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ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS Estrutura do RNA Estrutura do RNA Quanto às possíveis atividades bioquímicas dos RNAs Descoberta de que eles podem catalisar reações levou à formulação Atualmente denominado “o mundo do RNA”. Uma molécula de RNA linear pode, em sua sequência de bases, armazenar informação genética (semelhante ao DNA) Realizar um pareamento interno, formando uma estrutura secundária, expondo ou escondendo determinadas sequências e, assim, interagir com outras moléculas Estrutura do RNA Estrutura do RNA Esta maleabilidade de funções não é exibida por nenhuma outra macromolécula na célula Permitindo - Propor que o RNA tenha sido a molécula primordial e que evoluiu para mais funções ainda, como na regulação da expressão gênica Estrutura do RNA Composição química RNA e DNA: Ambos são polímeros lineares de subunidades de nucleotídeos ligados entre si por ligações fosfodiéster 5'→3’ Molécula de RNA, o açúcar presente é a ribose, e a base nitrogenada timina (T) é substituída pela base nitrogenada uracila (U) RNA é composto por adenina, citosina, guanina e uracila A presença da ribose origina a denominação de ácido ribonucleico Estrutura do RNA Composição química - Estrutura secundária RNA - predominantemente de cadeia simples, mas forma regiões de cadeia dupla por pareamentos internos –Estrutura secundária Estrutura do RNA O RNA é mais reativo que o DNA Diferença aparentemente sutil da presença da hidroxila na posição 2' da ribose tem reflexos importantes na estrutura e na reatividade do RNA. DNA Mais estável em presença de álcali comparado ao RNA As fitas são denaturadas com o rompimento das ligações de hidrogênio, mas as ligações fosfodiéster nas cadeias permanecem inalteradas Estrutura do RNA Estrutura secundária No RNA Formação de dupla hélice, em regiões onde existe pareamento entre duas sequências Neste caso, a sua estrutura assemelha-se ao DNA tipo A Estrutura do DNA tipo B não é formada no RNA pareado devido ao impedimento espacial representado pelo grupamento hidroxílico na posição 2' da ribose. Estrutura do RNA - Estrutura secundária “grampos” são estruturas muito frequentes, compostas pelo pareamento interno de uma cadeia simples de RNA formando uma alça onde não existe pareamento. A estabilidade destes grampos é muito variável, dependendo da sequência do pareamento e da sequência presente na alça. Estrutura do RNA Classes de RNA Diferentes tipos de RNA estão presentes nas células e possuem funções específicas Os RNAs: Classificados de acordo com a sua localização e a sua função na célula Estrutura do RNA - Classes Os principais tipos de RNA encontrados nas células, envolvidos diretamente na síntese de proteínas são os seguintes: 1. mRNA (RNA mensageiro), que transfere a informação genética do DNA aos ribossomos, local onde ocorre a síntese das proteínas. Representa 1 a 5% do RNA total da célula. 2. rRNA (RNA ribossômico), que é o componente majoritário dos ribossomos. Representa cerca de 75% do RNA total da célula 3. tRNA (RNA transportador), que transporta os resíduos de aminoácidos até os ribossomos para a síntese das proteínas. Representa 10 a 15% do RNA total da célula Estrutura do RNA Subdivisão Codificadores e não Codificadores RNAs codificadores são exclusivamente aqueles que contêm a informação genética para a síntese das proteínas. São os mRNAs das células procarióticas e eucarióticas . Estrutura do RNA Demais RNAs são denominados não codificadores Incluem o rRNA e o tRNA Estas três classes: mRNA, rRNA e tRNA Participam diretamente da síntese de proteínas Denominados: RNAs de manutenção do metabolismo celular básico Housekeeping Dogma Central do Biologia: Do DNA e RNAs Housekeeping até o processo de síntese de proteínas Estrutura do RNA Dogma Central do Biologia: Do DNA e RNAs Housekeeping até o processo de síntese de proteínas Estrutura do RNA Nas células eucarióticas Organelas, as mitocôndrias e os cloroplastos : Possuem: mRNAs, rRNAs e tRNAs com características semelhantes aos RNAs procarióticos Realizam a síntese de proteínas a partir dos genomas das organelas Estrutura do RNA Estrutura do RNA Legenda figura RNA Estrutura do RNA. (A) Formação da cadeia do RNA. Note a hidroxila na posição 2' da ribose e a substituição da timina (no DNA) pela uracila no RNA. (B) Organização de mRNA em bactérias e em eucariotos. Em vermelho a região que codifica a proteína com os códons de início e término da tradução. UTR: região não traduzida (de untranslated sequences); m7G: metil-7-guanosina (5' CAP); A(~200): cauda de poli(A). (C) Estrutura secundária do tRNA (RNA de transferência). As regiões pareadas são os grampos e a regiões não pareadas são as alças. (D) Estrutura secundária complexa do rRNA 16S de bactéria (RNA ribossômico). Cadeia única de RNA com regiões internas de pareamento. . Estrutura do RNA Estrutura terciária do RNAt a Direita na imagem abaixo: Estrutura em forma de um L invertido, estabilizada pelas ligações de H da estrutura secundária . Cromatina associada ao nucléolo – genes para RNAr Situada em no nucléolo Cromatina RONs RON - Região Organizadora Nucleolar DNA vários cromossomos associam-se ao nucléolo genes codificam RNA ribossômico RONs Fazem parte da cromatina nucleolar Posição da RON nos cromossômicos variável com a espécie RONs Dipteros NU- nucleolo RONs Humanos 13 14 15 21 22 METABOLISMO NUCLEOLAR - EUCARIOTOS Ribossomo - RNA 45S transcrito Primário RNA 45S - sofre Clivagens no nucléolo, ou seja, Processamento do RNAr RNAr 28S + 5,8S + 5S + proteínas RNAr 18S + proteínas Proteínas Importadas do citoplasma Capacidade auto-organizar formar as sub - unidades ribossômicas Nucleoplasma Presença de: Nucléolo, Cromatina Solução de Proteínas, RNAs, nucleotídeos, nucleosídeos, íons Proteínas- Maioria Enzimas envolvidas na transcrição e Replicação do DNA Estrutura do RNA Nos procariotos temos: RNAs não codificadores sRNAs (small RNAs) Os sRNAs entre 100 e 300 nt Podem parear com mRNAs específicos Podem ligar-se com proteínas Regular a expressão de determinados genes por alteração da estabilidade do mRNA Estrutura do RNA Nos procariotos CRISP RNAs (clustered regulatory interspaced short palindromic repeats) Os CRISP RNAs têm sequências homólogas com genomas de bacteriófagos (vírus de bactérias) e plasmídeos Interferem com a infecção por bacteriófagos Estrutura do RNA Nos organismos eucarióticos São encontrados RNAs nucleares pequenos snRNAs - Small nuclear RNAs citoplasmáticos pequenos scRNAs (small cytoplasmic) Estes RNAs também estão envolvidos com a manutenção básica do metabolismo da célula Os snRNAs são encontrados no núcleo Formando complexos com proteínas as Ribonucleoproteínas (RNPs) Participam do processo de remoção dos íntrons Estrutura do RNA Nos organismos eucarióticos RNAs nucleolares pequenos (do nucléolo) snoRNAs (de small nucleolar) Os snoRNAs são encontrados no nucléolo Região do núcleo em que ocorre a síntese do rRNA Participam do processamento dos: Rna ribossomais e RNAt Estrutura do RNA As demais classes de RNA de eucariotos São envolvidas na regulação da expressão dos genes RNAs não codificadores ncRNA (non-coding) Divididos em dois grupos: curtos e longos Curtos Os ncRNAs curtos: 1. os microRNAs - miRNAs 2. os RNAs de interferência pequenos - siRNA small interfering - algumas vezes somente iRNA Envolvidos em silenciamento gênico Estrutura do RNA Os ncRNAs longos lncRNA (long non-coding) Encontrados tanto no núcleo como no citoplasma, sendo, em geral, transcritos e tendo funções regulatórias ainda não totalmente elucidadas. Estrutura do RNA
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