Transcrição TraduçãoDNA

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Dogma Central da Biologia Molecular
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Qual a diferença fundamental entre a transcrição e a tradução?
 Uma analogia pode nos esclarecer isto. Imagine a palavra PTERIGON. O que poderia significar isto? Os caracteres são obviamente escritos num alfabeto que não é o nosso. Contudo, e usando regras muito simples, podemos transcrever a palavra para nosso alfabeto. Basta lembrar que a primeira letra é a letra grega maiúscula pi, que equivale a um p, a quarta letra é um rô maiúsculo, equivalente a um r, e assim por diante. A palavra escrita no alfabeto cirílico aparece como PTÉRIGON em nosso alfabeto. 
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Muito bem, e daí? 
	O que significa afinal Ptérigon? Para compreendermos o significado da palavra, mesmo após a transcrição, precisamos de um mecanismo muito mais sofisticado: a tradução. O significado é aproximadamente asa. 
	Da mesma forma, o processo de transcrição se limita a reproduzir em RNA o que está escrito em DNA, o que não apresenta maiores dificuldades: as bases A, T, G e C da fita molde de DNA comandam o pareamento de U, A, C e G na fita recém sintetizada de RNA. 
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TRANSCRIÇÃO
 Processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir da informação contida na seqüência de nucleotídeos de uma molécula de DNA fita dupla.
 A transcrição representa a diversidade e a complexidade da expressão dos genes contidos em um determinado genoma.
 Enquanto a síntese de DNA deve ser precisa e uniforme, a transcrição reflete o estado fisiológico da célula e, portanto, é extremamente variável para atender às suas necessidades.
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TRANSCRIÇÃO
Características Gerais:
Complementaridade 
Antiparalelismo ( T = U)
Síntese 5'  3‘
RNA Polimerase (RNAP):
 Funções 
reconhecem e ligam-se
desnaturam DNA
mantém estável a dupla fita aberta
mantém estável DNA:RNA
terminam síntese
restauram DNA
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RNA POLIMERASE
 Reconhece e liga-se a seqüências específicas de DNA;
 Desnatura o DNA expondo a seqüência de nucleotídeos a ser copiada;
 Mantém as fitas de DNA separadas na região de síntese;
 Renatura o DNA na região imediatamente posterior à da síntese;
 Sozinha, ou com o auxílio de proteínas específicas, termina a síntese do RNA.
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INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO
 As seqüências reguladoras da transcrição podem ser divididas em: 
	. elementos promotores: seqüências de 100 a 200 nucleotídeos próximos ao sítio de início da transcrição que possuem seqüências consenso TATA denominadas “TATA box”
	. elementos “enhancer” ou amplificadores: seqüências pequenas de DNA que podem ocorrer na região 5’ do gene. Ativam a expressão do mesmo.
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Amplificam o sinal 100 vezes e os fatores de transcrição que se ligam a eles são chamados ativadores
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TÉRMINO DA TRANSCRIÇÃO
 Quando a RNA polimerase encontra o sítio de terminação na fita molde, ela se desliga do DNA juntamente com a nova cadeia de RNA sintetizada devido à uma desestabilização do complexo de transcrição
 O desligamento do RNA do sistema provoca a ruptura do complexo de transcrição e as fitas do DNA são renaturadas
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PROCESSAMENTO DO mRNA
 Após a adição do “cap” 5’ e da cauda poliA, a molécula de pré-mRNA sofre o processo de excisão dos introns e junção dos exons, mecanismo conhecido como “splicing” e migra para o citoplasma da célula. 
 Os introns apresentam um grau de conservação maior do que os exons além de apresentarem uma característica muito importante:
	Os primeiros e os últimos dois nucleotídeos da extremidade 5’ e 3’, GU e AG, são altamente conservados.
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RNAm liga-se as Ribonucleoproteínas nucleares pequenas (snRNPs)
 Splicing mediado por spliceossomo:
Utiliza ATP
FUNÇÃO:
 ajuda a clivar no sítio de splicing
remove intron
une os éxons anteriores e posteriores
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PROCESSAMENTO DO mRNA
 Splicing:
FUNÇÃO:
 ajuda a clivar no sítio de splicing
remove intron
impede afastamento dos éxons
une os éxons
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PROCESSAMENTO DO mRNA
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Estrutura do mRNA
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TRADUÇÃO
 Processo que se baseia na seqüência do mRNA para determinar e unir os aminoácidos formando, assim, a proteína.
 Cada aminoácido é codificado na seqüência de DNA como um códon contendo uma seqüência de três nucleotídeos.
 Moléculas de RNA transportador transferem a informação contida no genoma à uma seqüência de aminoácidos nas proteínas.
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Propriedades do Código Genético
AUG
Não tem ponto nem vírgula;
Degenerado;
Não é ambíguo;
Não é sobreposto;
Códons terminais: UAA, UAG e UGA;
É universal
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Dogma Central da biologia Molecular
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Gene
RNA polimerase
hnRNA
mRNA
Citoplasma
Transcrição
Processamento
Núcleo
Tradução
proteína
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Transcrição:
A C G T A
T G C A T
5’
3’
A
T
5’
3’
A C
G U
A
5’
3’
RNA polimerase
Molécula de RNA nascente
Gene ativo
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Tradução:
Molécula de mRNA
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A 
Met
Ala
5’ 
3’
Direção do avanço do ribossomo
Ribossomo
Proteína
tRNA
aa livre
codon
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A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A 
Met
Ala
5’ 
3’
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A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A 
Met
Ala
Cys
5’ 
3’
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A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A 
Met
Ala
Cys
Asp
5’ 
3’
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A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A 
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
5’ 
3’
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A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A 
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
5’ 
3’
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A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A 
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
Gly
5’ 
3’
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A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A 
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
Gly
His
5’ 
3’
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G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A 
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
Gly
His
Ile
5’ 
3’
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U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A 
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
Gly
His
Ile
Lys
5’ 
3’
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G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G 
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
Gly
His
Ile
Lys
Leu
5’ 
3’
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G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C 
Met
Ala
Cys
Asp
Glu
Phe
Gly
His
Ile
Lys
Leu
Met
5’ 
3’
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U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A 
Met Ala Cys
Asp
Glu
Phe
Gly
His
Ile
Lys
Leu
Met
Asn
5’ 
3’
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G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A 
Met Ala Cys Asp
Glu
Phe
Gly
His
Ile
Lys
Leu
Met
Asn
Pro
5’ 
3’
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 C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A
Met Ala Cys Asp Glu
Phe
Gly
His
Ile
Lys
Leu
Met
Asn
Pro
Gln
5’ 
3’
STOP
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 A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A A A A
Ala Cys Asp Glu Phe
Met Gly
His
Ile
Lys
 Leu
 Met
 Asn
 Pro
 Gln
5’ 
3’
STOP
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 A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C
Ala Cys Asp Glu Phe
Met Gly
His
Ile
Lys
 Leu
 Met
 Asn
 Pro
Gln
5’ 
3’
STOP
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A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C 
Ala Cys Asp Glu Phe
Met Gly
 His
 Ile
 Gln Lys
Pro Leu
Asn Met 
5’ 
3’
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A U A A A A U U A A U G A A C AA A C A A U A A T A C 
Ala Cys Asp Glu Phe
Met Gly
 His
 Ile
 Gln Lys
Pro Leu
Asn CYS 
5’ 
3’
Muda a
forma e 
função
VARIAÇÃO GENÉTICA
=POLIMORFISMO
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REPRESENTAÇÃO LINEAR A MOLÉCULA DO DNA
5’ATTCGGCGCTATGCATGCTATGCG3’
aa1
aa2
aa3
aa4
aa5
aa6
aa7
aa8
PROTEÍNA
- Queratina- cabelo
- Albumina- sangue
- Hemoglobina-sangue
- Estrutura do cabelo
- Proteína da cor do cabelo
 (Melanina)
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VARIAÇÕES GENÉTICAS
Acontecem no nosso DNA
Células germinativas
Passa para os filhos
Células somáticas
Não passa para
os filhos
Ex. câncer
Ex. cor dos olhos
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Lembrar...RNApolimerase
É essencial na transcrição... (1ª etapa da expressão gênica)
Sem a RNA polimerase não há vida!!!
Sem RNA polimerase não há enzimas!!!!
A inibição da RNA polimerase leva à morte do organismo...
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Correlação Clínica
Antibióticos e Toxinas que têm como alvo a RNA Polimerase:
 Toxina do cogumelo Amanita phalloides ou “chapéu da morte”, altamente tóxico.
A toxina mais letal, -amanitina, inibe a subunidade maior da RNA polimerase II, inibindo assim a síntese de mRNA.
Gastrointerites, insuficiência hepática (RNA essenciais são degradados e não são substituídos).
Ação do antibiótico Rifampicina, para TB
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Correlação Clínica
Síndrome do X frágil: uma doença da Cromatina?
Retardo mental hereditário
Inativação do gene FMR1
Doença resulta da repetição da sequência CGC
Indivíduos normais 30-200 cópias
Indivíduos com síndrome 200-milhares de cópias
A presença do número elevado de CGC induz a uma extensa metilação do DNA da região promotora do gene FMR1. O DNA metilado se torna inativo, de modo que o mRNA de FMR1 não é sintetizado. 
A ausência deste gene leva a patologia da doença
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Correlação Clínica
Fatores Transcripcionais na Carcinogênese
P53 (proteína supressora de tumor). Uma cópia mutada desta causa a síndrome de Li-Fraumeni, uma pré-disposição ao câncer de mama e a sarcoma de córtex adrenal, leucemia, etc.
Mutações representam a perda da função ou estabilidade ou capacidade de se ligar ao DNA.
A p53 inibe a transcrição de genes com seqüência TATA, ligando-se ao complexo formado entre os fatores de transcrição e a seqüência TATA. Paralelamente a p53 liga-se a pontos específicos de genes de reparo.
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Correlação Clínica
Auto–imunidade em doença do tecido conjuntivo: Lúpus eritematoso (splicing)
Talassemia devido a defeitos na síntese de RNA mensageiro (anemia), mutações que levam à terminação prematura da síntese da beta-globina
Síndrome de Cockayne, autossômica recessiva, pacientes apresentam alterações de desenvolvimento e neurológicas , deformidade facial, etc. Morrem aos 20 anos. Mutação afeta a transcrição de alguns genes (atividade da RNA polimerase II).