Dogma Central da Biologia Molecular pptx

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Citologia e genética
Monitor: Antonio Victor Pereira do Nascimento
O DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR
OBJETIVO:
➔ Compreender todos os processos 
envolvidos no Dogma.
O DOGMA
DNA RNA PROTEÍNA
REPLICAÇÃO
TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO
ORIGEM
▪ Estabelecido por Francis Crick em 1956;
▪ “No final de 1953, os pesquisadores adotaram como hipótese de 
trabalho a idéia de que o DNA atuaria como molde para a síntese 
do RNA, cujas moléculas, nos eucariontes, migrariam para o 
citoplasma onde iriam determinar o arranjo dos aminoácidos nas 
proteínas.”
CARACTERÍSTICAS
▪ Em procariotos a transcrição e a tradução são acopladas.
▪ Em eucariotos a transcrição acontece no núcleo e a tradução, no 
citoplasma.
1ª ETAPA: REPLICAÇÃO
SEMICONSERVATIVA BIDIRECIONAL EXISTEM ORIGENS DE REPLICAÇÃO
MEDIADA POR ENZIMAS
SEMICONSERVATIVA
▪ A dupla hélice formada de cada 
molécula-filha de DNA contém um filamento 
da molécula original de DNA e um filamento 
recém-sintetizado.
▪ O DNA é replicado pela deselicoidização dos 
dois filamentos da dupla hélice e construção 
de filamentos complementares a cada um 
dos filamentos separados da dupla hélice 
original.
A FORQUILHA DE REPLICAÇÃO
▪ Previsão do modelo de 
Watson-Crick: zíper de 
replicação, ou forquilha.
▪ Local da dupla hélice que é 
desenrolada para produzir os 
dois filamentos únicos que 
servem como moldes para a 
cópia.
ENZIMAS QUE PARTICIPAM DA REPLICAÇÃO
HELICASE
PRIMASE DNA-POLIMERASE DNA-LIGASE
SINGLE-STRANDED 
BINDING PROTEINS
SSB
DNA-GIRASE/
TOPOISOMERASE II
1. HELICASE
2. SSB
3. DNA-GIRASE/TOPOISOMERASE II
4. PRIMASE
5. DNA-POLIMERASE
6. DNA-LIGASE
▪ https://www.youtube.com/watch?v=zVaPUThUdWw
ASPECTOS DA REPLICAÇÃO DO DNA EM EUCARIONTES
Escherichia coli
“Os dados disponíveis sobre 
eucariontes permitem dizer que a 
replicação do DNA nesses organismos é 
fundamentalmente semelhante à 
replicação em procariontes. Os 
mecanismos básicos de replicação do 
DNA, como geometria da forquilha e 
composição da maquinaria de 
replicação, são semelhantes em 
procariontes e eucariontes.”
Bacteriófago
A VELOCIDADE DE REPLICAÇÃO DO DNA EM EUCARIONTES
➔ Tamanho do DNA eucarionte;
➔ Empacotamento com proteínas;
➔ A replicação no DNA eucariótico 
acontece com uma velocidade 
cerca de 10 vezes menor do que no 
DNA procariótico, ou seja, a cerca 
de 100 nucleotídeos por segundo. 
O TAMANHO DOS FRAGMENTOS DE OKAZAKI EM EUCARIONTES
➔ Os fragmentos de Okazaki são menores em 
eucariontes do que em procariontes, talvez 
pela presença de nucleossomos. 
➔ A primase dos eucariontes também sintetiza 
um primer de RNA da cadeia lagging a cada 
segundo, mas, como a forquilha de 
replicação se move mais lentamente, os 
fragmentos de Okazaki são mais curtos.
➔ Nos eucariontes esses fragmentos têm entre 
100 e 200 nucleotídeos que é 
aproximadamente o espaçamento entre os 
nucleossomos. 
AS POLIMERASES DO DNA EM EUCARIONTES
ORIGENS MÚLTIPLAS DE REPLICAÇÃO EM EUCARIONTES
➔ Uma diferença importante entre os mecanismos de replicação de 
procariontes e eucariontes refere-se à quantidade e à natureza das 
origens de replicação. 
➔ Enquanto as bactérias apresentam apenas uma origem de replicação em 
seu cromossomo, a replicação de uma molécula de DNA eucariótico 
inicia-se em diversos sítios. 
A SÍNTESE DAS HISTONAS DURANTE A REPLICAÇÃO DO DNA
➔ A síntese de histonas ocorre no 
citoplasma, em sincronia tanto 
temporalmente quanto 
quantitativamente com a 
duplicação do DNA.
O PROBLEMA DA REPLICAÇÃO NAS EXTREMIDADES DOS CROMOSSOMOS
➔ A síntese da cadeia leading pode ocorrer até a 
ponta do cromossomo. Mas a síntese da 
cadeia lagging requer primers à sua frente. 
Assim, quando o último primer é removido, resta 
uma ponta de DNA não replicado na 
extremidade do cromossomo.
➔ Caso esse cromossomo-filho fosse replicado 
novamente, o resultado seria um cromossomo 
com dupla-fita de DNA mais curto que o da 
geração celular anterior.
BRAÇO
CENTRÔMERO
TELÔMERO
TELOMERASE
➔ Regiões codificadores importantes 
poderiam ser perdidas nesse 
processo se as células não tivessem 
um sistema especializado para 
compensar essa perda;
➔ É capaz de adicionar múltiplas 
cópias de uma curta sequência 
nucleotídica em extremidades 3´ 
dos cromossomos eucarióticos;
➔ Garante que não haja erosão 
desastrosa dos cromossomos 
eucarióticos.
TELÔ
M
ERO
S E EN
VELHEC
IM
EN
TO
SÍNDROME DE WERNER
PACIENTE COM SW, 15 ANOS PACIENTE COM SW, 48 ANOS 
GENE WRN
Cytogenetic Location: 8p12, which is the short 
(p) arm of chromosome 8 at position 12
➔ “Codifica uma proteína (uma 
helicase) que faz parte da 
estrutura de revestimento do 
telômero. Essa mutação 
supostamente rompe o 
telômero normal, o que resulta 
em instabilidade 
cromossômica e no fenótipo 
de envelhecimento 
prematuro.”
https://ghr.nlm.nih.gov/chromosome/8
TRANSCRIÇÃO
▪ Síntese de uma molécula de RNA a 
partir de uma de DNA.
▪ Baseada no pareamento 
complementar de bases.
▪ Fases: Iniciação, alongamento e 
término.
▪ Enzima: RNA-polimerase.
O DNA COMO MOLDE PARA A TRANSCRIÇÃO
PROCESSAMENTO DO RNA
SPLICING ALTERNATIVO
CAP E CAUDA POLI-A
▪ CAP: Ele confere a essa molécula uma 
maior estabilidade, pois protege-a da 
ação de fosfatases e nucleases. Além 
disso o cap 5’, como é conhecido esse 
capacete, aumenta a chance desse 
RNA ser capturado pelos sistemas 
eucarióticos de tradução, levando a 
uma maior produção de proteínas. 
Deve-se notar que essa alteração não 
acontece nos RNA’s transportadores e 
ribossômicos, acontecendo 
principalmente nos mRNA’s.
▪ CAUDA POLI-A: 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. 
Especula-se que ela também 
tenha um papel importante no 
transporte do mRNA para o 
citoplasma.
▪ https://www.youtube.com/watch?v=63bz_5UBtXY&list=PL22qq93Qbz4eZ3Wyya
tbBM03ZGCuort9t&index=4
QUEM SURGIU PRIMEIRO?
RNA: 
▪ Função de armazenamento;
▪ Mais simples.
“O RNA pode ter antecedido o DNA e as proteínas 
na evolução. De acordo com essa ideia, as moléculas 
de RNA proviam funções genéticas, estruturais e 
catalíticas para as primeiras células. Atualmente, o DNA 
é o repositório de informação genética, e as proteínas 
desempenham a quase totalidade das funções 
catalíticas nas células. O RNA funciona, atualmente, de 
forma principal como um intermediário na síntese de 
proteínas, embora permaneça atuando como 
catalisador em poucas reações essenciais.”
TRADUÇÃO
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA: Proteínas
AMINOÁCIDOS (aa)
LIGAÇÃO PEPTÍDICA
AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS
AMINOÁCIDOS NÃO-ESSENCIAIS
FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS
▪ Estrutural e contrátil;
▪ Catalisadores Biológicos;
▪ Hormônios;
▪ Transporte.
▪ Antígenos;
▪ Anticorpos;
▪ Nutrição.
NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS
O RIBOSSOMO
1. INICIAÇÃO
▪ A principal tarefa da iniciação é colocar o primeiro 
aminoacil-tRNA no sítio P do ribossomo e, desse modo, 
estabelecer a correta matriz de leitura do mRNA.
▪ 1º Aminoácido produzido: Metionina (AUG).
1
2
2. ALONGAMENTO
▪ “O mRNA atua como um mapa 
especificando onde a entrega 
deve ser feita pelo tRNA.”
▪ Cada aminoácido é adicionado 
à cadeia polipeptídica 
crescente enquanto o tRNA 
desacilado é reciclado pela 
adição de um outro 
aminoácido.
Subunidade ribossômica maior
Subunidade ribossômica menir
3. TERMINAÇÃO
▪ O ciclo continua até o códon no sítio A ser um dos três 
códons de parada:
UGA, UAA ou UAG.
▪ tRNA não reconhece esses códons, e sim proteínas 
chamadas de fatores de liberação.
Fator de Liberação
1
2
3
APLICATIVO SÍNTESE PROTEICA
▪ https://www.lte.ib.unicamp.br/port
al/apps.php?idApp=8
▪ https://www.youtube.com/watch?v=63bz_5UBtXY&list=PL22qq93Qbz4eZ3Wyya
tbBM03ZGCuort9t&index=4
FIM