Biologia Celular - Transcricao, traducao, mitocondria, sistema de endomembranas

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BIO CEL
Transcrição: síntese de RNA, ocorre no núcleo
Tradução: síntese de proteínas, ocorre apenas no citoplasma
- DNA é inerte, precisa ser lido, decodificado e transformado em proteína.
- Proteína nenhuma é feita no núcleo, apenas no citoplasma nas unidades ribossômicas.
DNA e RNA
- o açúcar no DNA é a desoxirribose, e a do RNA é a ribose
- enquanto no DNA existe a base nitrogenada timina, no RNA é uracila.
- o DNA SEMPRE estará em dupla fita e o RNA é fita simples e pode assumir conformações variadas iguais as proteínas.
- fitas antiparalelas de DNA:
	- região 5’: grupamento fosfato livre
	- cauda 3’: sem grupamento fosfato
- a região 5’de uma fita pareia com a região 3’ da sua complementar; são invertidas uma a outra antiparalelas.
- o RNA sintetizado é idêntico a uma das fitas.
Fita codificadora: tem a mesma sequencia do RNA, não faz nada
Fita molde: fita complementar, que trabalha, ela que a RNA polimerase vai ler.
Expressão Gênica: processo pelo qual a informação que esta no DNA vai ser lida; gene a ser transformado em RNA. É utilizado apenas os genes que a célula necessita para se adequar ao meio que ela está.
Regulação da Expressão Gênica:
- A partir do momento que a RNApolimerase recebe um comando para fazer a síntese de um determinado RNA, ela abre a dupla hélice do DNA, recebe os ribonucleotideos trifosfatados e vai anexando um a um, fazendo ligações fosfodiester entre eles.
- ocorre sempre no sentido 5’para 3’
- a fita de DNA se reconstitui depois
- vale tanto para eucarioto quanto procarioto
- Região Promotora: seqüência do DNA que define onde a RNApolimerase vai entrar no DNA e em que direção ela vai ler.
- Gene: qualquer seqüência de DNA que tenha um produto funcional (produz RNA) que é transcrito. Todo gene tem que ter sua seqüência promotora.
- Região Codificadora: depois do promotor
- Região terminadora: desestabilização do processo e transcrição e a RNApolimerase sai.
- Upstream: sequencia antes do promotor
- Downstream: sequencia depois do promotor.
Iniciação
- qual gene vai ser transcrito? Porque vai ser transcrito? Como vai abrir o DNA para ler?
- é a fase que mais demora
- a RNApolimerase SÓ se liga ao promotor, e começa a abrir as fitas de DNA
- além de se associar à região promotora, ela tem que se dissociar.
- etapas de regulação (adição do cap5’, splicing, poliadenilação 3’)
Na iniciação ocorre a regulação da expressão gênica:
- o DNA apresenta uma região chamada TATA pox
- é preciso ter todo um conjunto de proteínas para formar o complexo de iniciação da transcrição (promotor + fatores de transcrição [diferentes moléculas]), aí então a RNApolimerase se liga ao gente, é modificada bioquimicamente e começa a transcrição.
- fatores de transcrição dão a ordem para iniciar a transcrição.
Elongação
A RNApolimerase lê a fita molde de 3’ para 5’ e produz o transcrito de RNA adicionando nucleotídeos a extremidade 3’
Terminação
Quando a RNApolimerase alcança o sitio de terminação, o transcrito de RNA é separado da fita molde.
Eficiencia de transcrição: os genes podem ser expressos em diferentes quantidades, depende do promotor.
Processamento (amadurecimento) do RNA
- existem genes nos eucariotos que são transcritos e traduzidos, e gentes que são apenas transcritos
Exons: sequencia que vai ser posteriormente traduzida
Introns: sequencia que será “jogada fora”
Transcrito primário: RNA imaturo, com introns e exons, não consegue sair do núcleo, sofre três processos para poder passar para o citoplasma (adição do cap5’, splicing, poliadenilacao 3’)
Adição do cap5’: o cap5’ fica ligado a proteína CBC que auxilia o processamento, exportação e tradução do RNA.
Poliadenilacao 3’: poliApolimerase (enzima) adiciona adenosinas a cauda 3’, se associam à proteínas aumentando a estabilidade bioquímica do RNA.
Splicing: processo pela qual os introns são retirados. Depende de ribonucleoproteínas 
 - spliciossomos: ribonucleoproteínas + proteínas. Induzem a quebra do RNA que permite a retirada dos introns.
Tipos de RNA formados
RNA ribossômico: esta concentrado na região do nucléolo (região mais concentrada do núcleo) e forma os ribossomos.
RNA transportador: faz o transporte dos aminoácidos ate os ribossosmos durante a síntese protéica
RNA mensageiro: contem a informação que determina a sequencia de aminoácidos de uma proteína, direcionando a síntese protéica.
Só depois do amadurecimento do RNA que ele sai do núcleo e sofre o processo de tradução.
TRADUCAO
- é a sintese de polipeptideos e proteinas a partir de um molde de RNAm
- são incluídos nesse processo
	* RNAm
	* subunidade maior do ribossomo
	* subunidade menor do ribossomo
	* RNAt
	* fator de liberação
- o processo é dividido em três estágios
	* iniciação
	* elongação
	* terminação 
Processo:
- o RNAm (substrato da tradução) possui uma extremidade 3’ chamada cauda poli-A. O RNAm também há códons que irão codificar aminoácidos específicos. E um chapéu metilado é encontrado na extremidade 5’
- a iniciação começa quando a subunidade menor de um ribossomo atraca ao chapéu (extremidade 5’) e se move para o local de iniciação da tradução (região promotora).
- o RNAt é uma outra molécula chave, ele contem um anticódon que é complementar ao códon do RNAm com o qual se liga, sendo que o primeiro códon do RNAm é tipicamente AUG. Unida a extremidade oposta do RNAt esta o aminoácido correspondente (metionina corresponde ao códon AUG)
- a subunidade maior se liga a subunidade menor para criar o sitio P (peptidil) e o sitio A (aminocil)
- o primeiro RNAt ocupa o sitio P. o segundo RNAt adentra ao sitio A e é complementar ao segundo códon.
- a merionina é transferida para o RNAt do sitio A e o primeiro RNAt sai do processo, o ribossomo se move ao longo do RNAm e o próximo RNAt entra; e dessa forma sucessivamente vai ocorrendo o processo de elongação.
- a medida em que a elongação continua, o peptídeo crescente é transferido para o RNAt do sitio A, o ribossomo se move ao longo do RNAm e novos RNAt entram.
- quando um códon de parada é encontrado o sitio A, um fator de liberação entra no sitio A e a tradução é terminada. Quando a terminação é alcançada o ribossomo se dissocia e o recém formado peptídeo é liberado
Observações: 
	*para cada três bases do RNAm, entra um aminoácido na proteína
	* cada trio de bases desse RNAm recebe o nome de códon
	* tradução ocorre nos ribossomos, estes possuem uma subunidade maior e outra menor que geralmente se encontram separadas, o ribossomo só é montado quando ele se liga ao RNAm.
	* RNAt = transporta aminoácidos
	* a tradução só tem inicio quando aparece o primeiro códon AUG, o RNAt com o anticódon UAC pareia ele
	* três códons não codificam aminoácido nenhum, eles apenas sinalizam o termino do processo
	* quando um códon de terminação aparece no RNAm, ao invés de vir um RNAt parear com ele, quem vem é uma estrutura chamada fator de liberação pareando seu anticódon ao códon de terminação e desmontando a estrutura
	* código genético é degenerado: um aminoácido pode ser codificado por vários códons, mas cada códon só codifica um aminoácido.
MITOCONDRIA
- geração de energia celular (produção de ATP) a partir da energia dos alimentos
- termogenese (produz calor)
- esteroidogenese
- apoptose (morte celular programada)
- semi-autonoma: faz seu RNA, ribossomos, produz RNAm para criar proteína, mas depende de proteinas de fora.
- não segue o ciclo celular, segue a demanda de energia.
Morfologia:
- membrana externa: mais fluida, contem porinas, proteínas que formam poros e permite a passagem de moléculas.
- membrana interna: mais seletiva, possui cardiolipina que dificulta a passagem de íons nessa membrana. Suas invaginações formam as cristas mitocondriais que aumenta muito a superfície dessa membrana. Nascristas contem enzimas e proteínas que constituem a cadeia transportadora de elétrons.
- espaço intermembranar: entre as duas membranas
- matriz mitocondrial: parte interna da mitocôndria, grande diversidade de composição molecular.
Respiração celular: transferência de elétrons dentro de membrana, criação de gradiente eletroquímico, pode utilizar O2.
Glicolise:
- respiração anaeróbica (sem presença de oxigênio)
- NÃO é fermentação
- ocorre no citoplama
- gera 4ATP, mas gasta 2ATP = saldo 2ATP
- quebra da molécula de glicose (6 carbonos) em 2 piruvatos (3 carbonos)
1 GLICOSE -> 2 PIRUVATO + 2NADH + 4ATP
- NAD+: molécula carregadora de energia na forma de elétrons. Depois será levado para dentro da mitocôndria para formar ATP proveniente da energia que ele contem.
Ciclo de Krebs:
- respiração aeróbica (presença de oxigênio)
- ocorre na mitocôndria (matriz mitocondrial)
- quando passa pela membrana da mitocôndria ele perde uma molécula de C, liberando CO2 e forma o acetil que se liga a coenzima A, formando acetil CoA. (2 piruvato = 2acetil CoA + 2NADH)
- o acetil (2C) se une ao ácido oxalacético (4C) formando o ácido cítrico (6C)
- ácido cítrico perde 1C, que é liberado na forma de CO2, liberando também energia formando NADH.
- vai quebrando as ligações de carbono, liberando NADH e ATP.
- sofre perda de O2 e H+, formando FADH2 e H2O
- Saldo energético: 6NADH + 2ATP + 2FADH2
- até o final desse processo, a glicose é totalmente oxidada.
Cadeia Transportadora de Elétrons (fosforilacao oxidativa)
- etapa final que transfere elétrons
- elétrons de alta energia
- transfere a energia do NADH e FADH para produção de ATP.
- ocorre nas cristas mitocondriais
- os elétrons liberados pelo NADH e pelo FADH são atraídos pelo O2, passando pelas proteínas da membrana (citocromo C; F1F0 [ATPsintase], entre outros)
- com a energia liberada pelos elétrons, o H+ é bombeado para a parte mais externa da mitocôndria
- a parte mais externa tem carga positiva e a parte interna tem carga negativa
- o H+ quer voltar para a parte interna (negativa)
- o H+ deve passar por um complexo protéico chamado ATPsintase, fazendo ele girar, formando energia.
- os NADH e os FADH voltam para o ciclo da respiração novamente
- cada NADH forma 3ATP
- o FADH (menos energético) forma 2ATP
SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS
- Reticulo endoplasmático			
- Complexo de Golgi				-> contem membranas semelhantes, o que 
- Lisossomos					difere são as proteínas presentes na
- Peroxissomos						membrana.
- Vesícula: qualquer estrutura membranar que define diferença de constituição entre o que esta dentro e fora. O ribossomo é considerado uma vesícula, e não uma organela
- A mitocôndria não faz parte do sistema de endomembranas.
- A célula isola moléculas no sistema de endomembranas.
TRAFEGO DE PROTEINAS
- as proteínas já sabem para onde ir.
- toda a organela tem seu conjunto protéico característico que definem suas funções (depende do trafego de proteínas)
- uma fita de RNAm pode ter vários ribossomos sintetizando proteínas especificas.
Depois da proteína ser sintetizada ela pode seguir dois caminhos:
- Via pós traducional (proteína é sintetizada e DEPOIS transportada)
	Com a proteína sintetizada, ela pode permanecer no citoplasma ou elas possuem uma sequência de direcionamento que leva a proteína para seu devido lugar.
	Nessa via as proteínas podem ser direcionadas para o: núcleo, peroxissomos, cloroplasto (MP interna ou externa), mitocôndria (MP interna ou externa)
	Existe um tipo de sequencia para cada região ou organela que a proteína vai ficar.
- Via Co traducional (está sendo direcionada ao mesmo tempo que esta sendo sintetizada)
	* contém peptídeo sinal (aminoácidos)
	*algumas proteínas já ficam no RER (MI; ME; luz)
	* a maioria das proteínas migra para o Complexo de Golgi
	* Depois algumas ainda migram para os lisossomos ou MP
	*Proteinas secretadas também passam por esse caminho
RER – CG – MP OU LISO OU VESICULAS DE SECRECAO
- Modificacoes pós-traducionais
	- não é possível ter um processamento pós traducional igual
	- modificações bioquímicas que ocorrem na sequencia primordial dos aminoácidos
	- proteína é feita e depois “decorada”
	- ocorre no RER
	- Ex: glicosilacao, sulfatacao, fosforilacao, metilacao
RETICULO ENDOPLASMATICO RUGOSO
- rede continua de membranas que ocupa boa parte do citoplasma
- ribossomos estão acoplados enquanto a proteína é traduzida, depois eles se soltam
- proteínas da membrana plasmática, do próprio reticulo e do complexo de Golgi, além daquelas que serão secretadas pela célula ou estocadas em compartimento como os lisossomos, são sintetizadas em ribossomos aderidos ao reticulo rugoso.
- quando uma proteína que precisa passar pelo reticulo inicia a sua síntese, os primeiros aminoácidos expostos fora do ribossomo constituem uma sequencia sinal, essa sequencia se liga a uma partícula reconhecedora do sinal (SRP); na membrana do reticulo existe um receptor para o SRP. A transcrição é interrompida até que o ribossomo esteja acoplado à membrana do RER, volta a ser sintetizada quando esta acoplada.
- translocon: canal hidrofílico transmembrana por onde a proteína sendo sintetizada vai passar. Essas proteínas se acoplam apenas onde o ribossomo se aclopa.
- na membrana: terminação da síntese protéica
- no lumen: acabamento e endereçamento ao seu destino final
- os elementos transicionais, uma área do reticulo onde se misturam os domínios liso e rugoso, são capazes de fazer brotamentos de vesículas, que se dirigem então ao complexo de Golgi e daí para outros compartimentos.
Depois que a proteína entra no RER:
Modificacoes pos-traducionais:
Glicosilacao N ligado – o açúcar vai ser ligado no grupo amina
2 n acetilglicosamina, 9 manoses e 3 glicose
Depois sofre perda de glicose.
- quando fica com 8 manose e 2 n acetilglicosanima ela passa para a rede cis do golgi, na rede Cis do Golgi ocorre o dobramento protéico por chaperonas (proteínas).
Dois tipos principais de chaperonas: CALNEXIDA E CALRETICULINA.
	*se ocorre o dobramento ou glicosilacao errados, sofre ubiquitinacao (proteossomos) ou a glicosilacao novamente.
COMPLEXO DE GOLGI
- cisternas (vesículas que brotam do RER) não se comunicam entre si
- capacidade de separar conteúdos e direciona-los
- cisternas fazem modificações bioquímicas
Brotam vesículas do RER, essas vesículas são encaminhadas para a região CIS do Golgi, formando a Rede Cis, essas vesículas se fundem e formam a primeira Cisterna (região de entrada); amadurecem e se tornam cisterna média e por fim cisterna trans.
- Rede Trans: região que faz a separação do conteúdo
RER – Rede Cis – Cisterna CIS – Cisterna Média – Cisterna Trans – Rede Trans
- As proteínas que terminarão de se formar no complexo de Golgi poderão ir para os lisossomos, para a membrana plasmática ou serem secretadas.
Existem três tipos de vesículas cobertas:
Via de formação dos lisossomos
Via