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Química e Replicação do Material Genético

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1
DogmacentraldaBiologia
QuímicaeReplicaçãodomaterialgenético
DNA
-Estrutura
-Replicação
-Transcrição
-Tradução
DNA
Nucleotídio=basenitrogenadas+pentose+fosfato
Adenosina Guanosina CitidinaTimidina
Purinas Pirimidinas
D-ribose D-furanoribose 2-deoxiribose
2
DNA
Pareamentodebases
DNA
Polimerização
3´-ACGT-5´
5´-TGCA-3´
3´-ACGGTATCGCTATTAGATC-5´
5´-TGCCATAGCGATAATCTAG-3´
RegradeChargaff
DNA
Duplahélice DNA Desnaturaçãoeanelamento
3
DNA Hibridização RNA
Adenosina Guanosina CitidinaTimidina
Purinas Pirimidinas
Uridina
DNA
5'-tcctgtatcttgtatgtctatgagcgatctgtatctatgtatctatatctgtctat-3‘
3'-aggacatagaacatacagatactcgctagacatagatacatagatatagacagata-5'
RNA5´-uguaugucuauga-3´
DNA
-Estrutura
-Replicação
-Transcrição
-Tradução
DNA
Replicação
4
DNApolimerasepodeagir
comoumaexonuclease
Sítiodepolimerização
Sítiodehidrólise
Translaçãodecortes( nick) 
ReplicaçãosemicontínuaeosfragmentosdeOkazaky
DNA
DNApolimerase
ComplexoDNApolimerase
Ligaçãodosfragmentosde
Okazaky
5
ReplicaçãobidirecionaldoDNAbacteriano
Iniciaçãoprocarióticadareplicação
-Eucarióticos
-27componentesnoreplissomo
-Recrutamentodehistonas
6
Origemdereplicaçãoemeucariotos
Replicaçãoemeucariotos
Complexopré-replicativo(pré-RC)elicenciamento
dereplicação
ORC– complexodereconhecimentodeorigem
Cdc– celldivisioncycle
MCM– manutençãodeminicromossomo
(helicases)
Replicaçãodostelômeros
-reptições emTandem dos
terminaiscromossômicoshumanos
10a15kb deTTAGGG
-Telomerase
7
DNA
Desnaturaçãoeanelamento
DNA
Hibridização
PCR
DNApolimerase
8
PCR
Primase:substituídapelaadiçãodeiniciadoressintétic os
(oligonucleotídios)
Helicase:substituídapeladesnaturaçãotérmica,seguinda de
anelamento daamostradeDNA
95oC
72oC
MP- 2 oC
I
II
III
I.Desnaturação
II.Anelamento
III.Elongamento
DNA PCR
Temperaturadeanelamento
3'-aggacatagaacatacagatactcgctagacatagatacatagatatagacagata-5'
5'-tcctgtatcttgtatgtctatgagcgatctgtatctatgtatctatatctgtctat-3'
3'-aggacatagaacatacagatactcgctagacatagatacatagatatagacagata-5'
5'-tcctgtatc-3'
3'-gacagata-5'
5'-tcctgtatcttgtatgtctatgagcgatctgtatctatgtatctatatctgtctat-3'
DNA
primer
DNA
PCR
9
DNA
Seqüenciamento
ddGTP
DNA
Seqüenciamento
10
DNA
Seqüenciamentoautomático
DNA
Seqüenciamentoautomático
DNA Seqüenciamentoautomático
“High-throughput!”
DNA
-Estrutura
-Replicação
-Transcrição
-Tradução
11
MarcaçãoradioativadoRNA
RNA– ácidoribonucléico
- RNAmensageiro(RNAm) 
- RNAtransportador(RNAt) 
- RNAribossômico(RNAr) 
- Pequenos RNAs nucleares (snRNA)
- RNAs funcionais 
- miRNA esiRNA
DNA
Adenosina Guanosina CitidinaTimidina
Purinas Pirimidinas
Uridina
DNA RNA5 ´-uguaugucuauga-3´
3'-aggacatagaacatacagatactcgctagacatagatacatagatatagacagata-5'
5'-tcctgtatcttgtatgtctatgagcgatctgtatctatgtatctatatctgtctat-3‘
ReplicaçãoxTranscrição
-Mecanismoquímico
-Polaridade(direçãodepolimerização) 
-Usodeummolde
-Necessidadede primer
-Fasesdeiniciação,elongaçãoetérmino
-Especificidadedosegmentoutilizadocomomolde
-Substratos(ATP,GTP,CTPeUTP) 
12
Fitamolde( template)efitacodante( coding) 
Genomadoadenovírushumano
Promotoresdetranscriçãoemprocariotos
ATG
Ligação
Iniciação
Elongamento
RNA-polimerase(RNAP) 
13
RNAtranscrito primário
Términodatranscrição
Mecanismointrínseco(grampodeCGs)
14
RNA-polimerase(RNAP) 
- RNAPI(nucléolo):sintetizaprecursoresdeRNAr
- RNAPII(nucleoplasma):sintetizaprecursoresRNAm
- RNAPIII(nucleoplasma):sintetizaRNAteRNAi
Transcriçãoemprocariotos
Promotoresemeucariotos
TATAboxe
Complexode
transcrição
RNA-polimerase(RNAP) 
15
ProcessamentodeRNAm
-Capuz
-Caudas
-Splicing
Transcritoprimário
RNAmmaduro
Capuz5 ´
Splicing
- ÍntronseÉxons
- ÍntronsdostiposIeII Recomposição
Splicing
16
TipoI TipoII
ÍntronsdotipoIII:
- Spliceossomo
- snRNA( smallnuclear RNA– U1,U2,U4,U5eU6) 
- sRNP( smallribonuclearnuclearprotein ) 
ÍntronsdotipoIII:
17
ÍntronsdotipoIVdiferemdostiposIeIIpoisseu
processamentorequerhidrólisedeATPeumaendonuclease
Caudapoli-A(RNApoli-Apolimerase) 
-Sequênciasdemarcaçãodeclivagem
AAUAAA– 10-30pbamontante
- Númerodeadenosinasvariaentre8e25
ProcessamentodeRNAm Processamento alternativo deRNA
18
Expressãoseletivadecalcitoninaepeptídeodo
generelacionadoà calcitonina(CGRP)porcélulas
datoreóideedoSNC
Processamentoalternativodetropomiosina emratos
ProcessamentodoRNAteRNAr
Procariotos
Eucariotos
RNAr
RNAt
RNAspodempossuiratividadeenzimática(ribozimas) 
- ÍntronsdotipoI
- RNAsePpossuicomponentesprotéicoseRNA
- RNArcatalisaapolimerizaçãodecadeiaspeptídicas
19
Transcriçãoreversa
VírusRNA(retrovírus) Regulaçãodatranscriçãogênica
Fatoresdetranscriçãogênica
ZíperdeleucinasbZIP
Hélice-volta-hélice
Dedodezinco
Operon dotriptofano (Trip)
Operon dalactose(Lac)
20
Fatoresdetranscrição
Operonlacinduzidoporlactoseoupor
IPTG(isopropiltiogalactopiranosídeo) 
Operons
Diferençasentrearegulaçãogênicaemprocariotos ee ucariotos
-Eucariotos possuem3tiposdeRNApolimerase
-RNApolimerase deeucariotos necessitadamontagemdo
complexodetranscriçãocomosTBPefatoresgeraisde
transcrição.
-Sítiosreguladoresemeucariotos podemestarlocalizadosa
milharesdenucleotídios distantesdopromotor,amontan teou
ajusante.
-Acompactaçãodacromatida influencianaregulaçãode
determinadosgenesemeucariotos.
Ativadoresdetranscriçãoemeucariotos - enhancers
enhancer
Transcriçãopodeserreguladapormúltiplosfatoresde
transcriçãoregulatórios
21
Oncogenes ereceptoresnucleares
Myc-Max eMad-Max
RXR,VDR,ER,LXR,TR,etc...
DNA
-Estrutura
-Replicação
-Transcrição
-Tradução
RNAribossômico(RNAr) RNAtransportador(RNAt) 
22
Iníciodatradução
Procariotos
Eucariotos
23
Finaldatradução
Fatordeliberação
Polirribossomos,enovelamentoprotéicoechaperones
-Oenovelamentoprotéicoocorre
simultaneamenteà tradução