Genética: DNA, RNA e Proteínas

Prévia do material em texto

Genética
DNA = informação são os genes. Cada um tem uma informação. Fragmento da informação que corresponde a uma proteína é um gene, eles ficam guardados em cromossomos. 
46 cromossomos dentro do núcleo de cada célula.
Todo ser vivo tem material genético, mas vírus não tem célula.
Genoma de eucariotos é maior que de procariotos e precisa estar organizado pra caber. -> cromossomo.
DNA mitocondrial
Elas tem DNA com genes, NÃO TEM DIFERENÇA QUÍMICA COM O DNA NUCLEAR, mas tem um CÓDIGO GENÉTICO próprio. 
Genoma haploide, origem materna. Alta taxa evolutiva.
Tem região não codificadora que controla replica e transcrição do mtDNA.
Ácidos nucleicos
Macromoléculas formadas por sequências de nucleotídeos.
Dois tipos: DNA E RNA.
- Cromossomo: representa comando, coordenação e divisão das células, além de hereditariedade.
Grupo fosfato, pentose (açúcar) e base nitrog
- Fosfato: 1 fósforo, 4 oxigênio. Iônico é -3. TEM NO DNA E RNA.
- Ácido fosfórico: h3po4. Ácido fraco = dá característica ácida. TEM NO DNA E NO RNA.
- Pentose: carbono, hidrog e oxigênio. 5 carbonos. Pode ser desoxirribose (C5H10O4) ou ribose (C5H10O5) = DNA E RNA RESPECTIVAMENTE.
Bases nitrogenadas
- púricas: adenina e guanina. Anel duplo
- pirimídicas: uracila, citosina, timina. Anel simples.
1 nucleotídeo = fosfato, pentose e base nitrogenada (purina ou pirimidina)
DNA: timina, RNA: uracila.
DNA
Pra formar precisa da ligação/união dos nucleotídeos. Junta fosfato de um com pentose do outro. As bases nitrogenadas ficam próximas e eles se unem = dupla hélice (duas cadeias helicoidais sentido à direita).
Adenina com timina (forma 2 pontes de hidrogênio), citocina com guanina (forma 3 pontes).
- AS HÉLICES SÃO EM DIREÇÕES OPOSTAS!! ANTIPARALELAS. 5’3’ e 3’5’.
CÓDON: cada grupo de 3 bases (ACC, GAG, CGT). 
Duplicação do DNA
Semi-conservação. As duas fitas duplicam e viram moldes, a nova fica pareada com a original, gerando 2 novas moléculas de DNA a partir de uma só, porém cada DNA recém formado possui uma das cadeias da molécula mãe.
Formação completa e idêntica do DNA, acontece A CADA DICLO DE DIVISÃO (mitose meiose).
1.Fim do G1/início do S: proteínas se ligam ao DNA, helicase SEPARA as duas fitas quebrando as pontes de hidrogênio. Usa energia de hidrólise de ATP pra isso.
2.Polimerase 3 vai adicionando nucleotídeos pra parear no sentido 5 pra 3.
3. Primase faz o primer de RNA na fita oposta. 
4. Polimerase 1 troca os primers por DNA e revisa tudo pra reparar erro.
5. Ligase termina de ajeitar bonitinho.
Formam-se 2 forquilhas que permitem replicação BIDIRECIONAL. Se fosse unidirecional levaria 1 mês pro cromossomo humano replicar. 
Existe uma dificuldade na replicação simultânea pois o DNA tem uma natureza antiparalela.
Fita contínua é a de 5 pra 3, usa só um primer e tem polimerização rápida.
Fita descontínua é a de 3 pra 5, usa vários primers com fragmento de okasaki. Polimerização lenta. DNA POLIMERASE DELTA.
NA FITA QUE VAI COMPLETAR COMEÇA PELA “EXTREMIDADE 3 DA FITA ORIGINAL” É RETARDADA. Ve o post-it.
Proteínas SSB: mantém as 2 fitas separadas.
Topoisomerases: alteram a enrolação das fitas diminuindo a tensão. Impede que enrole quando ta abrindo as fitas.
Todas as DNA polimerases tem atividade exonucleotídica associada pra remover base errada, tipo um revisor. 
Cada nova fita de DNA é iniciada por um pequeno trecho de RNA, aproximadamente 10 ribonucleotídeos ligados entre si e complementares à fita molde de DNA= PRIMER. PRIMASE forma de 5 a 10 nucleotídeos.
HELICASE + PRIMASE = PRIMOSSOMO = COMPLEXO DE INICIAÇÃO DA REPLICAÇÃO.
RNAse H: ação de exonuclease, remove os iniciadores. 
DNA polimerase Alfa: forma o DNA que vai encaixar.
DNA ligase: sela a sequência de DNA em duas cadeias duplas contínuas.
A DNA polimerase sintetiza os fragmentos de Okazaki pela adição de nucleotídeos ao primer até que alcance o próximo primer do segmento que já foi sintetizado.
Um pedaço de ácido nucléico com cerca de mil nucleotídeos de comprimento pode, portanto, ser responsável pela síntese de uma proteína composta por centenas de aminoácidos.
DNA -> DNA = replicação.
DNA -> RNA = transcrição.
RNA -> proteína = tradução.
Transcrição
RNA também é polinucleotídico. Ele é formado a partir de um modelo de DNA, mas o DNA NÃO É MOLDE DIRETO DA SÍNTESE PROTEICA.
RNA é o molde das proteínas. 
Tira timina e entra uracila agora. Adenina com Uracila, Citosina com Guanina.
Também é da direção 5 pra 3. 
Ao invés de formar DNA pela fite molde, vamos formar RNA. NÃO PRECISA DE PRIMER PRA RNA POLIMERASE.
Não tem mecanismos de revisão, logo não é tão precisa quanto a duplicação. Replicação precisa ser mais precisa do que a transcrição.
Apenas uma fita serve como molde.
Transcrição: seletiva, qualquer quantidade do genoma.
Duplicação: copia tudo e de uma vez só.
A fita de DNA vai se desenrolar em uma bolha de transcrição.
Eucariotos tem 3 polimerases diferentes, bactérias tem só uma.
RNA polimerase 2: RNAm, codifica RNA.
RNA polimerase 1: codifica RNA, transcreve o gene do precursor de RNA ribossômico maior.
RNA polimerase 3: transcreve genes de RNAt.
A RNA polimerase se liga a sequencias especificas do DNA: os promotores. Eles dirigem a transcrição de genes.
RNA heterogêneo
- composto por éxons (códon codificador) e íntrons (códon intercalado não codificador de aminoácido). A maioria dos genes contém íntrons.
- não chega a sair do núcleo pois perde os íntrons = SPLICING/PROCESSAMENTO. DEVE OCORRER ANTES DA TRADUÇÃO.
- a união dos éxons forma o RNA mensageiro, que é quem sai do núcleo.
- Éxons tem normalmente de 100 a 200 nucleotídeos, enquanto íntrons varia de 50 a 20.000 e são mais longos quando se separam.
- Os genes dos eucariontes superiores, incluindo os humanos, têm caracteristicamente muito mais DNA destinado a íntrons do que éxon.
RNA mensageiro 
- é quem tem as informações pra síntese proteica. 
- informa o RNA transformador a ordem dos aminoácidos a formar proteína. 
- transfere a informação do dna pro RIBOSSOMO. 1 a 5% do rna total da célula.
- rna é muito fácil de ser quebrado (destruição enzimática) e sofre modificações pra ser protegido. Na ponta 5 recebe quepe/cap 5 (uma guanina invertida). Serve pra ser reconhecido pelo ribossomo. Na ponta 3 recebe a cauda poli A (várias adeninas, umas 250), que se perde até chegar no citoplasma sem alterar as informações importantes. Essa cauda tem a função de atuar como acentuadora da tradução, proteger o mRNA da digestão por nucleases presentes no meio e proporcionar uma maior estabilidade à molécula.
DNA É FORMADO POR 2 REGIÕES:
- GÊNICA: codifica um produto final. Cadeia de peptídeo ou um RNA.
- INTERGÊNICA: regula. Sinaliza o inicio e final de um gene, influencia a transcrição ou é ponto de inicio pra duplicar o DNA.
Splicing de RNA
- íntrons são removidos e os éxons se ligam pra formar RNA maduro. Ocorre logo após cap e poli A.
- consome muita ATP pra operar a maquinaria do processo, NADA A VER COM REAÇÕES QUÍMICAS. Esse processo é gerado pelo complexo SPLICEOSSOMO.
- TRANSPORTE: acontece pela ligação com a proteína de CAP/QUEPE.
- PROCESSAMENTO: adição de quepe e poli A, remoção de íntrons. Precisa acontecer pra sair do núcleo e ir pro citosol.
OBS: metilação é o principal mecanismo epigenético. Transfere grupos metil pra citosina e guanina. Ajuda a proteger todo o processo. Metilação do DNA pode inativar promotores e genes, silenciando a expressão gênica.
RNA transportador
Transporta aminoácidos, levando eles pro RNA mensageiro que indica suas posições pra formar a proteína. Decodifica o código genético. 10 a 15% do RNA total.
RNA ribossômico
Componente estrutural dos ribossomos, quem faz a síntese proteica. 75% do RNA total da célula.
Proteínas
Macromoléculas pesadas feitas de aminoácidos. 2 aminoácidos se ligam por uma ligação peptídica.
Síntese proteica chega a consumir 90% da energia. São produzidas muito rápido. RNA transportador é o mediador da tradução.
Maquinaria responsável pela tradução> RNAm RNAt aminoacil-RNAt sintetases e ribossomos.
Primeiro código: bases nitrogenadas Segundo código: 20 aminoácidos.O código genético é a relação entre as sequências desses 2 códigos. 
Código genético degenerado: 1 códon produz 1 aminoácido específico SEMPRE mas 1 aminoácido pode ser produzido por mais de 1 códon.
STOP CÓDONS: UAA, UAG, UGA. Fim da síntese de polipeptídeos, não codificam aminoácido.
Aminoacil-RNAt sintetase: sua formação é muito precisa. Ela assegura que o aminoácido foi ligado corretamente ao seu RNAt.
Pra ativar o aminoácido seu grupo carboxil precisa ser ativado. 
Códon AUG: inicia a tradução. 
Ribossomo
Composto por subunidade maior (centro da peptidil-transferase, forma ligação peptídica) e menor (centro de decodificação, RNA transportador lê o mensageiro).
Um ribossomo faz um polipeptídeo por vez, mas cada rna mensageiro pode ser traduzido ao mesmo tempo por vários ribossomos.
1. Ativação do aminoácido: formação do aminoaciltRNA
2. Iniciação: ligação da subunidade pequena e do metionina-aciltRNA no sítio AUG.
3. Elongação: o polipeptídeo nascente é elongado pela ligação de novos aminoácidos
4. Terminação: a parada na síntese se da pelo encontro de um stop códon e o polipeptídeo se desliga.
5. Enovelamento e processamento pos-transcricional do Polipeptídeo