ao RNAt durante a síntese de proteínas 
e a subunidade maior catalisa a ligação peptídica entre os aminoácidos durante a 
síntese de proteínas.
11
UNIDADE Síntese de Proteínas
Síntese proteica
A síntese proteica é também chamada de tradução.
Quando o RNAm chega ao citoplasma, associa-se ao ribossomo, entre a 
subunidade maior – em cima – e a menor. Após essa associação, os RNAt levam 
os aminoácidos que serão ligados, formando, assim, a proteína.
O RNAm liga-se entre as subunidades, a subunidade maior dos ribossomos 
possui três locais – sítios E, P e A (nessa ordem) –, então inicia-se a síntese da 
proteína/tradução:
I. O primeiro RNAt levando o primeiro aminoácido liga-se ao RNAm no sítio P;
II. O segundo RNAt levando o segundo aminoácido liga-se ao RNAm no sítio A;
III. O ribossomo desloca-se, então o primeiro RNAt levando o primeiro 
aminoácido ligado ao RNAm está agora no sítio E e o segundo RNAt levando 
o segundo aminoácido ligado ao RNAm no sítio P, o sítio A está vazio;
IV. O primeiro RNAt carregando o primeiro aminoácido está ao lado do 
segundo RNAt carregando o segundo aminoácido, então ocorre a ligação 
– união – entre o primeiro e o segundo aminoácido, tal ligação se dá entre 
os agrupamentos carboxila do primeiro aminoácido e anima do segundo 
aminoácido, nesta reação há a formação de uma molécula de água (H2O) 
que é liberada;
V. O primeiro RNAt levando o primeiro aminoácido desliga-se primeiramente 
do aminoácido e depois também se desliga do RNAm;
VI. O terceiro RNAt levando o terceiro aminoácido liga-se ao RNAm no sítio A 
que está vazio – veja o item III;
VII. O ribossomo desloca-se, então o segundo RNAt levando o segundo 
aminoácido ligado ao RNAm está agora no sítio E e o terceiro RNAt levando 
o terceiro aminoácido ligado ao RNAm no sítio P, o sítio A está vazio;
VIII. O segundo RNAt carregando o segundo aminoácido está ao lado do terceiro 
RNAt carregando o terceiro aminoácido, então ocorre a ligação – união 
– entre o segundo e o terceiro aminoácido, esta ligação ocorre entre os 
agrupamentos carboxila do primeiro aminoácido e anima do segundo 
aminoácido, nesta reação há a formação de uma molécula de água (H2O) 
que é liberada;
IX. O segundo RNAt levando o segundo aminoácido desliga-se primeiramente 
do aminoácido e depois também se desliga do RNAm
12
13
Figura 5 – Representação esquemática do ribossomo
Fonte: http://docplayer.com.br
Figura 6 – Representação esquemática da síntese proteica
Fonte: https://djalmasantos.wordpress.com
Figura 7 – Representação esquemática da síntese proteica
Fonte: http://desconversa.com.br
A relação entre a sequência de bases no DNA e a sequência correspondente 
de aminoácidos, na proteína, é chamada de código genético. O código genético 
encontra-se na forma de triplets – os códons (RNAm).
Durante a síntese de proteínas, os ribossomos deslocam-se ao longo do mRNA, 
possibilitando um pareamento entre esse e os RNAt que carregam os diferentes 
aminoácidos que comporão as proteínas, anticódon (RNAt) é complementar ao 
códon, de modo que cada RNAt leva consigo apenas um tipo de aminoácido 
determinado pelo anticódon.
O códon AUG, que codifica o aminoácido metionina, age como o códon de 
iniciação na maioria das moléculas de mRNA.
Desse modo, a proteína será formada até que haja uma trinca – sequência de 
nucleotídeos –; sem que haja pareamento com nenhum aminoácido (AUU ou 
UAG), a síntese acaba.
O número de ligações peptídicas será o número total de aminoácidos menos 1.
13
UNIDADE Síntese de Proteínas
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Vídeos
INTRODUÇÃO à Bioquímica – aula 8 – parte 1 – nucleotídeos e ácidos nucleicos. Univesp TV, 1 nov. 2013a. 
https://youtu.be/JrL2qQ0xJe8?list=PLxI8Can9yAHfFmCD2PCKl5I3tKMebHc8F
INTRODUÇÃO à Bioquímica – aula 8 – parte 2 – nucleotídeos e ácidos nucleicos. Univesp TV, 1 nov. 2013b. 
https://youtu.be/BRC0CVPySUU?list=PLxI8Can9yAHfFmCD2PCKl5I3tKMebHc8F
INTRODUÇÃO à Bioquímica – aula 8 – parte 3 – nucleotídeos e ácidos nucleicos. Univesp TV, 1 nov. 2013c.
https://youtu.be/i0pobAVEVFo?list=PLxI8Can9yAHfFmCD2PCKl5I3tKMebHc8F
INTRODUÇÃO à Bioquímica – aula 9 – parte 1 – fluxo de informação em sistemas biológicos. Univesp TV, 13 nov. 2013d.
https://youtu.be/-OM_3nNfg-c?list=PLxI8Can9yAHfFmCD2PCKl5I3tKMebHc8F
INTRODUÇÃO à Bioquímica – aula 9 – parte 2 – fluxo de informação em sistemas biológicos. Univesp TV, 7 nov. 2013e.
https://youtu.be/YS1bdkRELfg?list=PLxI8Can9yAHfFmCD2PCKl5I3tKMebHc8F
INTRODUÇÃO à Bioquímica – aula 9 – parte 3 – fluxo de informação em sistemas biológicos. Univesp TV, 12 nov. 2013f. 
https://youtu.be/hRvIn1Jkx1E?list=PLxI8Can9yAHfFmCD2PCKl5I3tKMebHc8F
INTRODUÇÃO à Bioquímica – aula 9 – parte 3 – fluxo de informação em sistemas biológicos. Univesp TV, 12 nov. 2013f. 
https://youtu.be/hRvIn1Jkx1E?list=PLxI8Can9yAHfFmCD2PCKl5I3tKMebHc8F
INTRODUÇÃO à Bioquímica – aula 9 – parte 4 – fluxo de informação em sistemas biológicos. Univesp TV, 12 nov. 2013g. 
https://youtu.be/iyC0amP0D7w?list=PLxI8Can9yAHfFmCD2PCKl5I3tKMebHc8F
INTRODUÇÃO à Bioquímica – aula 9 – parte 5 – fluxo de informação em sistemas biológicos. Univesp TV, 12 nov. 2013h. 
https://youtu.be/6NFfoLhvSKQ?list=PLxI8Can9yAHfFmCD2PCKl5I3tKMebHc8F
14
15
Referências
BERG; TYMOCZKO. Bioquímica. 7. ed. [S.l.: s.n.], 2014.
JUNQUEIRA; CARNEIRO. Histologia básica. 12. ed. [S.l.: s.n.], 2013.
PITHON-CURI. Fisiologia do exercício. [S.l.: s.n.], 2013.
15