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22/09/2013 1 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 22/09/2013 2 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. 22/09/2013 3 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. 22/09/2013 4 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 22/09/2013 5 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. 22/09/2013 6 ANTICORPOSANTICORPOS O uso de anticorpos é amplo, desde soro até a detecção de doenças. ANTICORPOSANTICORPOS
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