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Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) Profa. Dra. Aline Nonato de Sousa o núcleo contém todas as informações necessárias para o desenvolvimento e o metabolismo da célula. Não é formidável pensar que um único núcleo de uma célula qualquer de nosso corpo, com seu tamanho microscópico, possui todas as informações necessárias para originar um organismo completo 1 Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) O núcleo é a organela mais proeminente da célula, envolta por uma membrana dupla, conhecida como envelope nuclear. É o centro de controle da célula, onde a informação genética é armazenada e a síntese de RNA e ribossomos ocorre. O núcleo está geralmente localizado no centro da célula e é separado do citoplasma pelo envelope nuclear. Você sabia que o núcleo celular é a maior organela dentro da célula e pode ocupar até 10% do volume celular total?" 2 Ácidos Nucleicos Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) Os ácidos nucleicos são assim chamados por seu caráter ácido (quando dissolvidos em água liberam íons hidrogênio e possuem ph inferior a 7) e por terem sido originalmente descobertos no núcleo das células no século XIX. A partir da década de 1940, os ácidos nucleicos passaram a ser detalhadamente estudados, pois descobriu-se que eles constituem os genes, entidades responsáveis pela herança biológica. Somos parecidos com nossos pais porque recebemos, nos gametas que nos originaram, genes paternos e maternos, constituídos por ácido desoxirribonucleico. Há dois tipos de ácido nucleico: o ácido desoxirribonucleico, conhecido pela sigla DNA (do inglês, desoxirribonucleic acid), e o ácido ribonucleico, conhecido pela sigla RNA (do inglês, ribonucleic acid). Esses nomes referem-se ao fato de o DNA e o RNA apresentarem, respectivamente, os monossacarídios desoxirribose e ribose em suas moléculas. Monossacarídeos: São os compostos mais simples e que não podem ser hidrolisados. Sua estrutura é uma cadeia de carbono linear e simples. Como exemplo, podemos citar a glicose, frutose e galactose. Hidrólise é o nome dado ao processo ou uma reação química qualquer em que as moléculas de substâncias diferentes são fragmentadas em unidades menores por meio da interação dos íons presentes nos compostos, sejam eles cátions ou ânions, atuantes a partir da presença da água 3 Por que ácido nucleico? Ácido + Núcleo Herança Biológica Ácido desoxirribonucleico (DNA) Ácido ribonucleico (RNA) Ácidos Nucleicos glicídios do grupo das pentoses Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) Os ácidos nucleicos são constituídos por três tipos de componentes: glicídios do grupo das pentoses (desoxirribose no DNA e ribose no RNA), ácido fosfórico e bases nitrogenadas. Os glicídios, também chamados de açúcares, carboidratos ou hidratos de carbono são moléculas orgânicas constituídas fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Pentoses - compostos por cinco carbonos As bases nitrogenadas são compostos químicos que possuem nitrogênio em sua composição. As moléculas de RNA são geralmente formadas por uma cadeia única, que pode se enrolar sobre si mesma pelo emparelhamento entre bases complementares na mesma cadeia polinucleotídica. O estudo dos ácidos nucleicos será retomado com mais detalhes no capítulo 6 deste volume. 4 Constituição dos ácidos Desoxirribose (DNA Ácido fosfórico Ribose (RNA) Bases Nitrogenadas Ácidos Nucleicos Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) Os ácidos nucleicos são constituídos por três tipos de componentes: glicídios do grupo das pentoses (desoxirribose no DNA e ribose no RNA), ácido fosfórico e bases nitrogenadas. 5 Constituição dos ácidos Desoxirribose (DNA Ácido fosfórico Ribose (RNA) Bases Nitrogenadas Ácidos Nucleicos Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) Os ácidos nucleicos são constituídos por três tipos de componentes: glicídios do grupo das pentoses (desoxirribose no DNA e ribose no RNA), ácido fosfórico e bases 6 Constituição dos ácidos Desoxirribose (DNA Ácido fosfórico Ribose (RNA) Bases Nitrogenadas Ácidos Nucleicos cadeias polinucleotídicas Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) Os componentes dos ácidos nucleicos organizam-se em um trio molecular denominado nucleotídio. Tanto o DNA como o RNA são constituídos por nucleotídios ligados em sequência em longas cadeias polinucleotídicas. O DNA (ácido desoxirribonucleico) é uma molécula de dupla hélice que armazena a informação genética necessária para o desenvolvimento e funcionamento de todos os organismos vivos. O RNA (ácido ribonucleico) é uma molécula de cadeia simples que desempenha um papel fundamental na síntese de proteínas, transportando a informação genética do núcleo para o citoplasma, onde as proteínas são produzidas Funções: O DNA armazena a informação genética e se replica durante a divisão celular. O RNA, por sua vez, desempenha vários papéis, como o de mensageiro (mRNA), transportador (tRNA) e componente dos ribossomos (rRNA). https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSd_nzWzBWFlLyhlQYMbfBrLPLpK6I8KbzQm2D_KSzWlFMAVmg/viewform?usp=preview 7 Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) A síntese proteica é o processo de formação das proteínas. A síntese de proteínas é um processo vital que ocorre em todas as células do organismo. Por meio deste processo, as células produzem proteínas essenciais, que desempenham diversas funções. 8 Qual a importância da síntese de proteínas? Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) . As proteínas desempenham funções essenciais no organismo, incluindo estrutura celular. Agem como catalisadores, facilitando reações químicas no corpo. São responsáveis pelo transporte de moléculas e pela regulação de processos biológicos. 9 Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) O professor deve explicar que uma mutação genética é uma alteração na sequência de nucleotídeos do DNA que pode afetar a síntese proteica e a função celular. Isso pode levar a doenças genéticas, como a fibrose cística, onde uma mutação no gene CFTR impede a produção correta de uma proteína, causando problemas respiratórios e digestivos. Afeta especialmente os pulmões e o pâncreas, num processo obstrutivo causado pelo aumento da viscosidade do muco. Nos pulmões, esse aumento na viscosidade bloqueia as vias aéreas propiciando a proliferação bacteriana (especialmente pseudomonas e estafilococos), o que leva à infecção crônica, à lesão pulmonar e ao óbito por disfunção respir. atória. No pâncreas, quando os ductos estão obstruídos pela secreção espessa, há uma perda de enzimas digestivas, levando à má nutrição. causada por alterações de uma proteína mediadora dos canais do cloro, das glândulas do corpo. 10 Qual a importância da síntese de proteínas? Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) A partir do conhecimento sobre a núcleo celular e síntese proteica é possível na engenharia genética, os cientistas modificarem o DNA de organismos para produzir proteínas úteis, como a insulina para o tratamento do diabetes. 11 Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) A síntese de proteínas ocorre em duas etapas principais: transcrição e tradução Na molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico) estão contidas todas as informações genéticas do indivíduo, assim, para que a síntese de uma determinada proteína seja realizada, é necessário que a região específica do DNA onde está contida essa informação seja decodificada. Nesse processo ocorre a transcrição dos nucleotídeos dessa região em uma molécula de RNA (ácido ribonucleico), que irá direcionar a síntese proteica em um processo denominado de tradução. A molécula de RNA que carregará essa informação até o local onde ocorrerá a síntese de proteínas é denominada de RNAm (RNA mensageiro). Para que ocorra a síntese proteica, a informação genética fluirá do DNA para o RNA e, em seguida, para as proteínas. Esse princípio é conhecido como DogmaCentral da Biologia Molecular. 12 Síntese de Proteínas Núcleo celular (DNA, RNA e síntese de proteínas) Nas células eucarióticas, o processo de transcrição ocorre no núcleo e o RNAm é transportado para o citoplasma, no qual ocorrerá a tradução. Em células procarióticas, como não há núcleo definido, o DNA não está separado das demais estruturas envolvidas na síntese, e, assim, o processo de tradução inicia-se enquanto ainda ocorre a transcrição. 13 Imagine a seguinte situação... Você está em um laboratório e recebe uma amostra de células de um organismo desconhecido. Após realizar uma série de testes, você descobre que essas células não conseguem produzir proteínas. O que você acha que pode estar acontecendo? image5.png image6.png image3.png image7.gif image8.gif image9.png image10.png image11.png image12.png image13.jpeg image14.gif image15.jpeg image1.png