Biologia Molecular

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ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS
● todas as células de qualquer organismo vivo possui DNA 
● possuímos DNA dentro do núcleo e nas mitocôndrias 
● cromossomo: molécula de DNA 
● Genoma nuclear humano: 23 pares de cromossomos ( 22 autossômos e 1 cromossomo 
sexual) 
● cariótipo humano: 
● genoma mitocondrial humano: circular, presente dentro da mitocôndria e com quantidade 
variada, cerca de 37 genes e SEMPRE de herança materna 
RNA 
● encontrado tanto no núcleo quanto no citoplasma, 
e também pode ser livre 
constituição química dos ácidos nucleicos 
● fosfato + açúcar (ribose do rna e desoxirribose 
no DNA) + BASE 
● CARBONO 1 linha (base)
● CARBONO 5 linha (fosfato) 
● as bases podem ser: 
● formação do polímero: união dos nucleotídeos pela ligação fosfodiéster 
● Um nucleotídeo trifosfatado (3 linha) se encontra com uma hidroxila livre (carbono 5)
● SEMPRE se liga a um 5 linha, por isso a cadeia sempre cresce da extremidade 5 linha a 
3 linha (sentido)
● Os ácidos nucleicos possuem carga negativa 
● O DNA eh uma molécula formada por duas cadeias nucleotidicas ligadas no sentido 
antiparalelo (extremidade 5 linha pareada com uma unidade 3 linha da outra fita), com 
distância constante e ligadas por pontes de hidrogênio 
● não é estável uma ligação entre purinas ou entre pirimidinas
● Adenina - timina / citosina - guanina 
● Quebra das pontes de hidrogênio promove a separação das fitas 
● Melting temperature ( temperatura onde 50% da molécula desnaturada/ fitas separadas)
● a molécula que tiver mais pontes de hidrogênio (mais citosina - guanina) terá uma 
melting temperature mais elevada 
● Tamanho também influencia nessa temperatura 
RNA
● Normalmente de fita simples
● Pode se enrolar entre si mesmo, ocorrendo dentro de uma mesma fita região de 
complementaridade 
● Sintetizados a partir do DNA por meio da transcrição 
● tRNA (transportador)
● mRNA (mensageiro)
● MicroRNA 
RIBOZIMAS
● Enzimas de RNA 
● Possui RNA, Sitio ativo e possui diversas relevâncias para o funcionamento do 
organismo 
REPLICAÇÃO 
● Logo após a fecundação já começa a replicação e divisão celular 
● a célula se divide na fase S
● Durante a interfase ocorre a REPLICAÇÃO 
● Contasse dependente de ciclinas (CDK) e ciclinas são moléculas envolvidas no controle 
do ciclo celular 
● A replicação toda de uma célula humana ocorre em cerca de 8 horas 
● é semi conservativa, uma fita se mantém da mãe e uma é formada
● A replicação normalmente é BIDIMENSIONAL 
● Pode existir diversas origens de replicação 
● lida SEMPRE no sentido 5 linha 3 linha 
● A origem ocorre na forquilha de replicação, Local onde uma parte já está desenrolada e o 
outro lado ainda não 
RNA E DNA POLIMERASE 
● a enzima primasse (é uma rna polimerase, que sintetiza rna) consegue fazer a ligação de 
um nucleotídeo com outro sem a necessidade de uma hidroxila livre 
● Essa enzima inicia a síntese do rna para criar essa hidroxila livre e ASSIM se iniciar a 
replicação 
● As DNA polimerase fazem essa função de início da síntese em fitas de DNA 
● Adicionam nucleotídeos na extremidade 3’OH
● também funciona com papel de revisão de erros,por ser um processo extremamente fiel 
● Ela catalisa (promove a ligação) e cliva (corrige os erros) a ligação fosfodiester 
● não são capazes de iniciar uma cadeia, 
apenas de estendê-la 
● Necessita de um molde para iniciar a cópia 
● São sempre dependentes de magnésio 
HELICASES
● abrem as moléculas de DNA 
● Rompem as pontes de H que unem as duas fitas 
● Gera grande torção 
TOPOISOMERASES/ GIRASES 
● aliviam a supertorção 
● Evitam a apoptose das células 
PRIMASES
● inicia a cadeia para começar o trabalho das polimerase
● Sintetiza o primer (fragmento de fita inicial)
SSBs
● Mantém a fita molde “esticada” 
● Impede que as duas fitas se unam durante o processo 
DNA LIGASES
● Fazem a ligação de fosfodiesteres entre os fragmentos de DNA montados previamente 
FINAL DA REPLICAÇÃO 
● Relembrando: os cromossomos são lineares 
● Os telômeros evitam com que haja degradação do DNA, fazendo um papel de proteção 
do DNA e mantendo a estabilidade dos cromossomos 
● O encurtamento dos telomeros é o que promove o envelhecimento celular e a morte 
tecidual 
● as telomerases, em geral, não está ativa nas células somáticas 
● Essa região final, onde há os telomeros, é sintetizada pelas telomerases 
●
TRANSCRIÇÃO 
● primeira etapa da expressão genica 
● Síntese do RNA a partir de DNA molde 
● Conversão da informação armazenada no DNA, 
através do código genético, na sequência codificado 
● como o DNA passa a ser um produto usual
● dogma central da biomol:
● Gene: sequência de DNA que dá origem a um RNA
se for mRNA, dará origem a uma proteína)
● cofator: Mg2+
● parte que será transcrita: exon 
● Parte não transcrita: intron .
● EUCARIOTO: ocorre no NÚCLEO 
● PROCARIOTO: no citoplasma 
● mRNA: codifica a sequência de AA de um polipeptídeo especificada por um gene
● RNA pelo mesmo pareamento de bases complementares, a fita que não foi replicada 
será transcrita 
● A sequência de bases do RNA será IDÊNTICA a da fita codificadora (= 
complementar a molde), porém com uracila no lugar de timina 
● unidade transcricional: região do DNA a ser transcrito 
● 1º nucleotídeo a ser lido: nucleotídeo +1
● downstream: Tudo o que estiver depois do início a descrição, SINAL DE +
● Upstream: o que estiver antes do início, SINA DE MENOS -
RNA POLIMERASE
● Não precisa de um primer 
● RNA não permanece ligado a fita molde
● Catálise a síntese de RNA 
● SEMPRE 5’3’
● Pouco precisa: 1 erro a cada 10.000 nucleotídeos 
● composta de múltiplas subunidades 
funções 
● IDENTIFICA, ABRE, MANTÉM ABERTO, ENROLA
o DNA e fazem o término da síntese.
Promotores
● Sequências de nucleotídeos no DNA
● Próximos ao sítio de início da transcrição 
● Possuem sequências consenso
● procariotos: início sinalizado pela unidade sigma
● Eucarioto: a RNA polimerase não possui unidade sigma, por isso quem realiza essa 
função são as proteínas FATORES DE TRANSCRIÇÃO 
● Aumentam a afinidade da RNA polimerase, possibilitando com que ela se ligue ao DNA
● cada proteína possui seu próprio fator de transcrição 
● reconhecimento dos promotores aos fatores de transcrição -> ligação da RNA polimerase 
-> RNA sintetizado sentido 5’3’ -> Transcrição de toda a extensão do gene(s)-> Liberação 
do RNA produzido
Término em Procariotos
• Terminadores: liberam cadeia de RNA e ajudam na dissociação da RNA-polimerase
• Repetição de 20 nucleotídeos seguida de 8pb A:T
• Término rho-dependente
• Término independente de rho: mecanismo intrínseco, “grampo”
Término em Eucariotos
● mRNA: a medida que ele é sintetizado, há uma alteração na extremidade 5’ (capping) e 
uma adição de cauda poliA
● Introns são removidos (RNA splicing)
● mRNA resultante é transportado do núcleo ao citoplasma.
Procarioto 
Eucarioto 
PROCESSAMENTO 
● Etapa da transcrição gênica
● Processamento do RNA explica o fato do no de genes ser baixo em relação à variedade 
de proteínas em organismos complexos.
Processamento de tRNA
● modificações 5’, 3’ e em outra parte 
Processamento de rRNA
● proteínas se ligam ao rNA para formar subunidades que se ligam a ribossomos
● Há diferença dos rRNA bacteriano, fúngico e humano 
Processamento de mRNA
● a medida que ele é sintetizado, há uma alteração na extremidade 5’ (capping) e uma 
adição de cauda poliA
● Introns são removidos (RNA splicing)
● mRNA resultante é transportado do núcleo ao citoplasma.
● 5 CAP:
Protege do ataque da exonuclease 5’→3’
Facilita transporte para citoplasma
Papel no encaixe da subunidade 40S 
dos ribossomos no mRNA
● CAUDA PoliA
Clivagem terminal do RNA
Adição de 200 resíduos de adenina 
Facilita transporte para o citoplasma 
Estabiliza o RNAm
Facilita a tradução
SPLICING
● união de exons 
● retirada de introns
● Spliceossomo: 5RNAs nucleares + 50 proteínas que se ligam e removem os íntrons 
● Splicing Auto-excisão: autoexpulsao dos introns 
● Splicing alternativo: “uso” de diferentes exons de um mesmo gene (formandooutra 
proteína ou a proteína com diferentes características) ex. Gene da calcitonina 
TRADUÇÃO 
● a transcrição ocorre no núcleo e a síntese proteica (tradução) no citoplasma (eucarioto)
● No procarioto é junto, vários ribossomo se ligam ao DNA após DNA polimerases e são 
chamados de polissomos, eles fazem a tradução junto a transcrição.
● 
● a presença de vários ribossomos ligados a um mesmo mRNA aumenta a produção de 
proteínas produzidas.
Síntese de proteínas 
● A mensagem contida na sequência de nucleotídeos do RNA mensageiro serve para a 
síntese de uma cadeia de aminoácidos com sequência específica, formando um 
polipeptídeo
● As regras de tradução de nucleotídeos em AA é chamado de CÓDIGO GENÉTICO 
● códon: 3 nucleotídeos que são lidas no ribossomo e codificam 1 AA
● cada códon codifica 1 AA específico 
● 1 AA pode ser codificado por mais de um códon 
● AUG (metionina): primeiro códon a ser lido pelo ribossomo
● UAA, UAG, UGA: Stop codons 
● É quase universal, alguns organismos leem alguma codons diferentemente 
● 5’ antes do AUG: 5’ não traduzida 
● 3’ após o stop códon: 3’ não traduzida 
ESTRUTURAS NECESSÁRIAS PARA A TRADUÇÃO 
● RNA transportador (tRNA)
● Possui o ANTICODON 
● Deve-se ler o seu complemento, que seria o códon feito pelo mRNA
● a 3ª base fica mais distante, criando um efeito de pareamento menos específico entre as 
bases e um fenômeno chamado pareamento oscilante 
● mutações :
● pequenas modificações podem acarretar alterações drásticas em uma proteína (ex. 
Proteína spike corona vírus// anemia falciforme)
●
FORMAÇÃO DO AMINOCIL-tRNA
● os tRNA precisam ser ativados por uma enzima…
● AMINOACIL-tRNA é um RNA com um aminoácido covalente ligado a sua terminação 3’
● Aminoacil-tRNA-sintetase: enzima que estabiliza a formação do tRNA, reconhecendo o 
aminoácido a ser ligado a cada tRNA.
● Pra cada tRNA existe uma enzima diferente
RIBOSSOMOS
● Arcabouço protéico
● Catálise feita por RNA
● Ribossomos e mRNA se movem no mesmo sentido durante a síntese protéica.
● quando a subunidade maior e menor estão acopladas, há regiões menores onde os 
tRNAs irão se ligar 
● se liga um pouco antes do AUG
●
Processo de Tradução 
● atividade catalítica do início ao fim
Início
● mRNA liga à subunidade menor do ribossomo
● tRNA contendo metionina (formilada) liga-se ao complexo
● Fatores de iniciação da tradução. Subunidade maior une-se ao complexo
Alongamento ou extensão
● Ligação de um aminoacil-tRNA no sítio A
● atividade peptidil transferase do rRNA 23S 
para a formação da ligação peptídica
Término 
● Códons UAG, UAA ou UGA
● Reconhecidos por fatores de liberação (RFs)