Oxidação de lipídios, oxidação de compostos nitrogenados e gliconeogênese

Prévia do material em texto

>>>>> Estrutura e Função dos Ácidos Nucleicos <<<<<
CARACTERÍSTICAS FENOTÍPICAS
E PROTEÍNAS
> Sintetizadas por reações
químicas, catalisadas por
enzimas (proteínas)
> Proteínas passam por 2
processos importantes para
serem formadas
- Transcrição: síntese de
RNA a partir de uma
molécula de DNA
- Tradução: leitura de uma
molécula de RNA para a
síntese de uma proteína
>Moléculas diferentes são
sintetizadas, a partir de
monômeros, usando como base
o modelo anterior, mas não são
iguais
- Ex: DNA -> RNA -> Proteína
> Replicação: construção de uma
molécula de DNA a partir de
uma outra molécula de DNA
- Pode acontecer entre RNAs
também (vírus)
- Pode acontecer o processo
inverso, que chamamos de
transcrição reversa
FUNÇÕES DOS ÁCIDOS NUCLEICOS
> Manutenção e transmissão
das características hereditárias
> DNA: molécula responsável
pela manutenção e expressão
das características
> Vírus: exceção
- Conseguem transmitir
características pelo RNA
ESTRUTURA DOS MONÔMEROS
DOS NUCLEOTÍDEOS
> Bases nitrogenadas
- Púricas: adenina
e guanina
- Pirimídicas:
citosina,
timina e uracila
> Pentose
- Desoxirribose: DNA
- Ribose: RNA
> Fosfato
- PO4
> O nucleotídeo em si:
- Ligação éster entre o
fosfato e a pentose
- Ligação glicosídica entre a
pentose e a base
nitrogenada
FUNÇÕES DOS NUCLEOTÍDEOS
> Transferência de energia (ATP)
- Hidrólise dos nucleotídeos
trifosfatos fornecem a
energia química que
direciona várias reações
celulares
> Componentes de coenzimas
- Coenzima A
> Transferência de elétrons e
hidretos
- NADH, FADH2
>Mensageiros químicos
- Transferência de
informações
- Funções reguladoras
dentro das células
> Formação de polímeros
- DNA e RNA
POLIMERIZAÇÃO DOS NUCLEOTÍDEOS
> Ocorre uma ligação
fosfodiéster
- Fosfato ligado na hidroxila
do carbono 3’ do próximo
nucleotídeo
- Forma uma cadeia de
nucleotídeos, o carbono 3’
de um nucleotídeo liga no
carbono 5’ de outro
nucleotídeo (5’ -> 3’)
HISTÓRIA DO DNA
> 1950: Charga�
- Identificou proporções
parecidas de AT e CG
> 1951: Rosalind Franklin
- Difração de raio X
- Estrutura em filamentos
duplos e periodicidade
- Conceito de dupla hélice
> 1953: Watson e Crick
- Publicaram a estrutura
do DNA e ganharam o
Nobel de Medicina
DNA - ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO
> Polímero de nucleotídeo
formado por duas cadeias
polinucleotídicas (fitas)
> Ligações de hidrogênio entre
as bases nitrogenadas unem as
duas fitas
> Fitas são antiparalelas
- Via de mão dupla
ONDE O DNA É ENCONTRADO?
> Células eucariontes: envolvido
pelo núcleo, protegido pelo
envoltório nuclear
- DNA é organizado no
núcleo, empacotado na
forma de cromatina
- Histonas: proteínas que
fazem o DNA enrolar
- DNA organelar: DNA em
algumas organelas, como
mitocôndrias e
cloroplastos
- Topoisomerases modificam
a hélice do DNA,
quebrando alguns
filamentos e religando-os
> Enrolam cada vez
mais o DNA organelar,
para ficar mais compacto
dentro da célula
> Células procariontes: solto no
citoplasma
DESNATURAÇÃO E
RENATURAÇÃO DO
DNA
> Desnaturação:
separação das fitas
do DNA
> Renaturação: fitas
se unem novamente
> DNA absorve ultravioleta
- Conseguimos avaliar a
absorbância
> Hipercrômica: desnaturação
- quando o DNA é aquecido
- aumenta a cor
- maior temperatura, maior
absorbância de
ultravioleta
> Quanto mais hipercrômica,
mais DNA de fita simples temos
> TM: temperatura de
dissociação, ou seja, metade do
DNA utilizado está em condição
de fita simples
> Adenina-Timina: menor TM
- menos energia para
quebrar as ligações de
hidrogênio e fazer com
que o DNA fique em fita
simples)
- 2 ligações de hidrogênio
> Guanina-Citosina: maior TM
- mais energia para quebrar
as ligações de hidrogênio
e fazer com que o DNA
fique em fita simples)
- 3 ligações de hidrogênio
> Agentes que podem diminuir a
TM
- NaOH: elevação do pH
- água destilada: carga
repulsiva do DNA é
estabilizada por cátions, o
que não ocorre na água
destilada
> Hipocrômica: renaturação
- quando o DNA é resfriado
- menor temperatura, menor
absorbância de
ultravioleta
> Requisitos para renaturação
- Concentração
suficientemente alta de sal
para eliminar repulsão
eletrostática entre os
fosfatos das fitas
- Temperatura
suficientemente alta para
romper pontes de
hidrogênio do DNA de fita
simples, mas baixa o
suficiente para o
pareamento entre as fitas
RNA - ÁCIDO RIBONUCLEICO
> Polímero de
nucleotídeos unidos
por ligações
fosfodiéster
> Presença de ribose
> Uracila no lugar da
timina
> RNA pode sofrer modificações
após ser sintetizado (após a
transcrição)
> Possui um OH na molécula,
onde seria um H no DNA
CLASSES DE RNA
> Codificantes
- RNA mensageiro
> Não codificantes
- RNA ribossômico
- RNA transportador
- RNA heterogêneo nuclear
- RNA pequeno nuclear
- RNA de interferência
- ribozimas (catalisadoras),
são enzimas que não são
proteínas
>>>>>Replicação do DNA <<<<<
> Síntese do DNA
(duplicação)
> A replicação ocorre
onde o DNA está
(núcleo, organelas e
citoplasma)
> Ocorre na fase S da intérfase
> Semi Conservativa: cada fita do
DNA funciona como um “molde”
para a síntese de uma nova fita,
produzindo duas novas
moléculas de DNA, cada uma
com uma fita nova e uma velha
ORIGEM DE REPLICAÇÃO
> Ponto de início da replicação
> DNA circular: ori C
- procariontes
- ocorre de modo
bidirecional
- forquilhas de replicação:
direções da replicação
(<- / ->)
> DNA nuclear/organelar pode
ter mais de um ponto de origem
DNA POLIMERASE
> Enzima que liga os monômeros
de DNA, construindo polímeros
> Precisam de um molde
- guiadas pela fita de
DNA molde
- seguem o pareamento
de bases (A-T/C-G)
> Lê a fita no sentido 3’ -> 5’
> Polimeriza a fita no sentido
invertido (antiparalela) 5’ -> 3’
> Adição de nucleotídeos
trifosfato
- quebra da ligação fosfato
gera energia para fazer as
ligações fosfodiéster e
deslocar a molécula
- reação irreversível
> Precisam de um iniciador para
adicionar o primeiro nucleotídeo
- enzima primer (primase)
faz isso, no sentido 5’ -> 3’
- deixa uma extremidade 3’
livre
- molécula de RNA (RNA
polimerase)
> Adiciona um pedacinho de
RNA na molécula
- ele é removido depois
PROCESSO DE SÍNTESE
> DNA sofre uma desnaturação
e “desenrola”
- Topoisomerases e
helicases fazem isso
> Forma 2 moldes
- primer entra em ação
> Quebra da ligação de
hidrogênio abre espaço para
adicionar o próximo nucleotídeo,
pela DNA polimerase
> Fita contínua (líder): vai
polimerizando no sentido 5’ -> 3’
> Fita descontínua: a
extremidade livre é o 5’
- polimerase não consegue
colocar um nucleotídeo ali
- espera desnaturar um bom
trecho e adiciona mais um
primer para fazer a
polimerização no 5’ -> 3’
> Fragmentos de Okazaki
- fragmentos de DNA
criados na fita
descontínua, que depois
são ligados pela DNA
ligase
REAÇÃO EM CADEIA DA
POLIMERASE (PCR)
> Síntese de DNA in vitro
> Em um tubo em solução
tampão, colocar os nucleotídeos
trifosfato, os iniciadores
(primers) e a amostra
>Maior temperatura:
desnaturação do DNA, mas
acaba desnaturando a proteína
> Então, é utilizada a polimerase
de organismos extremófilos (TAQ
polimerase), para que a proteína
não se desnature
> Primer hibridiza o DNA, em
uma temperatura um pouco
abaixo da TM
> Depois, a solução é colocada
em temperatura ótima (72°C)
para ocorrer a replicação
>>>> Transcrição <<<<
> Síntese de RNA (expressão
gênica)
> Expressa os genes para a
construção de RNA específicos
ou para formar proteínas
> A transcrição não ocorre com
toda a molécula, igual no DNA
RNA POLIMERASE
> Faz polímeros de RNA
> Procariontes têm apenas um
tipo de RNA polimerase,
enquanto eucariontes têm mais
de um tipo
> Holoenzima: 2α, 1β e 1β’ são
responsáveis pela polimerização
5’ -> 3’ (enzima central)
> Fator Sigma: subunidade
adicional que direciona a
enzima para os sítios de
iniciação específicos do DNA
- reconhece a região do que
será o gene
> Requer um molde
- extremidade 3’ livre
- uma das fitas do DNA
> Adenina é pareada com
Uracila
> As fitas são iguais, só trocamos
o T pelo U
> Bolha de transcrição: localonde ocorre a desnaturação do
DNA, para ser usado de fita
molde
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO
> Região promotora: sequência
de nucleotídeos que reconhece
o fator sigma
- indicam o começo da
transcrição
- TATA box (começa com
TATA)
> Elongamento: crescimento da
cadeia polinucleotídica
- base pareia no molde,
realizando as ligações
fosfodiéster 5’ -> 3’
TÉRMINO DA TRANSCRIÇÃO
> Pode ocorrer por 2 fatores
01. Terminação dependente
da proteína rhô
> Reconhece uma região que foi
transcrita
> Proteína motora: segue em
direção a RNA polimerase e
desestabiliza a molécula para
acabar a transcrição
02. Terminação não
dependente da rhô
> Formação de um grampo de
terminação, próximo da região
da bolha de transcrição
> Desestabiliza a ligação entre o
DNA e o RNA, terminando com a
transcrição
NOS EUCARIONTES
> Após esse processo, as RNA
polimerases precisam de
proteínas auxiliares, que atuam
como fatores de transcrição
> É preciso chegar em um ponto
que o RNA fique “maduro”, e isso
acontece por 3 fatores
01. Adição do quepe 5’
> Adição de um resíduo de
metilguanosina ligado ao
resíduo 5’ terminal do RNAm por
meio de uma ligação trifosfato
> Protege o RNAm das
ribonucleases e participa da
ligação do RNAm ao ribossomo
para iniciar a tradução
- o RNAm sai do núcleo e vai
para o citoplasma, onde
há várias ribonucleases,
que quebram a molécula
- quepe 5’ ajuda a proteger
02. Adição da cauda poli-A
> Auxilia na estabilização dos
RNAm e facilita sua saída do
núcleo em direção ao citoplasma
> Faz com que o RNAm fique
estável dentro do citoplasma
> É adicionada após a
transcrição, pela
poliadenilato-polimerase,
utilizando ATP como substrato
> Presente na maioria dos RNAm
03. Splicing
> Processo pós transcricional
> Remoção dos íntrons e ligação
dos éxons (corte e junção)
> Sequências não codificadoras
(íntrons) são transcritas com o
resto do gene
> Íntrons são sintetizados e
éxons são unidos para formar
um RNA funcional maduro
>>>> Tradução <<<<
> Síntese de proteínas
> A informação é armazenada
no DNA em forma de
nucleotídeos, então ocorre a
tradução do que está em forma
de nucleotídeo para aminoácido
> Procariontes: transcrição e
tradução são simultâneas
> Eucariontes: tradução
acontece no citoplasma
ou nas organelas
CÓDIGO GENÉTICO
- Relação entre a sequência
de bases no DNA (A, T, C, G)
e a sequência
correspondente de
aminoácidos na proteína
- Formado por 3
nucleotídeos em cada
códon (3 nucleotídeos =
1 aminoácido)
> O código genético não é
superposto e é redundante, ou
seja, um único aminoácido pode
ser especificado por mais de um
códon
>Matriz de leitura: denomina
como o códon vai ser lido
- AUG: sequência de
nucleotídeos que
determina o início da
matriz de leitura
> UAA, UAG, UGA: códons de
término
> Anticódon: pareamento oposto
- ex: se o códon for AUC, o
anticódon será UAG
> Códon: RNAm
> Anticódon: RNAt
> O RNAt pode possuir bases
nitrogenadas diferentes
- ex: iosina (I), pareia com
adenina, uracila e citosina
- se o códon for CGC, pode
ser que o anticódon seja
GCI
- Oscilação: pode ser que
as bases se pareiam de
modo diferente, mas o
pareamento não fica tão
estável
> Cada aminoácido precisa ter
no mínimo um RNAt
> O código genético não é o
mesmo para todos os
organismos
SÍNTESE DE PROTEÍNAS
> Começa com a ativação dos
aminoácidos e o carregamento
dos RNAt
01. Ligação entre um
aminoácido e um ATP
> Aminoacil-RNAt sintase faz
essa ligação
> Forma uma ligação anidrida
> O grupo carboxila ativado de
cada aminoácido facilita a
formação da ligação peptídica
entre aminoácidos livres
- não é favorável, em
questões termodinâmicas
> O RNAt novo é o elo entre cada
novo aminoácido e a informação
do RNAm que o codifica
RIBOSSOMOS
> Enzimas formadas por RNAr e
proteínas ribossômicas
> Sítio A: recebe aminoacil RNAt
> Sítio P: recebe formil-metionil
RNAt e peptidil RNAt
> Sítio E: sítio de saída do RNAt
INÍCIO DA SÍNTESE
> Subunidade menor reconhece
um códon de início (AUG) no
RNAm, pelo sítio P do ribossomo
> Entrada do primeiro RNAt com
o aminoácido modificado
formil-metionina
> Entrada de novos RNAt no
sítio A do ribossomo
- a subunidade maior expõe
o sítio A para chegada do
próximo RNAt
> Ocorre uma ligação peptídica
- carboxila + amina
- começa a síntese proteica
- catalisada pela RNAr
chamada de peptidil
transferase
- transferência do
aminoácido do RNAt ao
outro RNAt
> Translocação: deslocamento
do ribossomo pelo RNAm,
expondo o sítio A e liberando o
RNAt pelo sítio E
> Por isso que o código genético
não é sobreposto, 2 nucleotídeos
não podem se parear com outro
terceiro ao mesmo tempo
TERMINAÇÃO
> A molécula vai alongando até
que encontre o códon de
parada
- UAG, UAA, UGA
> Peptidil transferase não
consegue mais fazer as
transferências, então ocorre a
liberação da proteína