DNA e RNA

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DNA e RNA
Características
● Em células eucarióticas (com núcleo organizado por
carioteca), o DNA se encontra associado a
proteínas denominadas histonas, formando
complexos denominados cromonemas ou
cromossomos, que se encontram organizados aos
pares (pares de cromossomos homólogos)
● A grande importância dos ácidos nucléicos está na
sua capacidade de armazenar a informação
genética. Esta informação está armazenada na
sequência de bases nitrogenadas nos nucleotídeos
que os compõem, e se expressa na forma de
proteínas que determinam todas as características e
funções do organismo
● Gene é um segmento de molécula de DNA que
contém a informação necessária à produção de um
polipeptídio, ou seja, uma sequência de
aminoácidos que dá origem a uma proteína.
Dogma Central da Biologia
Nucleotídeos
● Os ácidos nucléicos (DNA/RNA) são formados por
polinucleotídeos, polímeros de nucleotídeos.
● A combinação de uma base e uma pentose, sem o
fosfato, compõe o nucleosídeo.
NUCLEOTÍDEO = BASE NITROGENADA + PENTOSE + FOSFATO
**No carbono 1' da pentose, liga-se a base, e o carbono 5'
da pentose, liga-se o grupo fosfato.
1. BASE NITROGENADA
● São de dois tipos: pirimidinas e purinas.
● As pirimidinas possuem um único anel
heterocíclico, enquanto que as purinas tem dois
anéis heterocíclicos conjugados.
● No DNA, as purinas são adenina (A) e guanina (G) e
as pirimidinas são timina (T) e citosina (C); o RNA
contém uracila (U) ao invés de timina
2. PENTOSE
● São de dois tipos: desoxirribose(C5H10O4), no
DNA, e ribose(C5H10O5), no RNA
● A única diferença é que a desoxirribose possui um
átomo de oxigênio a menos.
3. FOSFATO
● O fosfato é derivado do ácido fosfórico (H3PO4) e
se liga à pentose no nucleotídeo.
Polinucleotídeos
● Nucleotídeos se ligam entre si através da ligação
fosfodiéster 3'5'.
● Esta ligação ocorre entre uma hidroxila no
carbono 3' da pentose de um nucleotídeo e o
fosfato ligado ao carbono 5' da pentose do outro
nucleotídeo.
● Devido à especificidade das enzimas, elas só
podem acrescentar nucleotídeos na extremidade 3'
do polinucleotídeo, ou seja, do lado da pentose,
nunca do lado do fosfato (que equivale à
extremidade 5'). Deste modo, a cadeia de
polinucleotídeos sempre cresce no sentido 5' - 3'.
DNA
● As duas fitas são unidas por pontes de hidrogênio
estabelecidas entre os pares de bases
● Existem duas pontes de hidrogênio formadas
entre A e T e três entre C e G.
Replicação ou Autoduplicação de DNA
● Durante a duplicação do DNA, as duas cadeias se
dissociam devido à quebra das pontes de
hidrogênio entre as bases de cadeias
complementares, por ação da enzima DNA
helicase.
● Simultaneamente, a enzima DNA polimerase vai
ligando às bases sem pares novos nucleotídeos,
complementares aos da cadeia original, e vai
ligando estes novos nucleotídeos entre si.
● Este processo origina duas moléculas-filhas de
DNA, idênticas à molécula-mãe.
● Assim, ocorre uma duplicação semiconservativa,
pois, como se percebe, no decorrer do processo de
duplicação do DNA, as moléculas-filhas conservam
uma fita da molécula inicial (as duas fitas da
molécula-mãe se separam e novas fitas entram em
ação, completando a estrutura a partir de cada tira
original).
● A replicação do DNA acontece na interfase, mais
precisamente no que se chama período S, e sempre
precede a divisão celular
● Uma vez que somente o DNA é herdável, os erros
(mutações) herdáveis são aqueles que nele
ocorrem, como por exemplo no processo de
replicação (auto-duplicação). Erros na síntese de
RNA (transcrição) ou de proteína (tradução) não são
herdáveis.
Replicação Descontínua ou Fragmento
de Okazaki
1º) Enzima TOPOISOMERASE desenrola a dupla hélice;
2º) Enzima HELICASE quebra as pontes de hidrogênio;
3º) Formação da FORQUILHA DE REPLICAÇÃO = local
onde proteínas e enzimas irão atuar.
- Ocorre em MÚLTIPLOS LOCAIS DE ORIGEM (
- BIDIRECIONAL = a partir de cada local de origem,
há DNA POLIMERASE nos dois sentidos.
4º) RNA POLIMERASE adiciona pequenos PRIMERS no
início da cadeia
5º) DNA POLIMERASE reconhece os primers e inicia a
cópia das cadeias de DNA no sentido 5’3’, adicionando
nucleotídeos
6º) Após os primers serem removidos, a enzima DNA
LIGASE une os fragmentos de Okazaki, formando uma
nova cadeia simples de DNA contínua.
RNA
RNA mensageiro (RNAm):
● é um filamento de RNA que se forma tendo como
molde o DNA
● é formado pelo processo de transcrição
● catalisado pela enzima RNA polimerase.
● responsável pelo transporte da informação transcrita
da cadeia de DNA. A informação é transportada por
meio de códons, que são sequências de três
nucleotídeos, por exemplo, AUG – Adenina, Uracila
e Guanina;
RNA transportador (RNAt):
● tem aspecto de “folhas de trevo”
● transportam aminoácidos específicos, de acordo
com seu anticódon, do citoplasma até os
ribossomos.
RNA ribossômico (RNAr):
● fica armazenada no núcleo (associado a proteínas),
e, em seguida, é transportada ao citoplasma para
formar os ribossomos;
Transcrição (síntese de RNA)
● A síntese de RNA se inicia com a separação das
duas fitas de DNA
● Apenas uma das fitas do DNA serve de molde para
a produção da molécula de RNAm. A outra fita não
é transcrita.
● A fita utilizada é a 3’5’ e a não utilizada é a 5’3’.
● A RNA polimerase cria uma bolha de transcrição,
que separa as duas cadeias da hélice do DNA,
quebrando as pontes de hidrogênio.
● A RNA polimerase adiciona nucleotídeos de RNA
(que são complementares aos nucleotídeos de uma
fita de DNA).
● EXEMPLO:
ATG CCG AAA TTT GCG [DNA] 3’5’
UAC GGC UUU AAA CGC [pré-RNAm] 5’3’
● A enzima RNA polimerase transcreve tanto íntrons
como éxons.
● No splicing, algumas seções do transcrito de RNA
(íntrons) são removidas, e as seções restantes
(éxons) são acopladas novamente.
● No Splicing alternativo, cada célula pode editar o
pré-RNAm de modo diferente, originando proteínas
diferentes, ou seja, mais de um RNAm pode ser
formado a partir do mesmo gene.
● A diferença de complexidade entre os seres vivos
está na habilidade de produzir várias proteínas a
partir dos mesmos genes.
● PROJETO GENOMA HUMANO: foi criado com o
objetivo de mapear o genoma humano, ou seja,
determinar a sequência de bases nitrogenadas e
de nucleotídeos em relação ao DNA da espécie
humana, desde os genes até o DNA lixo (não
codificante).
CÓDIGO GENÉTICO
● Relação entre CÓDONS e AMINOÁCIDOS.
● UNIVERSAL: é o mesmo para todos os seres vivos.
● Não pode ser alterado
● DEGENERADO: porque existem trincas diferentes
para codificar um mesmo aminoácido.
MATERIAL GENÉTICO
● Gene, DNA, cromossomos
● Varia de um indivíduo para outro
● Pode ser alternado por mutações, crossing-over e
engenharia genética.
Tradução (síntese de PROTEÍNAS)
1º) O ribossomo se liga ao códon posterior ao de iniciação
(AUG). O RNAt deve se ligar no sítio A.
2º) RNAt liga o anti-códon no RNAm. Ele carrega um
aminoácido.
3º) No sítio P, outro RNAt se liga ao RNAm. Assim, é
formada uma ligação peptídica entre dois aminoácidos.
4º) Vários aminoácidos formam uma proteína.