Introdução à Biotecnologia e Síntese de Proteínas

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22/09/2013
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Universidade Federal do Rio de JaneiroUniversidade Federal do Rio de Janeiro
Campus MacaéCampus Macaé
Disciplina de Biologia Celular e BiotecnologiaDisciplina de Biologia Celular e Biotecnologia
MACAÉ-RJ
SETEMBRO DE 2013
INTRODUÇÃO A BIOTECNOLOGIAINTRODUÇÃO A BIOTECNOLOGIA O que é Biotecnologia?O que é Biotecnologia?
A aplicação dos princípios da ciência e da engenharia no
tratamento de matérias por agentes biológicos na produção de
bens e serviços.
inclui qualquer técnica que utiliza organismos vivos (ou
partes deles) para obter ou modificar produtos, melhorar plantas e
animais, ou desenvolver microrganismos para usos específicos..
Uso de processos biológicos com o intuito de resolver
problemas e criar produtos úteis.
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
Relembrando ...Relembrando ...
DUPLICAÇÃO DO DNADUPLICAÇÃO DO DNA
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Como a informação contida no DNA chega ao Como a informação contida no DNA chega ao 
citoplasma?citoplasma?
RNARNA
A estrutura química primaria do RNA é semelhante à do
DNA, exceto pela substituição da ribose pela desoxirribose e da
uracila pela timina.
Existem três principais classes de ácido ribonucleico: o
RNA mensageiro (RNAm), o RNA transportador (RNAt) e o
ribossômico (RNAr). Todos estão envolvidos na síntese proteica.
O RNAm contém a informação genética para a
sequência de aminoácidos;
O RNAt identifica e transporta as moléculas de
aminoácidos até o ribossomo;
E o RNAr representa 50% da massa dos ribossomos,
organelas que fornecem um suporte molecular para as reações
químicas da montagem de um polipeptídeo
RNARNA
Como Como ocorre a produção de proteínas?ocorre a produção de proteínas?
DNA DNA → → RNARNA → → PROTEÍNAPROTEÍNA
Transcrição TraduçãoTranscrição Tradução
DuplicaçãoDuplicação
SÍNTESE DE PROTEÍNASSÍNTESE DE PROTEÍNAS SÍNTESE DE PROTEÍNASSÍNTESE DE PROTEÍNAS
O DNA serve como molde para a síntese das moléculas
de RNA mensageiro em um processo denominado de
transcrição.
A transcrição segue algumas etapas semelhantes à
replicação e é catalisada pela enzima RNA polimerase.
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SÍNTESE DE PROTEÍNASSÍNTESE DE PROTEÍNAS
Durante a síntese do RNA mensageiro a enzima RNA
polimerase, produz uma fita simples a partir de uma das fitas
de DNA, sempre no sentido 5’ → 3’.
DNA RNA
T → A
C → G
G → C
A → U
SÍNTESE DE PROTEÍNASSÍNTESE DE PROTEÍNAS
O RNA mensageiro leva a informação do DNA até os
ribossomos, os quais são compostos por RNA ribossômico.
No citoplasma, as moléculas de RNA transportador,
transportam os aminoácidos até os ribossomos, onde serão
ligados a um polipeptídio.
O conjunto de três nucleotídeos no RNAm é
denominado de códon (p.e. AUA), e no RNAt é denominado de
anti-códon (p.e. UAU)
SÍNTESE DE PROTEÍNASSÍNTESE DE PROTEÍNAS
Denominação Tipo de RNA Composição
códon RNAm três nucleotídeos
anti-códon RNAt três nucleotídeos
aminoácido RNAt três nucleotídeos
SÍNTESE DE PROTEÍNASSÍNTESE DE PROTEÍNAS
AsAs proteínas participam em inúmeras atividades
(estrutural, reserva, transporte, armazenamento, entre outras)
cumprindo um papel fundamental para os seres vivos.
Por exemplo:
Queratina
Colágeno
Albumina
Caseína
PROTEÍNASPROTEÍNAS PROTEÍNASPROTEÍNAS
A análise de proteínas pode ser realizada por inúmeras
técnicas, dentre elas está a Eletroforese, onde as moléculas
ionizadas colocadas em um campo elétrico migram de acordo
com suas cargas e pesos moleculares.
Se a carga for positiva, elas migrarão para o polo
negativo ou cátodo e, se for negativa, a migração ocorrerá na
direção do polo positivo ou ânodo.
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PROTEÍNASPROTEÍNAS PROTEÍNASPROTEÍNAS
Eletroforese de hemoglobinas, para anemia falciforme, mostrando da esquerda
para a direita os genótipos Hb AS (heterozigoto de Hb S); Hb AA (padrão normal);
Hb SS (homozigose de Hb S) e Hb SC (dupla heterozigose de Hb S e Hb C).
ENZIMASENZIMAS
Pertencem ainda ao grupo das proteínas, as enzimas,
moléculas de ação catalítica, e os anticorpos, moléculas que
participam na defesa do organismo.
As enzimas são moléculas de proteínas com grande
massa que atuam como catalisadores biológicos, também
chamados de biocatalisadores, ou seja, elas conseguem
acelerar o metabolismo (reações do organismo).
ENZIMASENZIMAS
Enzimas, como a amilase salivar (ptialina) e a sacarase
agem diretamente sobre os carboidratos
ENZIMASENZIMAS
As reações químicas dependem da atividade catalítica
das enzimas, sendo capazes de promover e acelerar, uma
reação, sem ser alteradas ou destruídas.
As enzimas são altamente específicas, o que significa
que cada uma age sobre um determinado substrato, efeito
chave-fechadura (substrato).
ENZIMASENZIMAS
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ENZIMAS E SUA IMPORTÂNCIA ECONÔMICAENZIMAS E SUA IMPORTÂNCIA ECONÔMICA
Detergentes: constituído
por proteases, amilases,
lipases e celulases.
Confecção de roupas: As
enzimas são empregadas
também no acabamento
de roupas.
ENZIMAS E SUA IMPORTÂNCIA ECONÔMICAENZIMAS E SUA IMPORTÂNCIA ECONÔMICA
Couro: emprego de enzimas
para amaciar e desengordurar
o tecido animal.
Celulose: uso de enzimas no
clareamento do papel
ENZIMAS E SUA IMPORTÂNCIA ECONÔMICAENZIMAS E SUA IMPORTÂNCIA ECONÔMICA
Sucos e Vinhos: uso de
enzimas para aumentar a
eficiência na extração da
polpa da fruta e para melhorar
a cor e o aroma.
Panificação: uso de enzimas
para aumentar a vida útil do
produto.
ANTICORPOSANTICORPOS
Os anticorpos são elementos importantes no
reconhecimento do próprio anticorpo e na eliminação do
antígeno.
A molécula de anticorpo denominada IgG
(Imunoglobulina G) é formada por duas cadeias polipeptídicas
leves e duas pesadas em forma de Y, ao qual se associa um
pequeno número de grupos carboidrato.
ANTICORPOSANTICORPOS
A união antígeno-anticorpo ocorre quando um anticorpo
encontra no antígeno uma forma complementar, geralmente
parte de uma molécula livre ou ancorada na membrana celular.
Um antígeno pode ter várias destas formas (epítopos
ou determinantes antigênicos) e ser reconhecido por
anticorpos diferentes
ANTICORPOSANTICORPOS
As células responsáveis pela produção de anticorpos
são os linfócitos B, que se formam na medula óssea, e cada
linfócito pode reconhecer um único epítopo.
Ao encontrar o epítopo específico, o linfócito B prolifera,
originando um clone de células secretoras de anticorpos. Uma
vez eliminado o antígeno, algumas células desse clone
permanecerão no organismo como células-memória.
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ANTICORPOSANTICORPOS
O uso de anticorpos é amplo, desde soro até a
detecção de doenças.
ANTICORPOSANTICORPOS