AULA 2 E 3 REPLICAÇÃO E TRANSCRIÇÃO

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Ácidos Nucléicos, Duplicação e Transcrição
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DNA: A Natureza Química do Gene
A vida é caracterizada por uma imensa diversidade.
Linguagem genética – Ácidos Nucléicos.
O Material genético deve:
Ser capaz de levar grandes quantidades de informação.
Ser capaz de replicar-se fielmente.
Ser capaz de traduzir suas instruções através da expressão do fenótipo.
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Grupo Fosfato
Pentose
Base Nitrogenada
Pentose: Desoxirribose
	 Ribose
Bases Nitrogenadas:
	Púricas (A e G)
	Pirimidínicas (C, T e U)
A Estrutura do DNA
Encontramos o DNA em três níveis de complexidade crescente.
Estrutura Primária, Secundária e Terciária.
Nucleotídeos.
Consiste em um filamento de nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster.
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Filamentos de Polinucleotídeos
O DNA é feito de muitos nucleotídeos conectados por ligações covalentes, que juntam o grupamento fosfato 5’ de um nucleotídeo ao carbono 3’ do nucleotídeo seguinte – ligações fosfodiéster.
O sentido ou polaridade do filamento polinucleotídico.
Ponta 5’ e Ponta 3’.
Os nucleotídeos de RNA também são conectados por ligações fosfodiéster.
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Estrutura Secundária do DNA
Refere-se à sua configuração tridimensional – sua estrutura helicoidal fundamental.
Os dois filamentos polinucleotídicos correm em sentidos opostos – eles têm Polaridade Inversa, o que significa que a ponta 5’ de um filamento é oposta à ponta 3’ do outro.
As pontes de hidrogênio ligam as bases em filamentos opostos.
Os dois filamentos de uma molécula de DNA não são portanto idênticos, mas sim Complementares.
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Estruturas Secundárias diferentes 
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Replicação do DNA
A natureza complementar dos dois filamentos de nucleotídeos em uma molécula de DNA sugere que, durante a replicação, cada filamento pode servir como molde para a síntese de um novo filamento.
A especificidade do pareamento de bases significa que apenas uma sequência de bases pode ser especificada para cada molde, e assim as duas moléculas de DNA feitas sobre os moldes serão idênticas à original.
REPLICAÇÃO SEMICONSERVATIVA.
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Modos de Replicação
As unidades individuais de replicação são chamadas de réplicons, cada uma das quais contém uma origem de replicação.
A replicação começa na origem e continua até que todo o réplicon tenha sido replicado. Os cromossomos bacterianos têm uma única origem de replicação, enquanto os cromossomos eucarióticos contêm muitas.
O ponto de deselicoidização, onde os filamentos de nucleotídeos se separam da dupla hélice de DNA, é chamado de Forquilha de Replicação.
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Replicação Eucariótica Linear
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Sentido da Replicação
Na síntese de DNA, novos nucleotídeos são unidos um de cada vez à ponta 3’ de um filamento recém-sintetizado.
As DNA polimerases, enzimas que sintetizam o DNA, podem adicionar nucleotídeos apenas à ponta 3’ do filamento crescente (não à ponta 5’), de modo que novos filamentos de DNA sempre se alongam no mesmo sentido 5’ para 3’.
Como os dois moldes unifilamentares de DNA são de polaridade inversa, como a síntese pode ocorrer simultaneamente em ambos os filamentos da forquilha?
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O Mecanismos de Replicação
A replicação ocorre em quatro estágios: iniciação, deselicoidização, alongamento e término.
Iniciação
As proteínas iniciadoras ligam-se a oriC e fazem com que um trecho curto de DNA se desenrole. 
Deselicoidização
A dupla hélice deve ser desenrolada antes que ocorra a síntese do DNA.
Helicases – quebram as pontes de hidrogênio que existem entre as bases dos dois filamentos nucleotídicos.
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Deselicoidização
Para estabilizar o DNA unifilamentar pelo tempo suficiente para que ocorra a replicação, as proteínas de ligação unifilamentar (SSB – single-strand-binding proteins) ligam-se fortemente ao filamento isolado de DNA exposto.
A DNA girase reduz a força torcional que se acumula adiante da forquilha de replicação.
Primers
Todas as DNA polimerases precisam de um nucleotídeo com um grupo 3’-OH ao qual um novo nucleotídeo pode ser adicionado. Devido a essa exigência, as DNA polimerase não podem iniciar a síntese de DNA em um molde nu; elas precisam de um primer, um grupo 3’-OH, para iniciar.
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Primase – sintetiza trechos curtos de nucleotídeos (primers) para que a replicação do DNA seja iniciada. Este trecho é constituído de nucleotídeos de RNA (10 a 12 nucleotídeos) que fornecem um grupo 3’-OH existente ao qual sejam adicionados os nucleotídeos
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Alongamento
As DNA polimerases alongam o filamento de polinucleotídeos catalisando a polimerização do DNA.
A DNA polimerase III é um grande complexo multiproteína que age como principal fator de replicação. Ela sintetiza filamentos nucleotídicos adicionando novos nucleotídeos à ponto 3’ das moléculas crescentes de DNA.
Atividade de Endonuclease e Exonuclease.
DNA ligase, catalisa a formação de uma ligação fosfodiéster sem adicionar outro nucleotídeo ao filamento.
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Moléculas de RNA
RNA ribossomal (RNAr)
RNA mensageiro (RNAm)
RNA transportador (RNAt)
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Transcrição: Síntese de RNA a partir de um Molde de DNA.
Todos os RNA celulares são sintetizados a partir de um molde de DNA por meio de um processo de transcrição.
Na transcrição apenas pequenas partes da molécula de DNA – em geral um só gene ou, no máximo, alguns genes – são transcritos em RNA.
Filamento molde e filamento não-molde.
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A unidade de transcrição
É um trecho de DNA que codifica uma molécula de RNA e as sequências necessárias para sua transcrição.
Como ele sabe qual filamento de DNA ler, e onde começar e parar?
Incluídas na unidade de transcrição existem três regiões:
Promotor
Sequência codificante de RNA
Finalizador
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RNA polimerase
Enzima responsável pelo processo de transcrição. Ela catalisa trifosfatos de ribonucleosídeos á fita molde de DNA.
Procariotos: existe uma RNA polimerase que catalisa a síntese de todas as classes de RNA bacteriano.
Eucariotos: possuem três tipos distintos de RNA polimerase, cada uma das quais é responsável por transcrever uma classe diferente de RNA:
RNA polimerase I – RNAr
RNA polimerase II – pré-mRNAs
RNA polimerase III – RNAt e RNAr.
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O processo de Transcrição Bacteriana.
INICIAÇÃO
Reconhecimento do promotor
Formação da bolha de transcrição
Criação das primeiras ligações entre os ribonucleosídeos
Saída do aparelho de transcrição do promotor.
Promotores Bacterianos
 São sequências de DNA que são reconhecidas pelo aparelho de transcrição e são necessárias para que ocorra a transcrição.
 São geralmente adjacentes a uma sequência codificante de RNA.
 Embora a maioria dos nucleotídeos dentro dos promotores varie de sequência, trechos curtos de nucleotídeos são comuns a muitos.
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 O Espaçamento e a localização desses nucleotídeos em relação ao ponto de início da transcrição são similares na maioria dos promotores – SEQUÊNCIA DE CONSENSO.
	5’- A A T A A A - 3’
	5’- T T T A A T – 3’
	5’- T A T T T T – 3’
	5’- T A A A A T – 3’
	5’- T A T A A T – 3’ 	“Sequência de Consenso”
 Entre os Promotores, o mais comumente encontrado está situado anterior ao ponto de início, centrada na posição -10. Chamada de Sequência Consenso -10 ou Pribnow box, sua sequência é:
5’ TATAAT 3’
3’ ATATTA 5’
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O fator sigma associa-se ao cerne da enzima para formar uma holoenzima.
Esta se liga a sequência de consenso, a enzima vai de -50 a +20 quanto ligada ao promotor.
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A Holoenzima sofre uma mudança estrutural que lhe permite se ligar mais fortemente e deselicoidizar a dupla hélice de DNA.
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O processo de Transcrição Bacteriana
ALONGAMENTO
A RNA polimerase move-se downstream ao longo do molde, deselicoidizando progressivamente o DNA na margem da bolha de transcrição, juntando nucleotídeos à molécula de RNA de acordo com a sequência do molde e reenrolando
o DNA na margem antecedente (upstream) da bolha.
Adição de nucleotídeos à ponta 3’da molécula crescente de RNA até transcrever o finalizador.
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O processo de Transcrição Bacteriana
TÉRMINO
A maioria dos finalizadores é encontrada antecedendo o ponto de término. Assim, a transcrição não termina subitamente quando a polimerase atinge um finalizador.
A RNA polimerase deve parar a síntese de RNA
A molécula de RNA dever ser liberada da RNA polimerase.
A molécula de RNA recém-feita deve se dissociar totalmente do DNA
A RNA polimerase deve se separar do molde de DNA.
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