Material genético duplicação, transcrição e tradução

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Material genético 
A natureza química do material genético 
! Ácido desoxirribonucleico (DNA): o material genético 
 
Nucleotídeos 
! Unidades menores que formam a molécula DNA 
! Composição: açúcar desoxirribose + fosfato + base nitrogenada 
! Base nitrogenada: 
⁃ Purinas ou púricas: adenina e guanina 
⁃ Pirimidina ou pirimídica: timina e citosina 
"Regra de Chargaff: [A] = [T] e [C] = [G] 
! Desoxirribose: carboidrato com cinco carbonos (pentose) 
⁃ Ao carbono 1’ liga-se a base nitrogenada e ao carbono 5”, o 
grupo fosfato 
 
 
Molécula de DNA 
! Duas fitas de sequencias lineares de nucleotídeos 
⁃ Uma molécula difere de outra pelo número e pela ordem em 
que os nucleotídeos se dispõem 
! Dupla hélice: uma fita enrolada sobre a outra em espiral 
# Emparelhamento dos nucleotídeos: os nucleotídeos de adenina 
em uma das fitas se unem aos de timina na outra, e os de citosina 
se unem aos de guanina 
"Estrutura primaria: sequência linear de nucleotídeos em cada fita 
\ Uma extremidade é chamada 5’ e a outra 3’ (polaridade) 
"Estrutura secundaria: configuração tridimensional em dupla hélice 
\ Fitas invertidas entre si: se uma fita tem extremidade 
livre 3’, a outra fita nesse local tem extremidade livre 5’ 
\ Fitas unidas por ligações de hidrogênio entre os 
nucleotídeos 
 
 
Duplicação do DNA (semiconservativa) 
! Antes da divisão celular, cada molécula do DNA do núcleo sofre 
duplicação semiconservativa, originando duas novas moléculas 
idênticas à que lhes deu origem 
 
! Helicases: desenrolam as cadeias e abrem a dupla hélice 
(desespiralização) 
"Cada fita serve de molde para a formação, sobre si mesma, de 
uma fita complementar 
! DNA-polimerases: catalisam a síntese da fita nova tomando a 
fita-mãe de molde 
⁃ Adicionam nucleotídeos complementares no sentido 5’!3’ 
⁃ A síntese de uma fita acontece no sentido oposto ao da síntese 
da outra, já que as fitas do DNA são invertidas 
 
 
! Final da duplicação: duas moléculas de DNA, cada uma com uma 
fita pertencente a molécula mãe e a outra, recém-formada 
 
 
Transcrição: do DNA para o RNA 
! Conceitos para gene: 
⁃ Região do DNA que pode ser transcrita em moléculas de RNA 
⁃ Menor porção do DNA relacionada a um efeito que pode ser 
detectado no organismo 
 
Molécula de RNA 
! Formada por uma fita de nucleotídeos 
⁃ Composição: açúcar ribose + fosfato + base nitrogenada 
"Bases nitrogenadas: adenina e guanina (púricas) e adenina + 
uracila e citosina (pirimídicas) 
 
Formação do RNA 
! Emparelhamento dos nucleotídeos: as bases nitrogenadas são 
complementares as bases do DNA 
\ Exemplo: .ATCG (DNA) = UAGC (RNA) 
! A transcrição ocorre no sentido 5’ ! 3’ e tem polaridade 
inversa a da cadeia de DNA que esta sendo usada como molde 
 
! RNA polimerase: se une ao DNA na região promotora, abre a 
molécula de DNA e desloca-se sobre ela catalisando o 
emparelhamento dos nucleotídeos do RNA de forma 
complementar aos nucleotídeos do DNA, finalizando a transcrição e 
liberando o RNA 
# Região promotora: sequencia que marca o inicio da transcrição 
# Região de termino da transcrição: marca o final da transcrição 
 
! Após a transcrição do gene em moléculas de RNA, ocorre a 
maturação do RNA com a remoção dos Íntrons 
# Éxons: regiões codificantes dos genes 
# Íntrons: regiões não codificantes dos genes 
 
! Processamento alternativo do RNAm ou splicing alternativo: 
# No processo de maturação do RNA, alguns éxons podem ser 
removidos em alguns tipos celulares e não em outros 
# Formam-se moléculas maduras de RNA que são diferentes, 
apesar de serem produto de um só gene 
"Um mesmo gene pode estar relacionado a produção de RNAs 
maduros diferentes 
 
! Na molécula de DNA que forma cada um dos cromossomos, um 
gene é separado do outro por extensas regiões do DNA que não 
são transcritas em moléculas de RNA 
⁃ Essas sequencias espaçadoras do DNA não ocorrem ou são 
raras nos procariontes 
⁃ Nos eucariontes, correspondem cerca de 97% do DNA = 
pequena parte do DNA dos cromossomos é formada por genes 
⁃ Certos trechos do DNA não codificante: 
"Formam o centrômero: fundamental na distribuição dos 
cromossomos na divisão celular 
"Participam da regulação da expressão dos genes: cada uma das 
células tem só uma fração dos genes ativa 
 
O código genético 
! Polipeptídio: cada um formado por uma sequencia especifica de 
aminoácidos determinada pelo RNAm maduro 
# Código de trincas ou de tríades: os aminoácidos são codificados 
por trincas de bases nitrogenadas 
・Cada trinca forma um códon 
! Código genético degenerado: um aminoácido pode ser 
codificado por mais de uma trinca 
 
Tradução: síntese de proteínas 
Molécula de RNAm dos eucariontes 
! Códon de iniciação: AUG (aminoácido metionina) 
! Códons determinam a sequencia de aminoácidos no polipeptídio 
! Códon de terminação: UAG, UAA ou UGA 
 
Iniciação 
! A subunidade menor do ribossomo associa-se ao RNAt da 
metionina e juntos passam a percorrer a molécula de RNAm até 
encontrarem o códon de iniciação AUG 
⁃ A subunidade maior do ribossomo une-se a menor 
! Regiões do ribossomo: 
⁃ Sítio A: onde ocorre a entrada do aminoácido 
⁃ Sítio P: onde fica o polipeptídio em formação 
! Cada RNAt contem um anticódon especifico que corresponde 
ao aminoácido a ser incorporado à cadeia em formação 
⁃ Suas bases nitrogenadas são complementares às dos códons do 
RNAm 
! O RNAt da metionina fica associado ao sitio P e o sitio A nesse 
momento permanece vazio 
 
 
Alongamento 
! RNAt do aminoácido que corresponde ao códon seguinte do 
RNAm encaixa-se no sitio A 
⁃ Uma ligação peptídica é estabelecida entre os dois aminoácidos e 
o RNAt da metionina é liberado 
⁃ O ribossomo desloca-se no RNAm e os dois aminoácidos unidos 
passam a ocupar o sítio P, deixando o sítio A vazio 
! Outro RNAt, com um terceiro aminoácido que seja reconhecido 
pelo terceiro códon do RNAm, entra no sitio A e ocorre a 
formação de outra ligação peptídica entre o segundo e o terceiro 
aminoácido 
⁃ O RNAt do segundo aminoácido é liberado e o ribossomo se 
desloca até o próximo códon 
⁃ A cadeia formada por três aminoácidos passa a ocupar o sítio P, 
deixando novamente o sítio A vazio 
 
 
Terminação 
! O sítio A é ocupado por proteínas citoplasmáticas que se ligam 
diretamente ao códon de terminação do RNAm, cessando a síntese 
da molécula de polipeptídio 
! A molécula é liberada do ribossomo, as subunidades maior e 
menor do ribossomo dissociam-se e o RNAm fica livre no 
citoplasma, podendo ser degradado 
 
! A metionina do inicio da cadeia pode ser removida ou fazer 
parte do polipeptídio 
 
$ Obs.: o mesmo RNAm pode ser traduzido simultaneamente por 
vários ribossomos (vários ribossomos + RNAm = polissomos)