Aula 5 Princípios de biologia ok

Prévia do material em texto

PRINCÍPIOS DE BIOLOGIA 
MOLECULAR MICROBIANA
MICROBIOLOGIA BÁSICA
PROF.MARIANA CALDEIRA RODRIGUES
Por quê somos tão diferentes??
Por quê somos tão diferentes??
Variedade de características
morfológicas, fisiológicas e
ecológicas dos diversos
grupos de microrganismos é
controlada pela sua
constituição genética em
interação com o ambiente do
qual fazem parte.
Como surgiu toda essa diversidade?
Como resultado da evolução: mutações e 
recombinação genética que ocorrem nos 
microrganismos que são capazes de viver em vários 
habitat.
Novo habitat: fica sujeito à 
colonização quer pelos 
organismos pré-existentes 
quer por novos 
microrganismos que tenham 
surgido por mutação genética.
Os microrganismos 
mais aptos para 
crescer e proliferar 
estabelecem-se nesse 
novo habitat.
Assim, o ambiente está 
constantemente a selecionar 
os indivíduos mais 
adaptados.
VISÃO GERAL - conceitos
 GENÉTICA: ciência da hereditariedade. Estudo do que são os
genes, como eles transportam informação, como são replicados e
passados para as gerações seguintes de células ou transmitidos
entre organismos, e como a expressão de sua informação dentro
de um organismo determina as características particulares
daquele organismo.
 GENOMA: informação genética em uma célula.
 CÓDIGO GENÉTICO: grupo de regras que determina como uma
sequência de nucleotídeos é convertida na sequência de
aminoácidos de uma proteína. (relação entre os códons e os aa)
CROMOSSOMOS: estruturas contendo
DNA que transportam fisicamente a
informação hereditária; os cromossomos
contém os genes.
 A informação armazenada no
DNA é arranjada em unidades
hereditárias, agora conhecido
como GENES, que controlam
características identificáveis de
um organismo.
 GENÓTIPO: composição genética de
um organismo, a informação que codifica
todas as características particulares do
organismo. Representa as propriedades
potenciais, mas não as propriedades em
si. Em termos moleculares, o genótipo de
um organismo é sua coleção de genes,
todo o seu DNA.
 FENÓTIPO: propriedades reais,
expressas, como a capacidade do
organismo de realizar uma reação química
em particular. O fenótipo, então, é a
manifestação do genótipo.
12 de setembro de 2016Tema da Apresentação 8
VISÃO GERAL
 ÁCIDOS NUCLEICOS: macromoléculas que contém a informação
para a determinação da sequência de aminoácidos (estrutura e
função de todas as proteínas de uma célula).
 ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (DNA): macromolécula
composta de unidades repetidas denominadas nucleotídeos.
Contém todas as informações necessárias para construir as
células e tecidos de um organismo.
Existem dois tipos
bastante conhecidos
de ácidos nucléicos: o
DNA e o RNA
Na composição do
DNA, temos a
formação da maior
macromolécula
celular, toda ela
formada por
nucleotídeos.
VISÃO GERAL
 Cada nucleotídeo consiste em uma base nitrogenada (adenina, timina,
citosina ou guanina), uma desoxirribose (um açúcar pentose) e um
grupo fosfato.
ÁCIDO
DESOXIRRIBONUCLEICO
= DNA
ÁCIDO 
RIBONUCLEICO = 
RNA
ESTRUTURA DO DNA
 A estrutura do DNA fornece um mecanismo para
hereditariedade.
 Genes transportam informação biológica que deve ser copiada
com precisão para a transmissão para a próxima geração, cada
vez que uma célula se divide para formar duas células filhas.
 DNA codifica a informação através da ordem, ou sequência,
dos nucleotídeos ao longo de cada vertente.
VISÃO GERAL
 O DNA dentro de uma célula existe como longos filamentos de
nucleotídeos, retorcidos em pares, para formar uma hélice dupla.
 Cada filamento possui uma fileira alternando açúcar e grupo
fosfato (seu esqueleto de açúcar-fosfato) e uma base nitrogenada
aderida a cada açúcar no esqueleto.
 As duas fitas são mantidas juntas por ligações de hidrogênio
entre suas bases nitrogenadas.
 Os pares de bases sempre ocorrem de modo específico: a
adenina sempre pareia com a timina, e a citosina sempre pareia
com a guanina.
12 de setembro de 2016Tema da Apresentação 14
 Todas as vezes que uma célula se divide para produzir células filhas,
o DNA precisa se duplicar ou replicar dando origem a uma nova
molécula de DNA (ANTES DA DIVISÃO CELULAR) com a mesma
sequência de bases existente na original, assegurando, assim, que
as funções que executam serão idênticas.
 A replicação do DNA envolve a separação das duas fitas parentais e a
produção de duas novas fitas, tendo as parentais como molde.
 Cada nova molécula de DNA contém uma fita parental e uma fita
recém-sintetizada, caracterizando a replicação semiconservativa.
REPLICAÇÃO OU DUPLICAÇÃO DO DNA
A capacidade das células para manter um elevado grau de 
ordem num universo caótico depende da duplicação exata 
de grandes quantidades de informação genética realizada 
sob a forma química de DNA.
REPLICAÇÃO OU DUPLICAÇÃO DO DNA
REPLICAÇÃO OU DUPLICAÇÃO DO DNA
12 de setembro de 2016Tema da Apresentação 19
Transcrição
SÍNTESE DE PROTEÍNA - transcrição
Embora a maioria dos genes codifique proteínas, os produtos 
finais de alguns genes são moléculas de RNA. 
 A transcrição consiste na síntese de RNA usando DNA como
molde.
 O processo é realizado por um complexo enzimático cuja
enzima chave é a RNA polimerase, composta de várias
subunidades e que realiza a polimerização do RNA a partir de
um molde de DNA.
 A RNA polimerase nos procariotos é única, enquanto nos
eucariotos são três - RNA polimerase I, II e III.
SÍNTESE DE PROTEÍNA - transcrição
 Os RNAs formados durante a transcrição podem ser de três tipos:
1) mRNA (mensageiro)- “Informa” ao ribossomo a sequência de
aminoácidos de uma proteína.
Ocorre a 
transcrição 
para ler a 
cadeia molde
Cria um mRNA
Será lido 
pelos 
ribossomos 
no citoplasma
OCORRE A
FORMAÇÃO
DA
PROTEINA
SÍNTESE DE PROTEÍNA - transcrição
 rRNA (ribossômico)- São componentes estruturais dos
ribossomos. Os ribossomos são organelas constituídas de
várias proteínas e são responsáveis pela síntese proteica.
 tRNA (transportador)- Cada tRNA se liga a um aminoácido e
o transporta até um ribossomo durante a síntese. Os tRNA
possuem na sua extremidade uma sequência de 3 nucleotídeos
chamados anticódon, que são complementares a 3
nucleotídeos no mRNA chamados códons.
SÍNTESE DE PROTEÍNA - transcrição
 Os RNAs produzidos nas células procarióticas e eucarióticas são
moléculas de uma única fita composta de nucleotídeos de adenina,
guanina, citosina e uracila.
 As enzimas responsáveis pela síntese dos RNAs são denominadas de
RNA polimerases.
SÍNTESE DE PROTEÍNA - transcrição
Para que ocorra transcrição deve acontecer os seguintes
fenômenos:
1.Presença de uma enzima: a RNA polimerase;
2.As pontes de hidrogênio se desfaçam; as duas fitas de DNA se 
afastem;
3.Nucleotídeos livres de RNA encaixem-se apenas numa das fitas 
de DNA, chamada fita ativa;
4.A molécula de RNA (fita única) destaque-se de seu molde de DNA 
e migre para o citoplasma;
5.As duas fitas de DNA tornem a parear, reconstituindo a molécula 
original.
SÍNTESE DE PROTEÍNA - transcrição
Em um eucarioto, o DNA nunca deixa o núcleo, de modo que suas
informações devem ser copiadas. Esse processo de cópia é chamado de
transcrição, e a cópia, de mRNA. A transcrição ocorre no citoplasma
(procarioto) ou no núcleo (eucarioto).
A transcrição é realizada por uma enzima chamada RNA-polimerase. Para 
formar o RNAm, o RNA-polimerase:
1. Liga-se ao filamento de DNA em uma sequência específica do gene
chamada promotor.
2. Desenrola e desprende os dois filamentosde DNA.
3. Utiliza um dos dois filamentos de DNA como guia ou modelo.
4. Corresponde os novos nucleotídeos a seus complementos no filamento
de DNA (G com C, A com U - lembre-se de que o RNA possui uracila (U), e não
timina (T)).
5. Une esses novos nucleotídeos de RNA para formar uma cópia
complementar do filamento de DNA (RNAm).
6. Interrompe quando encontra uma sequência de terminação de bases
(códon de terminação).
SÍNTESE DE PROTEÍNA - transcrição
SÍNTESE DE PROTEÍNA - transcrição
 Sequência promotora: local onde a RNA polimerase
começa a transcrição.
 Sequência terminal: local onde a RNA polimerase para a
transcrição, liberando tanto a fita molde de DNA e a
molécula de RNA mensageiro recém sintetizada.
SÍNTESE DE PROTEÍNA - transcrição
SÍNTESE DE PROTEÍNA 
 A cópia em atividade da sequência (RNAm) deve ir para o local da
construção, onde os trabalhadores criarão a nova proteína. Se a célula
for procariótica (ex: bactéria E. coli), então, o local é o citoplasma. Se a
célula for eucariótica (ex: célula humana), então, o mRNA deixa o
núcleo através de grandes furos na membrana nuclear (poros nucleares)
e segue para o retículo endoplasmático, no citoplasma.
SÍNTESE DE PROTEÍNAS
SÍNTESE DE PROTEÍNA - tradução
• Síntese de proteínas ou tradução - corresponde à etapa
final da transferência de informação genética, armazenada
no DNA, para as moléculas de proteínas, que são os
principais componentes estruturais e funcionais das células
vivas.
• Durante a tradução essa informação, expressa em um RNA,
é utilizada para comandar a síntese de uma proteína.
SÍNTESE DE PROTEÍNA - tradução
 O códon de iniciação é sempre o mesmo, AUG (linguagem genética), e
corresponde ao aminoácido metionina (linguagem de proteína)=
TRADUÇÃO.
No processo de iniciação a porção menor do ribossomo associa-se ao
RNAt da metionina e juntos passam a percorrer a molécula de RNAm até
encontrar o códon AUG.
 A metionina é, portanto, o primeiro aminoácido da cadeia polipeptídica.
Sequencia de 
códon CGA
Aminoácido 
ARG= arginina
SÍNTESE DE PROTEÍNA - tradução
SÍNTESE DE PROTEÍNA - tradução
SÍNTESE DE PROTEÍNA 
 EM PROCARIOTOS A
TRANSCRIÇÃO E A
TRADUÇÃO OCORREM
NO CITOPLASMA.
SÍNTESE DE PROTEÍNA – dogma central 
da genética molecular 
Transferência de informação do DNA 
para o RNA e do RNA para as proteínas
PENSE...