Biologia Molecular

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Geovana Sanches - TXXIV 
 
Biologia Molecular 
Professoras Luciana Pugliese e Nilce Naomi 
 
INTRODUÇÃO 
 Os genes codificam diferentes proteínas, as 
quais apresentam estruturas específicas para 
desempenhar uma função. Na biologia molecular, 
estuda-se como esse gene é expresso e quais as 
etapas até que cheguemos a função exercida pela 
proteína. 
 
 A biologia molecular está relacionada com 
várias áreas da medicina, como: genética; 
farmacologia (farmacogenômica ou 
farmacogenética- alguns fármacos são capazes de 
ativar ou inativar a expressão de alguns genes); 
diagnóstico (rtPCR, por exemplo); bioquímica; 
imunologia; microbiologia; terapêutica; biologia 
celular; neurociência; medicina forense; bioética; 
reprodução assistida. 
DNA, gene, alelo, cromatina, 
cromossomo, cromátide: todos os termos são 
utilizados para se referir ao DNA. 
 
Os diferentes trechos do DNA são 
denominados genes. Cada gene ocupa seu locus 
gênico e, geralmente, temos dois genes iguais: um 
no herdado da mãe e outro no homólogo 
proveniente do pai. 
Quando o DNA está condensado com 
proteínas, chamamos de cromatina (modo em que 
está na célula). 
Durante a mitose (na metáfase), a 
cromatina fica muito condensada, possibilitando a 
observação do cromossomo, assim como das 
cromátides-irmãs. 
Alelos, por sua vez, são dois genes que 
ocupam o mesmo locus gênico em cromossomos 
homólogos à os alelos podem ser iguais em 
alguns indivíduos, mas também podem ser 
diferentes pois existem variantes ao longo do 
DNA, inclusive nos genes. 
As mulheres possuem dois alelos para 
todos os genes. Já os homens, por terem o par 
sexual XY, não possuem dois alelos para 
determinados locus à algumas regiões entre eles 
são homólogas, mas são poucas. 
 
 Curiosidade: entre as diferentes pessoas, o 
DNA é idêntico entre 99,5% e 99,9%. Ou seja, 
praticamente não há variação entre os genes, 
sendo eles idênticos ou com pequeníssimas 
variações. A variabilidade fenotípica se da 
exatamente nessas pequenas mudanças. 
Como é o DNA? 
 O DNA é um ácido nucleico na forma de 
dupla hélice, composto por nucleotídeos (base 
nitrogenada + fosfato + pentose). Ele é uma 
macromolécula, ou seja, é um polímero formado 
por vários monômeros. 
 
• Temos 3 tipos de macromoléculas nas 
células: proteína, carboidrato e ácido 
nucleico. 
Quantas moléculas de DNA tem uma célula 
humana? 
 Uma célula humana tem 46 moléculas de 
DNA, correspondente aos 46 cromossomos. 
 Momentaneamente, na Anáfase da divisão 
celular, a célula pode ter 92 moléculas de DNA, 
pois cada cromossomo com 2 cromátides tem uma 
molécula de DNA dupla-fita. Vale ressaltar, 
entretanto, que a célula CONTINUA com os 46 
cromossomos, pois as cromátides estão unidas. 
• Na telófase também há 92 cromossomos 
simples, porém há 46 em cada um dos 
núcleos. 
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Quantos cromossomos tem uma célula humana? 
 São 23 pares, um da mãe e um do pai, 
totalizando 46 cromossomos na célula. 
Quantas moléculas de DNA tem em cada 
cromossomo? 
 Normalmente, um cromossomo 
corresponde a um DNA. Entretanto, antes da 
divisão celular há duplicação, de forma que um 
cromossomo terá dois DNA à o DNA duplicado é 
encontrado no término da S, G2, prófase e 
metáfase. 
 
Onde tem DNA na célula? 
 No núcleo e nas mitocôndrias. Ambos são 
dupla-fita helicoidal, mas o mitocondrial é circular 
e o nuclear é linear. Enquanto no núcleo há 46 
moléculas de DNA, a mitocôndria apresenta um 
número variável. 
A gente enxerga o DNA no microscópio? 
 Ao microscópio óptico, podemos 
identificar a cromatina presente no nucléolo, 
porção mais basófila dentro do núcleo. Sendo 
assim, podemos enxergar o DNA à microscopia 
óptica. 
 Na microscopia eletrônica, enxergamos o 
DNA na Metáfase da divisão celular, momento de 
máxima condensação do cromossomo. Nessa fase, 
já houve replicação do DNA e, por isso, os 
cromossomos apresentam duas cromátides irmãs 
idênticas unidas pelo centrômero. 
Entre as diferentes células de uma mesma pessoa 
o DNA é igual? 
 Sim, independente do tipo celular de um 
mesmo organismo, o DNA é igual. Isso pois, desde 
o zigoto, há mitoses sequenciais. 
O que faz as células serem tão diferentes? 
 As células são diferentes devido a 
modulação da expressão gênica, pois os genes 
podem estar ativos ou não. Um exemplo de 
modulação é através da metilação. 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS 
Fluxo da informação gênica 
 O DNA pode ser transcrito em RNA e, caso 
ele seja mensageiro, será traduzido em proteínas. 
Dessa forma, há uma relação muito forte entre as 
proteínas e os genes da célula. 
 A relação entre DNA, RNA e proteínas era 
denominada dogma central da biologia. 
Atualmente, trata-se do “fluxo da informação 
gênica”. 
DNA e RNA 
 Tanto o DNA, quanto o RNA são polímeros 
de nucleotídeos. 
 
 Um nucleotídeo consiste em uma base 
contendo nitrogênio, um açúcar de cinco carbonos 
(pentose) e um ou mais grupos fosfato. A base 
nitrogenada se liga a pentose através de ligação 
glicosídica em C1’. A pentose, por sua vez, se liga 
ao fosfato através do C5’. 
 O nucleotídeo pode ser monofosfato 
(como AMP), difosfato (como ADP) ou trifosfato 
(como ATP). Quando temos adenosina (adenina + 
ribose) unida ao fosfato em um ciclo forma-se 
AMPc, um segundo mensageiro muito importante. 
 Vale ressaltar que um nucleotídeo pode ser 
convertido em outro. Exemplo: ATP sendo 
transformado em AMPc. 
Açúcares 
 A pentose é um açúcar de cinco carbonos. 
Nos ácidos nucleicos, dois tipos de pentose são 
utilizados: 
• β-D-ribose: usada no ácido ribonucleico 
(RNA). 
• β-D-2-desoxirribose: usada no ácido 
desoxi-ribonucleico (DNA). A desoxirribose 
perde o oxigênio do carbono 2’, sendo essa 
a única diferença com a ribose. 
Bases nitrogenadas 
 As bases nitrogenadas são compostos em 
anéis que contêm nitrogênio. Elas podem ser 
classificadas em dois grupos: 
• Pirimidina: possuem um anel contendo 
nitrogênio. São elas: uracila (encontrada 
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apenas no RNA), citosina e timina 
(encontrada apenas no DNA). 
• Purina: possuem dois anéis contendo 
nitrogênio. São elas: guanina e adenina. 
Nomenclatura 
 Base + açúcar= nucleosídeo. Os nomes dos 
nucleosídeos dependem de qual base nitrogenada 
e açúcar estão unidos. 
Quando o açúcar é a ribose, temos os 
seguintes nomes: 
Base Nucleosídeo Abreviação 
Adenina Adenosina A 
Guanina Guanosina G 
Citosina Citidina C 
Uracila Uridina U 
Timina Timidina T 
 Caso o açúcar seja a desoxirribose, deve-se 
adicionar o prefixo “desoxi” a frente do 
nucleosídeo. Na abreviação, deve-se adicionar um 
“d”. 
 Base + açúcar + fosfato = nucleotídeo. Os 
nucleotídeos são abreviados por três letras 
maiúsculas, como por exemplo: 
• AMP = monofosfato de adenosina 
• dAMP= monofosfato de desoxiadenosina 
• UDP= difosfato de uridina 
• ATP= trifosfato de adenosina 
Formação do polímero 
Para formar um polímero, os nucleotídeos 
são unidos por ligações fosfodiéster (ligação 
covalente). 
Para que a ligação fosfodiéster seja 
formada é necessário um pirofosfato (dois 
fosfatos inorgânicos unidos) à essa ligação é de 
alta energia e, quando ela se quebra, a energia é 
liberada, permitindo que o fosfato do C5’ se ligue 
ao C3’. 
A cada ligação formada, uma hidroxila é 
perdida. Essas hidroxilas se unem ao H+ (que está 
em abundância na célula) formando água. Por isso, 
essa reação é denominada reação de 
condensação. 
As moléculas de DNA e RNA são 
orientadas, ou seja, elas possuem duas 
extremidades. No primeiro nucleotídeo, a 
extremidade 5’ está livre. Por outro lado, no 
último nucleotídeo, quem está livre é a 
extremidade 3’. 
Para a leitura da sequência do DNA e RNA, 
sempre deve contar a direção a ser seguida, ou 
seja, qual a sua orientação. Exemplo: 5’ ACGT 3’. 
Isso é importante pois o DNA é um molde para 
produção do RNA. 
 Além disso, apenas lemos/escrevemos as 
siglas das bases nitrogenadas, tendo em vista que 
o fosfato e a pentose são sempre iguais.Pareamento das bases nitrogenadas na dupla 
hélice 
 O DNA sempre é encontrado em forma de 
dupla hélice (ou dupla fita). Para essa estrutura ser 
estável, o pareamento entre as bases 
nitrogenadas dos nucleotídeos ocorre através de 
pontes de hidrogênio. 
 Toda vez que numa fita tem uma Adenina, 
na fita oposta terá uma Timina (sendo assim, uma 
purina e uma pirimidina), estando elas unidas por 
duas pontes de hidrogênio. Por outro lado, toda 
guanina é pareada com citosina por três pontes de 
hidrogênio. 
 O DNA é formado por duas fitas anti-
paralelas, ou seja, uma fita é 5’ à 3’ e a outra, 3’ 
à 5’. Mas quando vamos escrever uma sequência, 
sempre descrevemos apenas uma fita, tendo em 
vista que a outra é de fácil identificação. 
 Os genes são utilizados como moldes para 
produção do RNA, não apenas mensageiro, mas de 
todas as classes. Devemos lembrar que, no RNA, a 
timina não está presente, sendo substituída por 
uracila. 
DNA x RNA 
A uracila é usada exclusivamente no RNA e 
a timina, no DNA. 
Pentose no nucleotídeo: ribose no RNA e 
Desoxirribose no DNA. 
 A forma da molécula também é diferente, 
pois o RNA é sempre simples fita, não tendo uma 
fita complementar. Por outro lado, o DNA é 
sempre dupla-hélice. Além disso, as cadeias de 
RNA são mais curtas que a de DNA. 
 A partir do DNA molde será sintetizado o 
RNA, seguindo a regra do pareamento, de forma 
anti-paralela. Exemplo: 
DNA: 3’ GTAC 5’ 
 RNA: 5’ CAUG 3’ 
 A fita do DNA que é parecida com o RNA é 
chamada de fita codificante/codificadora/codante 
(os códigos contidos em uma estão contidos na 
outra). Já a fita que é usada realmente como 
molde é a fita complementar (por conta da regra 
do pareamento) molde. A fita que normalmente 
aparece escrita é a fita codificante, de forma que 
quando olhamos já sabemos qual a sequência do 
RNA. 
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 O RNA pode dobrar-se em estruturas 
diversas de vários níveis de complexidade. Sendo 
assim, apesar de ser uma simples fita, apresenta 
regiões de dupla-hélice à estruturas secundárias 
de diversas formas, como a de grampos de cabelo 
(hairpin loops). 
 Ele se enovela, formando pontes de 
hidrogênio entre as bases nitrogenadas, mas não 
há pareamento entre fitas distintas. Não há uma 
estrutura específica. 
 
 Mais recentemente, novos papéis para 
RNA foram revelados, como a percepção de 
estado metabólico; sinalização e regulação da 
expressão gênica realizadas por riboswitches e 
regulação da expressão gênica por meio do 
microRNA. 
 Essa grande versatilidade funcional não 
seria esperada para uma molécula altamente 
estável como o DNA, pois esse ácido nucleico 
apresenta pequena dinâmica molecular. Sendo 
assim, podemos dizer que o DNA é relativamente 
“parado”. 
 Desse modo, graças a essa alta 
versatilidade funcional, propõe-se que o RNA seria 
a molécula primordial (a primeira que surgiu), a 
partir da qual a vida evoluiu. Essa hipótese 
pressupõe que em determinado momento da 
história da vida na Terra, todas as células tinham o 
RNA como material genético, o que ficou 
conhecido como o “Mundo de RNA”. 
 
 
ORGANIZAÇÃO DO GENOMA 
 
 
 O DNA é um polímero de nucleotídeos. Ele 
se enovelada nas histonas, até formar-se um 
nucleossomo. O conjunto dos nucleossomos 
forma uma fita mais grossa e coesa, a qual é 
denominada cromatina. A cromatina se enovela 
com auxílio de algumas proteínas, dando origem 
ao cromossomo. Temos, portanto: DNA dupla 
hélice à nucleossomo à cromatina à 
cromossomo. 
Nucleossomo 
 O nucleossomo é um octâmero de 
histonas, ou seja, é um conjunto de quatro pares 
de histonas (H2A, H2B, H3 e H4), ao redor das 
quais há quase duas voltas de dupla-hélice de 
DNA. 
 
O conjunto dos nucleossomos pode ser 
comparado a um “colar de contas”. Essa estrutura 
se dobra em zig-zag, agrupando-se para formar 
uma fibra mais grossa, a qual é denominada 
solenóide. A cada nucleossomo há uma histona 
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H1, a qual é importante para possibilitar esse 
dobramento. 
As histonas e o DNA têm uma conexão 
muito forte, pois o ácido nucleico tem 
característica ácida e a histona tem caráter básico, 
formando uma estrutura muito coesa. 
 
No núcleo das células, o DNA pode ser 
encontrado na forma de cromatina e 
cromossomo. A estruturação do cromossomo se 
dá por meio de proteínas nucleares, as histonas e 
proteínas cromossômicas não histonas, que 
mantém a estrutura do cromossomo. A deficiência 
nessas proteínas pode gerar doenças. 
Proteínas não-histonas 
 Fornecem um suporte ou “arcabouço” 
para as alças da cromatina, sendo denominadas 
SMC (structural maintenance of chromosomes). 
Condensina 
 É o principal componente estrutural do 
cromossomo mitótico, sendo responsável pela 
condensação do cromossomo. Ela forma um laço, 
e os diversos laços juntos formam a estrutura da 
cromátide. 
 
 
Coesina 
 As cromátides não são independentes, 
sendo a coesina responsável por mantê-las unidas. 
A partir do momento que a célula recebe 
sinal de anáfase, as coesinas se degradam e inicia-
se o afastamento das cromátides. A partir disso, há 
migração dos cromossomos simples para polos 
opostos da célula. Dessa forma, a coesina só existe 
no início da fase M, quando os cromossomos estão 
duplicados. 
 
NÚCLEO INTERFÁSICO 
A maior parte do ciclo celular encontra-se 
na interfase, a qual é constituída pelas fases G1 
(célula se origina, cresce e exerce sua função), S 
(duplicação do material genético) e G2 (preparo 
para mitose). 
Em toda a interfase, não há formação de 
cromossomo, estando o DNA em forma de 
cromatina. No núcleo interfásico, essa cromatina 
pode estar mais ou menos condensada, 
possibilitando a diferenciação entre duas formas 
de cromatina: 
• Heterocromatina: mais condensada e com 
genes transcricionalmente inativos (genes 
escondidos); região mais escura. 
• Eucromatina: menos condensada, com 
genes transcricionalmente ativos (genes 
acessíveis a maquinaria de transcrição). 
o Tanto íntrons como éxons das 
regiões codificantes estão em 
eucromatina. 
 
 Dependendo da célula, diferentes genes 
estão na forma de eucromatina e 
heterocromatina. 
 No cromossomo também podemos 
encontrar eucromatina e heterocromatina, 
representadas por bandas mais claras e mais 
escuras. Nos telômeros e nos centrômeros há 
heterocromatina, tendo em vista que essas 
regiões são constitutivas e estão sempre 
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condensadas, não possuindo genes para serem 
transcritos. 
 
GENOMA 
 O Genoma corresponde a sequência de 
nucleotídeos das moléculas de DNA que temos no 
núcleo. 
Bioinformática: refere-se a pesquisa, 
desenvolvimento, ou aplicação de ferramentas 
computacionais e abordagens para expandir a 
utilização de dados biológicos, médicos, 
comportamentais e de saúde, incluindo a 
aquisição, o armazenamento, a organização, o 
arquivamento, a análise ou visualização desses 
dados. 
Computational Biology: desenvolvimento 
e aplicação de métodos teóricos e analíticos, 
incluindo modelagem matemática e aplicação de 
técnicas de simulações computacionais para o 
estudo de sistemas biológicos, sociais ou 
comportamentais. 
Tamanho e número de genes nos cromossomos 
humano 
Genoma humano 
• DNA nuclear = 3,2 x 109 nucleotídeos (n) 
• DNA mitocondrial= 16 x 103 (circular) 
Núcleo 
• 46 cromossomos lineares (23 pares) 
o 22 pares autossômicos 
o 1 par sexual 
Gráfico A: tamanho dos cromossomos (em 
milhões de pares de bases: 1 milhão de pares = 
1Mb). 
 
Gráfico B: número de genes identificados em 
cada cromossomo humano. 
 
 Os cromossomos 13, 18 e 21 são os que 
possuem menor quantidade de genes e 
correspondem as possíveis síndromes causadas 
por trissomias: 
• Trissomia do 21: Sd. de Down 
• Trissomia do 18: Sd. de Edwards 
• Trissomia do 13: Sd. de Patau 
Isso não quer dizer que só ocorram erros 
nesses três cromossomos, mas estas são as 
relacionadas com a sobrevivência, sendo as 
demais normalmente relacionadas ao aborto (não 
são compatíveiscom a vida). 
 
ORGANIZAÇÃO DO GENOMA HUMANO 
Sequenciamento do genoma humano 
 A primeira versão da sequência do genoma 
humano, no início de 2001. Ela obteve uma 
cobertura de 90% e apresentava muitas lacunas 
não sequenciadas, além de erros de base. 
 O tamanho (haploide) do genoma humano 
é de aproximadamente 3,2 bilhões de pares de 
bases. Sendo o organismo humano diploide, 
temos o dobro disso. 
 Em 2004, o International Human Genome 
Consortium lançou uma nova versão do genoma, 
apresentando sequências de melhor qualidade, 
cobrindo uma parte maior do genoma (em torno 
de 99,7%). 
 O número de genes do genoma humano 
ainda não é definitivo, mas fica em torno de 22 mil. 
Enquanto isso, o milho apresenta 32 mil genes. 
Com isso, temos que nossa complexidade 
biológica não é devido ao número de genes, mas 
sim em nosso potencial de, alternativamente, 
transcrever e traduzir a informação codificante do 
genoma. 
 Cerca de 90% dos genes do genoma 
humano são capazes de sofrer processamento 
alternativo, resultando em um número maior de 
proteínas em relação ao número de genes. Ou 
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seja, um único gene pode produzir diferentes 
produtos na célula. 
Estimando o número de genes do genoma 
humano 
 As primeiras estimativas na década de 
1990 eram de aproximadamente 100.000 genes. 
Na primeira publicação sobre a sequência 
completa foram previstos entre 30 e 40 mil genes. 
 Mais recentemente, agrupando todas as 
informações disponíveis: sequenciamento das EST 
(expressed sequence tags – pequenos fragmentos 
de cDNA sequenciados); alinhamento das EST com 
o DNA genômico; descoberta de genes por 
homologia com outros organismos e melhoras nos 
programas computacionais de predições – as 
estimativas estão entre 20.000 e 25.000 genes. 
 Os modelos gênicos propostos nos bancos 
de dados Ensembl (EMBL) e NCBI listam 22.619 e 
22.333, respectivamente, de genes codificadores 
de proteínas. 
 Esses valores, obviamente, ainda não são 
definitivos e, com o refinamento dos métodos 
computacionais e a busca contínua de 
informações, tanto sobre os humanos quanto 
sobre os demais organismos, a qualidade das 
predições tende a melhorar. 
 Apenas em torno de 1% do nosso genoma 
codifica para proteínas, sendo que os exons e 
sequências regulatórias compreendem menos que 
2% do genoma humano. 
 Várias iniciativas acontecem em 
laboratórios de todo o mundo, com o objetivo de 
definir as funções de cada uma das proteínas 
codificadas pelos genes humanos. 
Genoma humano 
 
 Aproximadamente 1,5% do genoma 
humano é codificador de proteínas, ou seja, sendo 
os trechos referentes aos exons. Ainda fazem 
parte dos genes os íntrons (25,9%), mas estes não 
são codificantes. 
 Sequências únicas miscelâneas (11,6%) 
correspondem aquelas cuja função não é 
conhecida e não se enquadram em nenhuma das 
outras categorias. 
 As sequências repetidas longas (8%) 
ocupam um volume grande do DNA e são 
encontradas nos centrômeros e telômeros; não há 
genes nessa região. 
 Há ainda as regiões duplicadas, ou seja, 
com repetições no genoma (5%) e repetições de 
sequências simples (3%), os quais são trechos 
repetidos seguidos. 
 As regiões representadas em cinza são 
elementos transponíveis de DNA (transposons), 
RNA (retrotransposons) e sequências de 
elementos nucleares entremeados longos e curtos 
(SINEs e LINEs). Esses elementos estão presentes 
em quase todos os seres vivos, mas não se sabe 
qual a função deles. 
 Cerca de metade do genoma são 
sequências repetidas e, a outra, de sequências 
únicas. 
 Inserido nas sequências repetidas estão as 
repetições de sequências simples (cerca de 3%), as 
quais são informativas à são trechos pequenos e 
de grande variação entre os indivíduos. 
Dentro das sequências únicas estão os 
genes (com os íntrons e éxons) e um DNA não-
repetitivo que não está nos íntrons nem nos 
códons, localizado entre os genes. 
 
• DNA de cópia única (45%): inclui genes 
codificadores de proteínas; a maior parte 
são íntrons e sequências intergênicas. 
• DNA repetitivo disperso (45%): elementos 
de transposição que estão espalhados pelo 
genoma. 
o Elementos intercalares curtos (SINEs): 
90 a 500 pb. Chamados de repetições 
Alu (10%) 
o Elementos intercalares longos (LINEs): 
até 7000 pb 
• DNA satélite (10%): repetições em tandem, 
ou seja, repetições seguidas, um atrás do 
outro. 
o Alfa-satélite- regiões centroméricas: 
são sequências repetidas de 171 pb 
(ocupa milhões de pb ou mais); 
altamente repetitivo. 
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o Minissatélite: de 7 a 100 pb (ocupa 
alguns milhares de pb) 
o Microssatélite: de 2 a 6 pb (ocupa 
poucas centenas de pb). 
 Os minissatélites e os microssatélites 
correspondem a 3% do genoma e tem grande 
relevância na identificação humana devido a alta 
variabilidade entre os indivíduos. 
Polimorfismo genético 
 Polimorfismo: múltiplos alelos em um 
locus onde pelo menos 2 alelos apresentam 
frequências superiores a 1% numa população. 
 Regiões polimórficas do genoma são 
aquelas que apresentam grande variação entre os 
indivíduos. Sendo assim, aqui estão inclusas as 
repetições em tandem de DNA micro e mini 
satélite. 
Essas repetições em tandem são úteis para 
o mapeamento gênico, pois variam de 
comprimento entre indivíduos e são encontradas 
uma vez a cada 2 kb do genoma. Os microssatélites 
são usados como marcador genético em estudos 
de parentesco (medicina forense), das migrações 
humanas e da origem humana. Isso é possível pois, 
apesar de variar muito entre as pessoas, é muito 
semelhante entre os parentes. 
VNTR: número variável de repetições em tandem 
 Quando analisamos os micro e 
minissatélites, identificados o VNTR, os quais 
podem ocupar de 1 a 20 kb dentro de genes 
(normalmente em íntrons) ou de regiões 
intergênicas (mais comum). 
 
Através dessas regiões variáveis é possível 
mapear os indivíduos. Por exemplo: caso um 
indivíduo possua 12 repetições em um alelo e 17 
em outra, elas devem corresponder às repetições 
encontradas em cada um dos progenitores. 
Além disso, atualmente, temos que, 
dependendo da população, há regiões que variam 
mais ou menos. Com isso, quando pessoas 
diferentes tem alelos iguais, possivelmente elas 
têm algo em comum ou o alelo em questão é 
frequente e pouco discriminatório dentro daquela 
população. 
STR: pequenas repetições em tandem 
 Pequenas repetições em tandem 
(microssatélites): maioria dl, trl ou tretra nt. 
 
No locus vermelho, há a região de 
microssatélite “CAGG”, com 7 repetições em 
tandem em um cromossomo e 4 no outro. No 
locus amarelo, há 5 repetições em cada alelo. No 
verde, são 6 e 4. Por fim, no locus azul, são 10 e 5 
repetições. 
Vale sempre ressaltar que cada um dos 
cromossomos foi herdado de um genitor, 
podendo-se comparar os STR para comprovar o 
parentesco entre os indivíduos. Exemplo: 
 
Observando o locus verde, os três 
indivíduos em questão não são parentes, pois o 
indivíduo B deveria conter informação igual ao A 
ou C. Entretanto, ao vermos o locus vermelho, 
tanto indivíduo A, como C poderiam ser genitores 
de B; sendo assim, esse alelo provavelmente é 
frequente nessa população, não sendo 
discriminatório. 
Para diminuir o índice de erro, ao fazermos 
testes em humano, são identificados no mínimo 9 
loci simultaneamente. Caso não seja suficiente, 
podemos avaliar 12 e até 15 regiões diferentes. 
SNP: polimorfismo de nucleotídeo único 
 Os SNP constituem 90% de todas as 
variações genômicas humanas. São ótimos 
marcadores de ancestralidade, podendo ser 
utilizados em estudos filogeográficos e 
filogenéticos. 
 São importantes nos estudos de fatores 
genéticos associados a doenças e úteis na 
farmacogenética. 
 Importante: não são todos os 
polimorfismos que podem causar doenças. Porém, 
existem SNPs que aumentam a probabilidade de 
desenvolver determinadas doenças 
(principalmente DCNT) e pode até mesmo levar a 
uma resposta diferente a um determinado 
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fármaco, quandocomparado a um indivíduo que 
não possui este polimorfismo. 
Os SNP são encontrados por toda a região 
do genoma: íntrons, éxons, regiões intergênicas, 
promotores ou enhancers. Sua localização tem 
grande relevância; um SNP encontrado na região 
codificadora pode, por exemplo, alterar a 
formação de proteínas e um SNP intrônico pode 
influenciar no splicing do mRNA. 
 
 Ao longo do DNA existem várias regiões 
polimórficas, como demonstrado na figura. A 
junção dessas regiões forma os diferentes 
haplótipos. 
 Os SNPs escolhidos para definir um 
haplótipo, contudo, são frequentemente os 
mesmos na maior parte dos indivíduos de uma 
população em particular. Assim, podem ser 
utilizados para traçar populações humanas pré-
históricas. 
DNA mitocrondrial 
 O DNA mitocondrial é um pequeno DNA 
circular fita dupla, de herança materna, que não 
apresenta íntrons ou histonas. É auto-replicativo, 
superenrolado e muito compacto. 
 
 Na célula humana constitui-se de apenas 
16,569 pb. Possui 22 genes codificadores de tRNA 
e 13 regiões codificadores de proteínas, sendo que 
na matriz mitocondrial ocorre transcrição e 
tradução. 
Em cada mitocôndria dos fibroblastos dos 
pulmões humanos há cerca de 2.6 moléculas de 
DNA mitocondrial por mitocôndria. Considerando 
que são centenas de mitocôndrias por célula – 308 
nesse caso, há cerca de 800 moléculas de DNA 
mitocondrial na célula. 
 
Genes 
Gene é um segmento funcional do DNA 
que contém a informação necessária para produzir 
uma molécula de RNA. Sendo assim, os genes não 
são exclusivos para a produção de proteínas (a 
partir do RNAm), sendo também produzidos RNAs 
funcionais (ribossomal, transportador, micro RNA, 
snRNA- small nuclear RNA). 
 
 Todos os genes possuem uma sequência 
reguladora (a qual é importante para que ele seja 
expresso ou não) regiões codificantes (exons) e 
regiões não codificantes (íntrons). Vale ressaltar 
que os íntrons sempre estão entre éxons, de forma 
que o gene sempre se iniciará e terminará com um 
exon. Após o último exon podem ser encontradas 
regiões não codificantes. 
Temos aproximadamente 25.000 genes 
distribuídos nos 46 cromossomos. Eles são 
responsáveis pela transmissão de caracteres dos 
pais aos filhos. 
As mutações dentro dos genes que se 
acumulam ao longo do tempo estão relacionadas 
à doenças e também a evolução da espécie. 
Dentre os genes que codificam para 
proteínas humanas, temos a seguinte proporção: 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
 
Gene eucariótico 
 Os genes eucarióticos são 
monocistrônicos, sendo cístron definido como um 
segmento de DNA corresponde a uma cadeia 
polipeptídica, em conjunto aos sinais de início e 
térmico. Ou seja, 1 gene está relacionado a 1 RNA 
e 1 cadeia polipeptídica. Eles são interrompidos 
por sequências não codificantes (íntrons). 
Cada gene humano tem um tamanho e um 
locus no genoma, sendo iguais entre todos os 
seres humanos (exceto em mutações). Exemplo: o 
gene do fator VII humano, importante proteína da 
coagulação se localiza no cromossomo Xq28 e 
apresenta 200.000 pares de nucleotídeos, com 26 
exons e 25 íntrons, sendo que a maior parte do 
tamanho do gene corresponde aos íntrons; o gene 
da Beta-globina humana, por sua vez, se localiza 
no cromossomo 11p15.4 e apresenta 2000 pares 
de nucleotídeos, com 3 éxons e 2 íntrons. 
 
 Cada gene possui sua sequência 
reguladora, chamada de promotor. O promotor 
sempre está localizado na extremidade 5’ do gene 
(fita codificante) e decide para qual lado ele será 
expresso e transcrito, de forma que sempre está 
próximo ao éxon 1. 
 A fita codificante sempre estará no sentido 
5’—3’, sendo que o RNA transcrito terá a mesma 
direção e uma sequência muito semelhante a ela. 
Por outro lado, a fita molde sempre estará no 
sentido 3’—5’. 
 O gene pode ser transcrito para qualquer 
um dos dois lados, cabendo a nós identificar qual 
é a fita codificante e onde está o promotor. 
 
Estrutura de um gene humano 
 O gene sempre será composto por 
promotor + éxons + íntrons. Além do promotor, 
para que ocorra a transcrição correta, é necessário 
um indicador do término da transcrição. Alguns 
genes possuem, ainda, outros reguladores da 
transcrição. 
 Os éxons da extremidade (tanto o 
primeiro, como o último), possuem regiões que 
são transcritas, porém não traduzidas, as quais 
estão representadas em azul na figura. A região 
não codificante do exon 1 é chamada de 5’ UTR e, 
a do último exon, 3’UTR. 
• UTR= untranslated region 
 
 Promotor: inicia a transcrição. São mais 
comumente encontrados os elementos TATA, 
CAAT e GC boxes, onde se ligam fatores de 
transcrição (proteínas capazes de localizar esses 
elementos especificamente e se ligar em regiões 
específicas). Esses boxes caracterizam a região 
promotora. 
 Reguladores (amplificadores e inibidores): 
localizados na maioria das vezes longe do gene 
(alguns kb) e de seu promotor, estão relacionados 
a quanto e quando os genes serão transcritos. 
Quando temos um ativador, ele é denominado 
enhancers; caso seja um inibidor, região de 
inibição. 
 
 Sequência de terminação: próxima de uma 
região AATAAA na fita codificante, marca o 
desligamento da RNA polimerase e o término da 
transcrição. 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
 
 A região inicial do gene (5’ da fita 
codificante) pode também ser denominada de “a 
montante” ou “upstream”, enquanto a 
extremidade 3’ pode ser denominada “a jusante” 
ou “downstream”. 
 
TRANSCRIÇÃO 
 O processo de transcrição diz respeito a 
produção de RNAs. Para que ela ocorra são 
necessárias diversas reações complexas, incluindo 
não apenas a RNA-polimerase, mas também os 
fatores de transcrição. 
 Existem diversos fatores de transcrição, os 
quais podem ser representados por TF. Cada um 
deles reconhece um box presente no promotor, e 
quando há ligação entre eles, emite-se um sinal 
recrutando a RNA-polimerase. Essa enzima, por 
sua vez, se liga a região promotora e dá início ao 
processo de transcrição. 
 A forma inicial da Pol II que é recrutada 
para o promotor contém uma cauda 
predominantemente não fosforilada, mas a cauda 
encontrada no complexo de alongamento possui 
vários grupos fosfato. A adição desses fosfatos 
auxilia a polimerase a desconectar-se da maioria 
dos fatores gerais de transcrição empregados no 
início, que são deixados para trás pela enzima, 
quando essa escapa do promotor. 
 
 
RNA-polimerases 
 Existem três RNA-polimerases nas células 
eucarióticas, sendo elas: 
• RNA-polimerase I: é responsável por 
transcrever genes do rRNA 5, 8S, 18S e 28S. 
• RNA-polimerase II: é responsável por 
transcrever a maioria dos nossos RNAs, 
incluindo todos os genes que codificam 
proteínas, snoRNA, miRNA, siRBA, IncRNA e 
a maioria dos genes snRNA. 
• RNA-polimerase lll: é responsável por 
transcrever genes de tRNA, rRNA 5S, alguns 
snRNA e genes de outros pequenos RNAs. 
 
Os RNAs podem ser divididos em dois 
grandes grupos: RNA mensageiro (são traduzidos, 
originando proteínas) e RNAs funcionais, os quais 
não traduzem proteínas, assumindo estrutura 
específica com funções na célula (como por 
exemplo, RNA ribossomal e RNA transportador). 
Os rRNAs são denominados de acordo com 
seus valores “S”, os quais referem-se às suas taxas 
de sedimentação em ultracentrifugação; quanto 
maior o valor de S, maior é o rRNA. 
Etapas da transcrição 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
 A primeira etapa da transcrição consiste na 
formação do “transcrito primário do RNA”, o qual 
é obtido a partir da fita molde do DNA e se 
assemelha a fita codificante do mesmo (alteração 
apenas da timina pela uracila). 
Exemplo 
Fita codificante: 5’ (promotor) 
ATTGCGTACCTGACCGT 3’ 
Fita molde: 3’ TAACGCATGGACTGGCA 5’ 
RNAm: 5’ AUUGCGUACCUGACCGU 3’ 
Esse transcrito primário do RNA ainda não 
está pronto para ser traduzido, sendo necessário 
que ele sofra modificações e processamento. 
A RNA-polimerase II, responsável pela 
transcrição de genes que codificam proteínas, 
possui uma cauda em sua estrutura, adenominada cauda CTD. Diferentes fatores 
(enzimas do processamento) são recrutados de 
acordo com o estado de fosforilação dessa cauda 
e, com isso, essas enzimas são transferidas ao RNA 
de acordo com a necessidade. 
 
 Inicialmente, quando a cauda CTD 
(domínio C terminal) está muito fosforilada, é 
ativado o conjunto de enzimas de capping, 
responsável por adicionar o Cap (7-metil- 
guanosina) na extremidade 5’ do RNA. A função do 
Cap é estabilizar e proteger o RNAm, de forma que 
quando ele está ausente, observa-se a degradação 
do ácido nucleico antes mesmo do final da 
transcrição. 
 
 A partir do momento em que a fosforilação 
da cauda CTD começa a diminuir, outro conjunto 
de enzimas é ativado, os quais são fatores de 
clivagem. A função desses fatores é quebrar 
(clivar) o RNAm: quando a sequência de 
terminação do RNAm (na extremidade 3’) é 
exposta, o conjunto de enzimas ativado pela 
diminuição da fosforilação da cauda CTD da RNA-
polimerase reconhece a sequência rica em GU, 
clivando o RNAm nessa posição. 
Com isso, a extremidade 3’ fica livre e é 
reconhecida pela poliA-polimerase, enzima 
responsável por adicionar diversas adeninas (A) 
nessa extremidade (poliadenização), criando a 
cauda poliA. Quanto mais extensa essa cauda for, 
mais tempo o RNAm ficará no citoplasma e mais 
vezes ele poderá ser traduzido pelos ribossomos. 
 
A cauda poliA junto ao Cap e outras 
proteínas interagem formando um anel, de forma 
que o ribossomo dá voltas e traduz esse RNAm 
diversas vezes. Sendo assim, essas duas estruturas 
são importantes para a estabilização do RNAm no 
citoplasma. 
Com isso temos que, além de transcrever o 
transcrito primário, a RNA polimerase também 
está envolvida na adição do CAP e da cauda de 
poliA. 
Splicing 
 Muitos genes eucariotos apresentam 
regiões codificadoras, chamadas éxons, e regiões 
não codificadoras, denominadas sequências 
interveninentes ou íntrons. Por exemplo, o gene 
que codifica a proteína ovalbumina tem 8 exons e 
7 introns, enquanto o gene do citrocromo b possui 
5 exons e 4 introns. 
Todos os íntrons e éxons são inicialmente 
transcritos em RNA. Entretanto, após a 
transcrição, os íntrons são removidos por splicing 
e os éxons são unidos para formar o RNAm 
maduro à o RNA maduro sempre será menor do 
que o transcrito primário de RNA. Esse processo 
ocorre no núcleo da célula. 
 
 A retirada dos íntrons ocorre a partir do 
complexo enzimático chamado Spliceossomo, o 
qual é uma maquinária ribonucleoproteica, 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
composta por várias proteínas com atividade 
enzimática e pelos pequenos RNAs (snRNA), os 
quais formam um esqueleto delicado, mas com 
função primordial. Cada snRNP (snurp) contém um 
snRNA de 100 a 200 nt. 
 
 Para que o spliceossomo reconheça o 
íntron e não retire erroneamente as regiões 
codificantes do RNA, há uma porção sinalizadorá 
do local de clivagem, a qual é essencial para que o 
processo prossiga corretamente. 
 Essa região é formada em três locais 
diferentes: GU___A___AG. A porção U1 
reconhece e se liga a GU; a porção U2, reconhece 
e se liga a AG; e a porção A, por sua vez, é 
responsável por criar um laço entre as duas 
porções U, permitindo assim a retirada do íntron. 
 
 A partir da retirada do íntron do transcrito 
primário, é função do próprio spliceossomo unir os 
exons para formar o RNA maduro. Os íntrons 
liberados são degradados posteriormente. 
Retomando... 
 
 
 A figura demonstra a “bolha de 
transcrição”. Vale ressaltar que a RNA polimerase 
reconhece a estrutura como um todo (dupla-fita 
do DNA) e não apenas a fita molde. 
Os fatores de transcrição TFIIH e TFIII têm 
como função separar as fitas do DNA a partir do 
rompimento das pontes de hidrogênio. Além 
disso, há um conjunto de proteínas responsável 
por desenrolar a fita do DNA e enrola-la 
novamente após a transcrição. 
 
 
 A polimerização do RNAm ocorre a partir 
da adição de nucleotídeos na extremidade 3’. Para 
que isso ocorra, é necessário a presença de um 
nucleotídeo trifosfato à há rompimento do 
ribonucleotído, liberação do pirofosfato e, 
consequentemente, liberação da energia 
necessária para realizar a ligação fosfodiéster. A 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
ligação fosfodiéster, por sua vez, ocorre entra a 
hidroxila ligada a C3’, na cadeia de crescimento, e 
o fosfato em C5’ no nucleotídeo que será 
adicionado. Esse processo ocorre até que seja 
formado o transcrito primário do RNAm. 
 O transcrito primário do mRNA sofre 
modificações, com a adição do CAP na 
extremidade 5’e da cauda poliA na extremidade 3’, 
os quais dão estabilidade ao mRNA, impedindo 
que ele seja degradado antes de ser traduzido. 
Em seguida, ocorrerá o splicing, com 
remoção dos íntrons e junção dos éxons. A partir 
disso, temos o mRNA maduro, o qual está pronto 
para ser traduzido nos ribossomos. 
 
 O processo descrito anteriormente, refere-
se ao splicing clássico ou convencional. 
Entretanto, há uma outra forma de splicing, a qual 
será descrita a seguir. 
Observação 
 A adição de CAP e poliA é exclusiva na 
transcrição do mRNA. O splicing também ocorre 
normalmente em mRNA, mas pode ocorrer em 
outros RNAs. 
Splicing alternativo 
O splicing alternativo é um rearranjo de 
éxons, de forma que um mesmo transcrito 
primário pode originar diferentes proteínas 
(isoformas). Vale ressaltar que um mRNA maduro 
traduzirá uma única proteína, mas o transcrito 
primário pode originar diversos mRNA maduros e, 
consequentemente, diferentes proteínas. 
Antigamente o splicing alternativo era 
considerado uma exceção, entretanto, hoje 
sabemos que ele ocorre em diversos mRNAs. 
 
Exemplos 
Processamento alternativo no gene da 
troponina T, a qual está presente em músculo 
cardíaco, em diferentes isoformas. A figura mostra 
uma região do gene da troponina T que codifica 
cinco éxons gerando um RNAm maduro com os 
éxons 1, 2, 4 e 5. 
 
 O gene da alfa-tropomiosina (proteína 
fibrosa relacionada ao sarcômero) terá diferentes 
formas nos diferentes tecidos. Para tal, ocorrerá 
um splicing alternativo nesse gene, originando 
diversos mRNA com alternância de éxons. 
 
Análise do gene da interleucina 2 
 
 A imagem representa a sequência 
codificante (início no 3’ e fim no 5’) do gene da 
interleucina 2. O “TATA” box está localizado na 
região promotora do gene, indicando o início do 
processo de transcrição. 
 O verde mais claro representa as regiões 
dos íntrons e, mais escuro, dos éxons. Podemos 
observar que os íntrons ocupam extensa parte dos 
genes, mesmo um grande número de bases não 
estando individualmente listados. 
 Para a retirada dos íntrons e junção dos 
éxons, o spliceossomo reconhece a sequência 
GU___ A ___ AG. 
 Em toda a extensão do RNAm há sítios que 
indicam o que ocorrerá com o ácido nucleico, 
como o sítio de clivagem 3’, a qual indica que a 
enzima deve se soltar da sequência. 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
RNA transportador 
 
 Os RNAs transportadores são processados 
nas células bacterianas e eucarióticas. Diferentes 
tRNAs são modificados de diferentes maneiras, 
sendo uma delas a representada na figura: 
1. Há clivagem nas extremidades 5’ e 3’. 
2. Na alça, ocorrerá um splicing com formação da 
região que contém o anti-códon do tRNA. 
3. Alguns nucleotídeos são adicionados na 
extremidade 3’, sendo que o último deles se ligará 
ao aminoácido, permitindo seu transporte até o 
ribossomo. 
4. Modificações em alguns nucleotídeos produzem 
o tRNA maduro. 
 Esse formato do tRNA, em cruz, é 
permitido pois há sequências complementares na 
simples fita do RNA, fazendo com que haja 
interação entre as bases nitrogenadas, formando 
pontes de hidrogênio (há pareamento). 
 
RNA ribossomal (ou ribossômico) 
 O RNA ribossomal é responsável por 
formar o esqueleto do ribossomo. 
 
 O processamento do rRNA é diferente dos 
demais, tendo em vista que ele não envolve o 
processo de splicing. 
 
As porções que originarão o rRNA estão 
marcadas em vermelho, representandonucleotídeos metilados; isso sinaliza que esses 
fragmentos não devem ser degradados. Os demais 
fragmentos (não metilados) são degradados e o 
restante origina os rRNAs maduros. 
Além do rRNA, o ribossomo é formado por 
um conjunto de mais de 100 proteínas. Esse 
processo de formação ocorre no nucléolo, onde há 
ancoragem das proteínas e dos rRNA. Ele não 
deixa o núcleo completamente pronto, mas a 
maior parte da montagem ocorre nessa região. 
 
TRADUÇÃO: SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
 O mRNA maduro, após todo o 
processamento no núcleo, vai para o citoplasma e 
chega aos ribossomos, local onde será traduzido. 
A síntese de proteínas tem 3 etapas: iniciação, 
elongação e terminação. 
 
 A sequência de nucleotídeos presente no 
mRNA é lida em trincas (conjunto de três 
nucleotídeos), as quais são denominadas códons. 
Cada códon codifica apenas um aminoácido 
específico, mas o mesmo aminoácido pode ser 
codificado por mais de um códon. A 
correspondência entre os aminoácidos traduzidos 
e as sequências de códon que os representam 
constituem o código genético. 
 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
Vale lembrar que TODA tradução possui o 
códon de iniciação AUG, a partir do qual o 
ribossomo iniciará a tradução da proteína, 
deslocando-se na direção 5’—3’do mRNA. Há 
ainda os códons terminadores, os quais indicam o 
fim da proteína: UAA, UAG ou UGA. Quando o 
ribossomo encontra um desses códons de 
término, ele se desliga do mRNA. 
Toda a sequência entre o códon de 
iniciação e o códon de término é denominada de 
fase de leitura, matriz de leitura ou quadro de 
leitura do mRNA. 
 
Exercício 
 
 
à Matriz de leitura: AUG CCU GUU CAA UCA ACA 
AAC AUC UAA 
à Proteína: Met Pro Val Gln Ser Thr Asn Ile 
 
O fato de um mesmo aminoácido poder ser 
codificado por mais de um códon faz com o código 
genético seja dito degenerado. 
Não há uma regra para o número de 
códons que codificam o mesmo aminoácido, de 
forma que a leucina é codificada por 6 códons, 
enquanto a metionina é codificada por apenas um. 
Isso não está relacionado a importância do 
aminoácido, mas cada espécie possui seus códons 
mais frequentes, o que é denominado códon 
usage. 
RNA transportador 
 A “tradução” da informação na sequência 
de nucleotídeos (os códons) para aminoácidos é 
executada pelas moléculas de tRNA, que atuam 
como adaptadores entre os códons e os 
aminoácidos por eles definidos. 
 O RNA transportador possui uma estrutura 
em alça devido a complementaridade de bases, 
formando os grampos. Eles carregam os 
aminoácidos até os ribossomos de forma não 
aleatória, sendo necessário o pareamento entre o 
códon do mRNA e o anticódon do tRNA. Após esse 
reconhecimento, o aminoácido é adicionado a 
cadeia polipeptídica. 
 
Importante: por convenção, o RNA sempre 
é lido no sentido 5’—3’. Considerando que o 
anticódon é antiparalelo ao códon, sua sequência 
original é 3’ – 5’. Portanto, ao nos referirmos a 
eles, sempre devemos indicar qual a sequência de 
leitura considerada. 
 Cada um dos 20 aminoácidos é ligado ao 
tRNA apropriado por uma única tRNA sintetase 
específica. Como exemplo, temos a triptofanil-
tRNA-sintetase, enzima que adiciona o triptofano 
no tRNA. 
 
Ribossomo 
 O ribossomo é formado por um arcabouço 
de rRNA (RNAs funcionais), no qual se encaixam 
mais de 100 proteínas. 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
 O ribossomo possui 3 sítios de ligação ao 
tRNA: 
• A: é o sítio que recebe o tRNA carregando o 
aminoácido codificado pelo anticódon à 
podemos recordar que o sítio A vem de 
aceptor ou de aminoácido. 
• P: é o sítio que recebe o tRNA ligado a 
cadeia polipeptídica à podemos recordar 
que o sítio P abriga o tRNA que contém o 
peptídeo. 
• E: é o sítio que recebe o tRNA após a 
hidrólise, ou seja, que não está mais ligado 
a cadeia polipeptídica à o tRNA está 
pronto para deixar o ribossomo, sendo a 
letra E relacionada a “exit”. 
 
 Inicialmente, chega ao sítio A o tRNA 
carregando o aminoácido específico para o códon 
presente no mRNA, promovendo uma ligação 
peptídica entre o aminoácido que chegou e o 
peptídeo. Tendo em vista que o tRNA agora está 
carregando a cadeia polipeptídica, ele 
automaticamente passa para o sítio P e assim 
sucessivamente. 
 
 É importante lembrar que, embora um 
ribossomo só possa sintetizar um polipeptídeo por 
vez, cada mRNA pode ser traduzido, ao mesmo 
tempo, por vários ribossomos. Dessa forma, 
enquanto um ribossomo está finalizando a 
tradução, outro pode estar começando. 
 
O conjunto de ribossomos acoplados a um 
único mRNA é denominado polirribossomo. 
Quando essa estrutura é encontrada, infere-se 
que a célula em questão está em intensa síntese 
proteica e provavelmente necessita de diversas 
cópias dessa proteína naquele momento. 
Etapas da tradução 
Ínicio da tradução 
O eIF4F, fator de início de tradução, é um 
heterodímero que consiste de: 
• elF4G: proteína de ancoragem 
• eIF4E: se liga ao CAP na extremidade 5’ 
• eIF4A: helicase que desfaz dobramentos na 
extremidade 5’ 
Esse fator é de extrema importância pois, 
sem ele, a tradução não se inicia em eucariotos. 
 
Quando o mRNA sai do núcleo em direção 
ao citoplasma, até que ele chegue aos locais de 
tradução, caso haja complementaridade de bases 
na fita simples do RNA, podem se formar grampos 
na extremidade 5’ à forma de controle para que 
o mRNA não seja traduzido imediatamente. 
 O F4e reconhece o CAP na extremidade 5’ 
e se liga a ela. O F4b estimula o F4a a realizar sua 
função. F4a, por sua vez, funciona como helicase, 
desfazendo os grampos formados no mRNA a 
partir da hidrólise de pontes de hidrogênio. Por 
último, a F4G realiza interação com a cauda de 
poliA através de PABP. 
 
 A partir da ligação do F4E ao CAP e 
desenrolamento do RNA por F4A, o F4G chega 
junto à subunidade menor do ribossomo (40S); 
sendo assim, podemos dizer que a síntese 
proteica, em eucariontes, inicia-se a partir do 
recrutamento do ribossomo por um conjunto de 
proteínas. Essa subunidade é transportada para a 
extremidade 5’ do mRNA e concomitantemente, o 
tRNA chega carregando a metionina. 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
A subunidade menor do ribossomo migra 
pelo mRNA até encontrar um códon de iniciação 
AUG. A partir disso, a subunidade maior do 
ribossomo se acopla à menor e todos os fatores 
relacionados ao eF são dissociados. 
 
 Os fatores de início da tradução mantêm os 
mRNAs eucarióticos em círculos. Isso, pois, F4G 
possui afinidade por proteínas de ligação à cauda 
poliA na extremidade 3’ do mRNA. A partir dessa 
interação, ocorre a circularização do mRNA, o que 
otimiza o processo de tradução da mensagem 
pelos polirribossomos. 
 
Alongamento da cadeia polipeptídica 
 O alongamento da cadeia polipeptídica se 
dá a partir da dinâmica do tRNA pelo sítio A, P e E. 
 
A tradução se inicia com a metionina. Em 
seguida, o aminoacil-tRNA correto é trazido ao 
sítio A do ribossomo de acordo com o códon que 
está nesse sítio. Esse aminoácido forma ligação 
peptídica com a metionina, formando um peptidil-
tRNA no sítio P. Quando o próximo tRNA chega, o 
processo se repete e o tRNA que ficou vazio migra 
para o sítio E, deixando o ribossomo. A partir da 
repetição desse processo, há o alongamento da 
cadeia polipeptídica. 
Término da tradução 
 Os códons de término são reconhecidos 
por proteínas chamadas 
fatores de liberação (RFs, 
release factors) que ativam a 
hidrólise do polipeptídeo do 
peptidil-tRNA. 
 Existem 3 códons que 
sinalizam o término da 
tradução: UAA, UAG, UGA. 
Quando um deles se encontra 
no sítio A, não há entrada de 
novo tRNA, mas sim de uma 
proteína denominada fator 
de liberação. Essa proteína 
promove a hidrólise da 
cadeia polipeptídica formada, 
separando-a do tRNA. 
 Com a finalização da 
tradução, as duas 
subunidades do ribossomo se 
desacoplam, dando fim a 
todo o processo. 
TRADUÇÃO EM PROCARIONTES 
 Em seres procariontes, a transcrição ocorre 
concomitantemente a tradução, ou seja, os 
processos são acoplados; os mRNA nessesseres 
não possuem íntrons. Isso não é possível em 
eucariontes tendo em vista que a transcrição 
ocorre no núcleo e, a tradução, no citoplasma. 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
Os ribossomos dos procariontes também 
possuem os sítios A, P e E, sendo essa parte do 
processo de tradução igual ao dos eucariontes. 
Todavia, a metionina que inicia o processo é 
modificada (é formilada), sendo denominada N-
formil metionina (fMet). Ela entra diretamente no 
sítio P do ribossomo quando o AUG é encontrado 
no mRNA. 
 
Na subunidade menor dos ribossomos das 
células procariontes, há o rRNA 16S, o qual é muito 
importante para o processo de tradução. 
 
 Como em procariontes não tem CAP, não 
há os fatores de iniciação envolvidos no 
reconhecimento da extremidade 5’ do mRNA. 
Entretanto, há uma sequência no mRNA que 
sinaliza o local onde o ribossomo deve se ligar, a 
qual é denominada Shine-Dalgarno (RBS). 
 
No rRNA 16S, extremidade 3’, há uma 
sequência que pareia ao RBS; quando a 
subunidade menor a encontra, o tRNA carregando 
a fMet é atraída e o aminoácido é acoplado ao sítio 
P. Inicia-se a migração até o encontro do primeiro 
AUG e, quando isso ocorre, a subunidade maior do 
ribossomo se acopla, deflagrando a tradução. 
 
 Outra informação importante acerca da 
tradução em procariontes, é que em um mesmo 
mRNA existem diversas RBSs, permitindo o 
acoplamento da subunidade menor do ribossomo 
em todas essas regiões à em um mesmo mRNA 
há vários inícios de tradução, de diferentes genes, 
ou seja, ele é policistrônico. Normalmente, os 
genes presentes no mesmo mRNA participam da 
mesma via metabólica e a tradução é equimolar, 
tendo em vista que são necessárias quantidades 
proporcionais de cada uma das proteínas. 
 
Com isso, diz-se que o mRNA dos 
procariontes é policistrônico, ao passo que o 
mRNA dos eucariontes é monocistrônico. 
As diferenças entre a tradução de 
eucariontes e procariontes são importantes para a 
ação dos antibióticos. 
 
PROTEÍNAS: DEGRADAÇÃO, ENOVELAMENTO, 
ENDEREÇAMENTO E MODIFICAÇÕES 
 A produção de uma proteína em uma 
célula eucariótica requer diversas etapas. A 
concentração final de cada uma delas depende da 
velocidade de cada uma das etapas. Mesmo após 
a produção do mRNA e da sua proteína 
correspondente, suas concentrações podem ser 
reguladas via degradação, modificações pós-
traducionais ou pela ligação de pequenas 
moléculas. 
 
 Uma vez liberadas pelo ribossomo, a 
maioria das proteínas precisam de outras 
alterações para que possam ser úteis às células. As 
modificações pós-traducionais incluem as 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
modificações covalentes (como a fosforilação), a 
ligação de cofatores de pequenas moléculas, ou a 
associação com outras subunidades proteínas. 
 As proteínas diferem enormemente em 
relação à sua duração (ou tempo médio de vida). 
Além do tempo que ela dura, o número de cópias 
de uma proteína em uma célula também depende 
de quanto é gerada e da sua degradação em 
aminoácidos. 
Proteínas estruturais que passam a fazer 
parte de um tecido relativamente estável, como o 
tecido ósseo ou o tecido muscular, podem durar 
meses ou anos. Outras proteínas, como enzimas 
metabólicas ou aquelas que regulam o 
crescimento e a divisão celular, só duram alguns 
dias, horas ou mesmo poucos segundos. 
DEGRADAÇÃO 
 A degradação de proteínas ocorre a partir 
de enzimas denominadas proteases, responsáveis 
pela hidrólise das proteínas em aminoácidos, os 
quais podem ser reutilizados pela célula. 
 O complexo de diversas proteases unidas é 
denominado proteassomo, o qual tem importante 
papel no tempo de meia vida das proteínas e no 
controle de qualidade, degradando, por exemplo, 
proteínas que foram mal enoveladas e poderiam 
prejudicar a atividade celular. Os proteassomos 
podem ser encontrados tanto no núcleo, quanto 
no citosol. 
 Além de proteases, o proteossomo possui 
outras proteínas, as quais formam a “rolha” 
(estrutura representada em azul). O cilindro 
central é formado 
pelas proteases, cujos 
sítios ativos estão 
voltados para a face 
interna da câmara. 
Dessa forma, quando 
uma proteína adentra 
no proteassomo, ela 
é degradada. 
 Para que uma proteína entre no 
proteassomo, é necessário que ela seja marcada 
para destruição. Isso ocorre a partir da ligação de 
um conjunto de pequenas proteínas denominadas 
ubiquitinas. A adição da cadeia poliubiquitina é 
realizada através de enzimas, tanto no citoplasma 
quanto no núcleo. 
As proteínas ubiquitinadas são 
reconhecidas na rolha do proteassomo, 
desdobradas e inseridas no cilindro central, local 
onde estão as proteases. Vale ressaltar que esse 
processo é exclusivo para degradação de 
proteínas, não ocorrendo, por exemplo, com 
organelas. 
 
 As proteínas destinadas a ter curta 
duração, muitas vezes, contêm uma curta 
sequência de aminoácidos que as identifica como 
um alvo a ser ubiquitinado e, consequentemente, 
serão degradadas nos proteassomos. 
 Proteínas danificadas, erroneamente 
dobradas ou que contêm aminoácidos oxidados 
ou alterados são também reconhecidas e 
degradadas por proteassomos. As enzimas que 
adicionam a cadeia de poliubiquitina a essas 
proteínas reconhecem sinais que ficam expostos 
como consequência do dobramento incorreto ou 
de danos químicos, como por exemplo, sequências 
de aminoácidos ou motivos conformacionais 
internos ou inacessíveis na proteína normal. 
ENOVELAMENTO 
 A estrutura primária das proteínas é 
composta pela sequência de aminoácidos. 
Entretanto, elas não permanecem em uma linha, 
sendo necessário a aquisição de estrutura 
secundária, em alfa-hélice ou folha beta-
pregueada. Posteriormente, a proteína ainda 
sofre enovelamento, adquirindo sua estrutura 
terciária (conformação nativa). 
 Algumas proteínas, ao serem produzidas, 
adquirem estrutura terciária sem necessidade de 
intervenção. Caso contrário, existem proteínas 
que auxiliam ou interferem no seu enovelamento, 
as quais são denominadas chaperonas (HSPs) ou 
chaperones. Elas estão presentes em vários 
compartimentos celulares, como nas 
mitocôndrias, retículo endoplasmático, citosol e 
núcleo; não são encontradas em lisossomos. 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
 As chaperonas se ligam às cadeias 
polipeptídicas recém-sintetizadas ou parcialmente 
enoveladas e as auxiliam no processo de 
enovelamento mais energeticamente favorável. A 
associação destas chaperonas à proteína-alvo 
requer aporte de energia, fornecida pela hidrólise 
de ATP. Após o enovelamento, a proteína está 
pronta para exercer sua função. 
 
 Outras proteínas chaperonas atuam como 
câmaras de isolamento que auxiliam o 
enovelamento de polipeptídeos. No exemplo 
acima, a chaperona em forma de barril forma uma 
câmara isolada na qual a cadeia polipeptídica pode 
se enovelar sem que haja risco de formação de 
agregados nas condições citoplasmáticas, onde 
outras moléculas estão presentes. Esse sistema 
também requer aporte de energia oriunda da 
hidrólise de ATP, principalmente para a associação 
e subsequente dissociação da tampa que fecha a 
câmara da chaperona. 
 O acúmulo de proteínas mal-enoveladas 
aciona a “resposta à proteína desenovelada (UPR). 
Essas proteínas são reconhecidas por alguns tipos 
de proteínas sensoras transmembrânicas, onde 
cada uma ativa uma parte diferente da UPR. 
Alguns sensores estimulam a produção de 
reguladores da transcrição que ativam genes que 
codificam chaperonas ou outras proteínas do 
sistema de controle de qualidade. Outro sensor 
inibe, também, a síntese proteica, reduzindo o 
fluxo de proteínas. 
 
ENDEREÇAMENTO 
 Todas as proteínas são produzidas a partir 
dos ribossomos, os quais são encontrados 
basicamente no citoplasma e na superfície do 
retículo endoplasmático (rugoso). Além disso, 
existem as proteínas que são sintetizadas a partir 
dos ribossomos mitocrondriais. Isso é possível 
devido a origem endossimbiótica das 
mitocôndrias, com a presença de DNA circular em 
seu interior; assim, é possível que ocorra a 
transcriçãoe tradução dos seus genes. Todavia, 
apenas uma pequena porção das proteínas 
mitocondriais é sintetizada em seu interior, pois 
são poucos os seus genes e uma grande 
quantidade de proteínas necessárias, fazendo com 
que a mitocôndria seja dependente da célula e das 
informações do núcleo. 
 Considerando a tradução nos ribossomos 
citosólicos ou reticulares, algumas proteínas 
permanecem no núcleo (como as proteínas do 
citoesqueleto), mas a maioria tem ação em 
diferentes locais da célula, sendo necessário o seu 
endereçamento. 
 Caso a proteína tenha endereçamento 
para um compartimento membranáceo, ela 
possuirá em sua cadeia polipeptídica uma 
sequência de aminoácidos denominada peptídeo-
sinal ou sequência-sinal. Por outro lado, se a 
proteína for citosólica, ela não possuirá esse sinal 
de endereçamento. 
 Esse mecanismo foi descoberto a partir de 
experimentos na engenharia genética: foram 
observadas algumas proteínas que sempre estão 
no citoplasma e outras que sempre estão dentro 
do retículo endoplasmático. A partir disso, 
visualizaram que dentro desses dois grupos, as 
proteínas possuíam uma sequência de 
aminoácidos que se repetia, a qual poderia ser 
indicativa do endereçamento da proteína. 
Para provar essa hipótese, os cientistas 
misturaram o gene dessas proteínas, de forma a 
inserir o peptídeo-sinal na proteína citosólica e 
retirá-lo da proteína do retículo. O resultado foi 
que a proteína citosólica com o peptídeo-sinal foi 
encontrado no interior do retículo 
endoplasmático, enquanto a proteína do retículo 
sem o peptídeo-sinal, no citosol. 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
 Assim, provou-se que essa sequência de 
aminoácidos faz com que as proteínas entrem no 
retículo. O mesmo mecanismo ocorre nas demais 
organelas membranares, como núcleo, RE, 
mitocôndrias ou peroxissomos. Vale ressaltar que 
essa sequência deve estar, de alguma forma, 
exposta na estrutura tridimensional da proteína. 
 A partir dos dados apresentados, vemos 
que tanto o Complexo de Golgi, quanto o 
lisossomo não apresentam sequências próprias 
para o endereçamento. Isso, pois, as proteínas que 
adentram nessas duas organelas são provenientes 
do retículo. Sendo assim, os sinais de 
endereçamento também podem orientar o 
transporte de proteínas do RE a outros destinos na 
célula. 
 As proteínas são transportadas até as 
organelas por meio de três mecanismos: para o 
núcleo, elas passam por complexos de grandes 
poros nucleares e para as mitocôndrias e 
peroxissomo, o transporte é através de 
membranas. Para o retículo endoplasmático, por 
sua vez, a proteína é sintetizada em sua superfície, 
através dos ribossomos lá localizados; o 
transporte para todas as organelas envolvidas em 
vias secretoras e endocíticas – incluindo RE, 
aparelho de Golgi, endossomos e lisossomos, é 
realizado através de vesículas de transporte. 
 
Retículo endoplasmático 
 
 Na porção superior da imagem 
identificamos o polirribossomo livre no citosol 
realizando síntese proteica. Quando esses 
ribossomos traduzem proteínas sem peptídeo-
sinal de RE, ou seja, não há os primeiros 
aminoácidos necessários para o endereçamento 
ao RE, eles permanecem livres no citosol. 
 Por outro lado, os ribossomos que estão 
traduzindo proteínas contendo uma sequência-
sinal de RE (representada em vermelho na figura) 
na cadeia polipeptídica crescente serão 
redirecionados para a membrana do retículo. 
Nesse caso, as subunidades ribossomais 
inicialmente estão livres no citosol e, ao 
encontrarem o mRNA, inicia-se a tradução. 
Quando a sequência do peptídeo-sinal é traduzida, 
há uma pequena pausa na tradução e o conjunto 
(ribossomo + mRNA + início da cadeia 
polipeptídica) se locomove para a superfície do 
retículo endoplasmático. O ribossomo, então, se 
acopla ao translocador de proteína, o que permite 
a continuidade de tradução no polirribossomo e a 
entrada da cadeia polipeptídica no lúmen do 
retículo, aminoácido por aminoácido. Ao final de 
cada ciclo de síntese proteica, as subunidades 
ribossomais são liberadas e se reúnem ao grupo 
comum no citosol. 
A forma apresentada acima é a mais 
comum das proteínas entrarem no retículo 
endoplasmático e é denominada translocação 
cotraducional, ou seja, a tradução inicia-se no 
citosol e continua com o ribossomo acoplado ao 
RE. Todavia, há evidências de que algumas 
proteínas são completamente traduzidas no 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
citoplasma e são translocadas posteriormente ao 
retículo endoplasmático, processo denominado 
translocação pós-traducional. 
 
Núcleo: transporte controlado por poros 
 As proteínas que possuem peptídeo-sinal 
de importe ao núcleo, assim como moléculas de 
RNA, se movimentam entre o citosol e o núcleo 
através de complexos do poro nuclear no 
envelope nuclear. Elas conseguem atravessar a 
membrana do núcleo com sua estrutura 
tridimensional pois os poros nucleares são 
encontrados em complexos. Esse transito de 
proteínas, tanto para entrada quanto para saída, é 
dependente das sequências-sinais. Vale ressaltar 
que, diferentemente do que ocorre em algumas 
organelas, não há clivagem do peptídeo-sinal 
quando a proteína chega ao seu destino final. 
 
 As proteínas que contêm um sinal de 
localização nuclear são reconhecidas pelos 
receptores de importação nuclear, que interagem 
com as fibrilas citosólicas que se estendem a partir 
da borda do poro. Após serem capturados, os 
receptores se movem aleatoriamente com sua 
carga através da malha formada a partir das 
regiões não estruturadas das proteínas do poro 
nuclear até que a sua localização no interior do 
núcleo promova liberação da carga. Após a 
liberação da proteína-carga, os receptores 
retornam ao citosol pelo poro nuclear para serem 
reutilizados. Tipos semelhantes de receptores de 
transporte, operando na direção inversa, 
exportam os mRNAs a partir do núcleo. 
 Para o processo de importação, é 
necessária a ligação a outra proteína (Ran-GTP), a 
qual auxilia que a proteína-carga seja liberada no 
interior do núcleo e que o receptor de importação 
nuclear retorne ao citosol. 
 
 O processo de exportação de proteínas 
para o citosol ocorre de maneira semelhante. 
Essas proteínas também possuem um peptídeo-
sinal (diferente da sequência de entrada), o qual é 
reconhecido pela proteína de exportação e 
permite que a proteína seja exportada. Também 
há participação do Ran-GTP, o qual se liga aos 
receptores. Vale lembrar que há proteassomos no 
interior do núcleo, os quais podem degradar 
proteínas que não sejam mais necessárias. 
Mitocôndria: translocação de proteínas através 
de membranas 
 A molécula de proteína transportada, em 
geral, precisa desdobrar-se para passar pelo 
translocador do citosol para a mitocôndria, tendo 
em vista que sua estrutura tridimensional é muito 
grande quando comparada ao tamanho do poro. 
 A mitocôndria possui uma membrana 
interna e uma externa, as quais devem ser 
atravessadas para que uma proteína mitocondrial 
precursora entre na organela. Para iniciar o 
transporte, a sequência-sinal mitocondrial é 
reconhecida por um receptor na membrana 
externa (TOM), o qual está associado com um 
translocador de proteína. O complexo de receptor, 
proteína e translocador se difunde lateralmente 
na membrana externa até encontrar um segundo 
translocador na membrana interna (TIM). Os dois 
translocadores, então, transportam a proteína 
através das duas membranas, desnaturando a 
proteína nesse processo. Por fim, a sequência-
sinal é clivada por uma peptidase-sinal na matriz. 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
 Tendo em vista que as proteínas devem ser 
modificadas para entrarem na mitocôndria, 
existem chaperonas citosólicas que esticam a 
cadeia polipeptídica e permitem sua passagem 
pelos receptores TOM e TIM, chegando à matriz 
mitocondrial. No interior da matriz mitocondrial, 
há chaperonas que fazem com que a proteína 
retorne ao seu enovelamento correto. 
 
 A chaperona hsp70 citosólica é liberada da 
proteína precursora em uma etapaque depende 
da hidrólise de ATP. Após a inserção inicial da 
sequencia-sinal e das porções adjacentes da 
cadeia polipeptídica no canal de translocação do 
complexo TOM, a sequência-sinal interage com o 
complexo TIM. A sequência-sinal é então 
translocada para o espaço da matriz em um 
processo que necessita de energia de um 
potencial de membrana através da membrana 
interna. A hsp70 mitocondrial, que é parte de um 
importante complexo ATPase, liga-se a regiões da 
cadeia polipeptídica que ficam expostas no espaço 
da matriz, puxando a proteína através do canal de 
translocação, usando a energia da hidrólise do 
ATP. 
 A mitocôndria possui diferentes porções. 
Quando o peptídeo-sinal é clivado e a proteína não 
deve permanecer na matriz, outra sequência de 
aminoácidos é exposta, redirecionando a proteína 
para o seu local correto de atuação. Isso ocorre, 
por exemplo, para proteínas da cadeia 
transportadora de elétrons, as quais permanecem 
no espaço intermembranas. 
Transporte vesicular 
 Vesículas são 
estruturas esféricas de 
membrana, contendo 
uma carga em seu 
interior. 
As vesículas de 
transporte levam 
proteínas de um 
compartimento a outro; 
elas são carregadas com 
moléculas derivadas do 
lúmen de um 
compartimento, se 
desprendem de sua 
membrana e o conteúdo é descarregado em um 
segundo compartimento por fusão com a sua 
membrana. Estão envolvidos nesta forma de 
transporte: retículo endoplasmático, complexo de 
Golgi, lisossomo e endossomos, além de vesículas 
de secreção. 
Antes de ocorrer o transporte a partir das 
vesículas, todavia, é necessário que as proteínas 
estejam presas na membrana ou solúveis no 
lúmen da organela. Para tal, inicialmente o mRNA 
começa a ser traduzido pelo ribossomo no citosol, 
porém, em seu início mostra-se uma sequência-
sinal de RE, a qual é reconhecida pela partícula de 
reconhecimento de sinal (SRP). A partir desse 
reconhecimento, a síntese proteica é atrasada e o 
complexo SRP se locomove e se liga ao receptor de 
SRP na membrana no RE. A SRP é liberada, 
passando o ribossomo para um translocador de 
proteína na membrana do retículo 
endoplasmático. Com isso, a síntese proteica se 
reinicia. 
 
 O translocador da proteína se liga à 
sequência-sinal e transfere o restante do 
polipeptídeo pela bicamada lipídica. Em um dado 
momento, o peptídeo-sinal é clivado da proteína 
crescente por uma peptidase-sinal e é liberado no 
interior da bicamada, onde é degradado. Uma vez 
completada a síntese proteica, o polipeptídeo 
translocado é liberado como uma proteína solúvel 
no lúmen do RE e o poro do canal de translocação 
se fecha. Para que a proteína adquira sua 
conformação nativa, chaperones devem estar 
presentes no lúmen. 
 
 No caso das proteínas transmembranares, 
uma sequência-sinal de RE inicia a transferência da 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
mesma forma que a anterior. Todavia, a proteína 
possui uma sequência hidrofóbica (representada 
em laranja), que atua como sinal de finalização da 
transferência; quando essa sequência entra no 
canal de translocação, o canal libera a cadeia 
polipeptídica em crescimento na bicamada 
lipídica. A sequência-sinal é clivada, deixando a 
proteína transmembrânica ancorada à membrana. 
A síntese de proteínas na face citosólica continua 
até se completar. 
 
 Algumas proteínas não passam apenas 
uma vez pela membrana do retículo, como é o 
caso dos receptores acoplados a proteína G (fazem 
7 voltas). Nesse caso, a proteína transmembrânica 
possui uma sequência-sinal de RE interna 
(representada em vermelho), a qual não age 
apenas como um sinal de início da transferência, 
mas também ajuda a ancorar a proteína madura 
na membrana. 
 
 Vale ressaltar que uma proteína só 
consegue se inserir na membrana durante o 
momento de sua síntese. Não é possível que a 
tradução ocorra no citoplasma e após estar 
pronta, se inserir no meio da membrana, tendo 
em vista que essas proteínas possuem regiões 
hidrofóbicas. 
 A partir dos dados apresentados, podemos 
concluir que a sequência primária da proteína, ou 
seja, a sequência de aminoácidos que a compõe, 
definirá se ela será uma proteína solúvel, 
transmembrânica única ou com vários domínios 
transmembrânicas. 
 Independente da característica da proteína 
presente no retículo (solúvel ou membrânica), ela 
pode permanecer dentro do próprio retículo, ser 
transportada para o complexo de Golgi, formar 
lisossomos, compor a membrana plasmática ou 
ser secretada da célula (exocitose). Na maior parte 
dos casos, a partir do RE, brotam vesículas em 
direção ao complexo de Golgi, sendo que algumas 
delas retornam posteriormente para funcionar no 
próprio retículo. 
 
As vesículas transportadoras brotam de 
uma membrana e se fundem com outra, 
carregando componentes da mesma e proteínas 
solúveis entre os compartimentos do sistema de 
endo-membranas e a membrana plasmática; 
todas as proteínas presentes na membrana 
plasmática da célula ou que sofrerão exocitose 
percorrem o processo descrito acima. 
 
 Quando as vesículas brotam da membrana, 
elas recebem um revestimento externo por 
proteínas do citosol (representadas em azul, verde 
e vermelho na imagem abaixo). Esse revestimento 
é responsável por dirigir a vesícula para o seu 
devido local. 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
 Diferentes proteínas de revestimento 
selecionam diferentes cargas e dão forma às 
vesículas de transporte que medeiam as várias 
etapas das vias biossintética secretora e 
endocítica. Quando os mesmos revestimentos 
funcionam em diferentes locais da célula, eles 
normalmente incorporam diferentes subunidades 
proteicas que modificam as suas propriedades. 
 
 
 O processo de migração entre os diferentes 
compartimentos é complexo e envolve um 
conjunto de proteínas denominada SNARES. Na 
membrana da vesícula que brota é encontrada a v-
SNARE, enquanto na membrana-alvo temos a t-
SNARE. As proteínas SNARES complementares 
asseguram que as vesículas transportadoras se 
fusionem às membranas-alvo apropriadas. Antes 
de fundir na membrana-alvo, a vesícula perde seu 
revestimento. 
 
Após a ancoragem das vesículas, as Snares 
catalisam a fusão da membrana da vesícula e da 
membrana-alvo. A ligação de alta afinidade entre 
v e t-snare aproxima as duas bicamadas lipídicas e 
a força entre elas expulsa qualquer molécula de 
água que se mantenha entre as duas membranas, 
permitindo que seus lipídeos fusionem para 
formar uma bicamada contínua. Com isso, a carga 
da vesícula é liberada para o interior da organela-
alvo ou para o meio extracelular. 
Após a fusão, as snares são separadas de 
modo que possam ser utilizadas novamente. 
 
 Vale ressaltar que não temos apenas uma 
v-SNARE e uma t-SNARE. O processo envolve 
várias delas, o que é importante para que as 
vesículas cheguem ao seu devido destino. 
MODIFICAÇÕES PÓS-TRADICIONAIS 
 O complexo de Golgi é constituído por 
pilhas de sacos membranosos, achatados e 
empilhados chamados de cisternas. Cada pilha de 
cisternas contém vesículas transportadoras 
associadas envolvidas com o transporte de 
moléculas entre as cisternas e também para 
outras organelas. Elas brotam e fundem a partir da 
região cis (próxima ao RE), passam pela região 
medial (ou central) e depois pela região trans 
(mais distante). 
 
 No interior dessa organela, as proteínas 
passam por diversas modificações, como 
clivagem, inserção de açúcares e outros grupos 
químicos, ligações covalentes, entre outras. Com 
isso, as proteínas adquirem a sua conformação 
final, de forma que, ao deixarem o Golgi, estão 
prontas para exercerem suas funções. 
 Sendo assim, o trajeto de uma proteína 
desde sua síntese até a sua secreção consiste em: 
1. Retículo endoplasmático rugoso 
2. Face cis do complexo de Golgi 
3. Face trans do complexo de Golgi 
4. Vesícula de secreção 
 Todo esse processo pode ser exemplificado 
através da insulina, a qual é formada por duas 
cadeias polipeptídicas. Tendo em vista que essa 
proteína sofrerá exocitose, ela é produzidaa partir 
dos ribossomos no retículo endoplasmático 
rugoso e passa pelo complexo de Golgi. Para tal, 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
no início da tradução, há o peptídeo-sinal que 
encaminha o complexo ribossômico para o RE, 
fazendo com que a proteína originada fique 
solúvel no lúmen do retículo. Nesse primeiro 
momento, temos a preproinsulina; a partir da 
clivagem do peptídeo-sinal no lúmen, temos a 
proinsulina. A partir disso, alguns aminoácidos 
(em especial a cisteína) formam pontes dissulfeto, 
as quais unem partes da cadeia A com a cadeia B. 
No complexo de Golgi, há clivagem da proteína, 
liberando o peptídeo C (não tem função) e, assim, 
temos a proteína pronta, que agora é denominada 
insulina. Após esses processos, a insulina é 
agrupada em vesículas, as quais sofrem exocitose 
a partir do complexo de Golgi. 
 
 
Glicosilação 
 A glicosilação de proteínas, ou seja, o 
processo de adição de oligossacarídeos nas 
proteínas tornando-as glicoproteínas, ocorre no 
retículo endoplasmático e/ou no aparelho de 
Golgi. São duas formas possíveis: N-glicosilação e 
O-glicosilação. 
N-glicosilação 
 A letra N se refere ao nitrogênio da amida 
do aminoácido no qual o açúcar será inserido. Esse 
processo se inicia concomitantemente à tradução, 
ainda no RER, mas há modificações no complexo 
de Golgi. 
Quando uma asparagina (Asn- aminoácido) 
apropriada entra no lúmen do RE, ela é glicosilada 
pela adição de uma cadeia lateral ramificada de 
oligossacarídeos. Cada cadeia oligossacarídica é 
transferida como uma unidade intacta para a 
asparagina a partir de um lipídeo chamado dolicol-
fosfato (localizado na face interna membrana do 
retículo), em uma reação catalisada pela enzima 
oligossacaril-transferase. As asparaginas que são 
glicosiladas estão sempre presentes em uma 
sequência tripeptídica asparagina-X-serina ou 
asparagina-X-treonina, onde X pode ser 
praticamente qualquer aminoácido. 
 
 A partir disso, a proteína é glicosilada. 
Entretanto o oligossacarídeo inserido nunca ficará 
nessa forma, sofrendo modificações no complexo 
de Golgi e adquirindo diferentes conformações 
para que a proteína esteja, então, pronta para 
exercer sua atividade. 
 
O-glicosilação 
 A letra O se refere ao oxigênio presente na 
hidroxila do aminoácido em que o açúcar será 
inserido. O processo ocorre inteiramente no 
complexo de Golgi, a partir da transferência 
sequencial de monômeros pela glicosiltransferase, 
até que haja formação do oligossacarídeo. A 
ligação se dá ao OH de serina ou treonina após a 
síntese proteica. 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
Observação 
 Quando uma proteína é sintetizada no RER, 
caso sua estrutura seja glicosilada (glicoproteína), 
quando há formação da vesícula, esse açúcar fica 
na porção interna da vesícula. Entretanto, quando 
essa vesícula chega à membrana plasmática, esses 
açúcares acabam se alocando para o lado de fora. 
 Os carboidratos da membrana celular 
(glcocálix), por exemplo, estão voltados para o 
lado de dentro das vesículas, que são equivalentes 
ao lado de fora da célula. 
 
TIPOS DE SECREÇÃO 
 Existem duas diferentes formas para a 
secreção das substâncias produzidas no RE e 
processadas no Complexo de Golgi. Caso as 
secreções sejam produzidas e necessitadas 
constantemente, como por exemplo a saliva e o 
muco estomacal, as vesículas transportadoras 
sofrem secreção constitutiva, com exocitose não 
regulada, ou seja, após sua produção há 
brotamento da vesícula a partir do Gogi e ela se 
locomove até a membrana imediatamente. 
 Por outro lado, algumas vesículas 
secretórias podem ser formadas e esperarem até 
que haja sinais extracelulares para sua locomoção, 
o que é denominado secreção regulada. Esse 
processo ocorre com neurotransmissores e 
hormônios principalmente, como por exemplo, a 
insulina, cuja secreção é estimulada pelo aumento 
da glicemia no interstício. 
 
PARA FINALIZAR... 
 
 Cada célula tem sua especificidade nos 
genes expressos e, portanto, das proteínas que 
serão sintetizadas. Essa questão está intimamente 
relacionada com as funções que cada uma das 
células exerce no organismo. 
 
REGULAÇÃO GÊNICA EM EUCARIOTOS 
 Todas as células de um organismo contêm 
o mesmo conteúdo genético, todavia sabemos 
que elas são muito diferentes. O que muda entre 
células distintas ou entre condições fisiológicas 
distintas são os genes que estão sendo expressos. 
A regulação gênica pode ser classificada em: 
• Temporal: genes que são expressos em 
diferentes fases do ciclo celular ou 
desenvolvimento embrionário. 
• Espacial: genes específicos são expressos 
em diferentes tipos celulares. 
Os genes podem ser classificados como 
genes constitutivos (expressos constantemente, 
pois codificam proteínas essenciais para a 
manutenção da homeostase) ou genes regulados 
(são expressos em apenas um tipo celular ou 
tecido). 
A regulação gênica pode ocorrer em 
diversas etapas: estrutura do DNA, transcrição, 
processamento do mRNA, pós-transcrição, início 
da tradução e após a tradução. Esse controle é 
muito complexo e de grande importância para as 
células. 
 
 
 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
CONTROLE TRANSCRICIONAL 
 A cromatina pode assumir duas diferentes 
conformações: 
• Heterocromatina: cromatina condensada, 
com nucleossomos próximos e genes 
“escondidos” à genes não transcritos. 
• Eucromatina: cromatina descondensada, 
com os nucleossomos mais afastados e 
genes expostos a maquinaria de 
transcrição à genes disponíveis para a 
transcrição. 
Os genes constitutivos da célula estão na 
forma de eucromatina, tendo em vista que devem 
estar disponíveis para o toda o mecanismo de 
transcrição. 
Acetilação de histonas 
 Para que tenhamos a eucromatina, há 
atuação das HAT (Histona Acetil Transferase), as 
quais acetilam a lisina (Lys) da cauda N-Terminal 
das histonas. Com isso, reduz a afinidade da 
histona pelo DNA, fazendo com que a cromatina 
fique mais “frouxa” e os genes expostos, 
permitindo que a RNA-polimerase realize a 
transcrição. 
 
Metilação de histonas 
 Para que tenhamos a heterocromatina, há 
atuação das HMT (Histona Metil Transferase), a 
qual aumenta a afinidade entre o DNA e as 
histonas. Isso, pois, essas enzimas metilam alguns 
resíduos das histonas, fazendo com que os 
nucleossomos se aproximem e a cromatina fique 
mais condensada. Dessa forma, os genes se 
tornam inacessíveis aos fatores de início de 
transcrição e a RNA-polimerase não é capaz de 
transcrevê-los. 
 
Fatores de início da transcrição 
 Os próprios fatores de início de transcrição 
(ativadores/enhancers e inibidores) também 
atuam no processo de regulação gênica, tendo em 
vista que eles são capazes de ativar ou inibir o 
processo transcricional. 
 
Metilação do DNA 
 Em algumas regiões promotoras de genes, 
existem sequências de dinucleotídeos CG 
repetitivas, as quais são denominadas como ilhas 
CpG (conjuntos de C e G unidos por ligação 
fosfodiéster); no genoma humano, há 
aproximadamente 40.000 ilhas próximas à inícios 
de transcrição. 
 
 A citosina dessas ilhas pode ser metilada, 
formando a metil citosina (mC), formando então 
as mCpG. Quando isso ocorre, impede-se a ligação 
dos fatores de transcrição, os quais são 
responsáveis por recrutar a RNA polimerase. 
Sendo assim, a metilação de ilhas CpG suprime a 
transcrição de alguns genes. 
 
 
CONTROLE DO PROCESSAMENTO DO RNA 
 Após o controle transcricional, é possível 
também o controle do processamento do RNA, no 
qual ocorre adição de CAP e cauda poli-A, 
elementos importantes para que não haja 
degradação antecipada do mRNA. 
Além disso, há o splicing alternativo, no 
qual um único transcrito primário pode originar 
mais de um mRNA maduro, o que pode regular a 
expressão gênica à diferentes células, diferentes 
splicings alternativos e diferentes mRNAs maduros 
formados. 
 Sendo assim, a degradação do RNA 
mensageiro é um ponto de controle no processo 
de expressão genica. Os RNAm de longa duração 
 Geovana Sanches - TXXIV 
 
possuem uma