Aula 5 REPLICAÇÃO E TRANSCRIÇÃO GÊNICAS

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SDE0010 – GENÉTICA 
Aula 5: REPLICAÇÃO E TRANSCRIÇÃO GÊNICAS 
Genética 
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Conteúdo desta aula 
HISTÓRICO E 
DEFINIÇÃO DE GENE 
1 
A REPLICAÇÃO (OU DUPLICAÇÃO ) 
 DO DNA 
3 
PRÓXIMOS 
PASSOS 
PROJETO GENOMA HUMANO 
2 
MODELOS DE REPLICAÇÃO DO DNA 
4 
DIFERENÇAS ENTRE 
DNA E RNA 
 
5 
A TRANSCRIÇÃO E 
PROCESSAMENTO DO RNA 
6 
Genética 
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Histórico 
O Botânico dinamarquês Wilhelm Johannsen foi o 
primeiro a usar a palavra "gene", em 1909, para descrever 
as unidades fundamentais da hereditariedade. 
Em 1910, Thomas Hunt Morgan mostrou que os genes 
estavam presentes em cromossomos. 
No século XX, estudos focaram na estrutura física do DNA 
e nos processos de replicação e transcrição do RNA. 
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Definição de gene 
Frequentemente é um segmento do DNA que possui a 
informação para a produção de uma proteína. 
Proteínas são sintetizadas em duas etapas: a 
transcrição, onde o gene serve como molde para a 
síntese de RNA, e a tradução, onde a sequência de 
nucleotídeos do RNAm é traduzida em proteína. Um 
gene pode ser maior que a sequência de RNAm que 
será definitivamente traduzida. 
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Projeto Genoma Humano 
Foi fundado em 1990 pelo Instituto Nacional de 
Saúde estadunidense (NIH) e constituiu um 
esforço internacional para o mapeamento do 
genoma humano e as sequências de todos os 
nucleotídeos. 
O projeto finalizou em 2003, com o 
sequenciamento de 99% do genoma humano. 
No entanto, ainda é preciso saber o número de 
genes. Estima-se cerca de 25 mil. 
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Projeto Genoma Humano 
Considerando o paradigma central (um gene – uma proteína), 25 mil genes, seriam 25 mil 
proteínas correspondentes. Mas este número de proteínas parece ser insuficiente para toda as 
funções processadas dentro das células humanas. 
Uma resposta a esta questão é encontrada em duas particularidades dos genes de eucariotos: 
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Projeto Genoma Humano 
Alguns genes são capazes de gerar várias proteínas, não sendo necessariamente um gene para 
cada proteína formada, e além disso, após a tradução, muitas modificações podem acontecer em 
uma proteína. 
É estimado que, a partir dos 25 mil genes, podem ser codificadas mais de um milhão de proteínas 
diferentes. 
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A Replicação (ou duplicação) do DNA 
Replicação: é a duplicação do DNA que ocorre no 
núcleo (eucariota), durante o período “S” da interfase. 
A replicação é semiconservativa, tendo em vista que, 
ao final, há duas duplas hélices que contêm, cada 
uma, uma fita da molécula parental e uma nova fita de 
DNA recentemente sintetizada. 
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A Replicação (ou duplicação) do DNA 
A replicação do DNA começa por meio da ação da 
enzima helicase que separa a dupla fita do DNA 
quebrando as pontes de hidrogênio, e cada uma das 
fitas vai servir de molde para a produção de uma nova 
fita. 
As novas cadeias são construídas pela enzima DNA 
Polimerase. A construção segue a ordem 5’ para 3’. 
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A Replicação (ou duplicação) do DNA 
Para um dos moldes ou fita líder, a construção da nova fita 
é contínua, já na outra fita ou filamento retardatário, 
formam-se vários fragmentos de DNA, sintetizados pela 
ação da DNA Polimerase, e que são chamados de 
fragmentos de Okazaki. 
Depois a enzima DNA ligase liga cada um desses 
fragmentos, levando à formação de mais uma nova fita. 
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A Replicação (ou duplicação) do DNA 
Há cerca de 20 tipos de DNA polimerases, e são agrupadas em quatro famílias: A, B, X e Y. Grande 
parte promove a replicação do DNA e há aquelas que também assumem ação reparadora, 
eliminando a incorporação errada de nucleotídeos na nova fita de DNA. 
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Modelos de replicação do DNA 
Havia três modelos de replicação do DNA: o 
conservativo, o dispersivo e o semi-conservativo. 
No modelo conservativo, o DNA parental é 
preservado, e as cópias de DNA contêm duas fitas 
novas. 
No modelo dispersivo, as duas fitas filhas continham 
segmentos misturados de DNA recém-sintetizado com 
o DNA parental. 
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Modelos de replicação do DNA 
No semiconservativo, uma das fitas parentais será 
parte da dupla hélice nova. 
Com a realização de experimentos utilizando cultura 
de bactérias, isótopos de nitrogênio e gradiente de 
densidade de Cloreto de Césio foi possível mostrar 
que o modelo semi-conservativo, é o que mais está 
de acordo com a realidade. 
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Diferenças entre DNA e RNA 
O DNA apresenta nucleotídeos constituídos por uma 
desoxirribose, uma base nitrogenada (adenina, timina, 
citosina ou guanina) e um grupo fosfato. O estado nativo 
do DNA é uma dupla hélice, sendo que suas cadeias 
polinucleotídicas correm em sentidos opostos (uma 3’→ 
5’e a outra 5’→ 3’), mantendo-se juntas por pontes de 
hidrogênio entre os pares de bases A↔T e C↔G. 
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Diferenças entre DNA e RNA 
O RNA apresenta nucleotídeos constituídos por 
uma ribose, uma base nitrogenada que pode ser 
adenina, uracila, citosina ou guanina, e um grupo 
fosfato. Na maioria dos organismos, o RNA está 
presente como uma fita simples, diferente do DNA. 
 
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Diferenças entre DNA e RNA 
O DNA leva a informação química que permite a transmissão exata da informação genética de uma 
célula para as suas células filhas. O DNA dirige a síntese e a sequência de nucleotídeos do RNA. Ao 
mesmo tempo, a estrutura primária do DNA determina as sequências de aminoácidos que 
constituem as proteínas, através do RNA. 
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Diferenças entre DNA e RNA 
O RNA dirige a sequência de aminoácidos nas proteínas e sua síntese. Há três tipos de RNA com 
funções distintas: o RNAm (mensageiro) que determina a sequência de aminoácidos em uma nova 
proteína; RNAr (ribossômico), que constitui os ribossomos em conjunto com algumas proteínas, e o 
RNAt (de transferência) que transporta aminoácidos específicos até o RNAm. 
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A transcrição do DNA em um RNA 
A transcrição de um segmento do DNA em uma fita de RNA é feita pela RNA polimerase, que 
reconhece sequências específicas do DNA, conhecidas como promotoras (por serem sequências de 
nucleotídeos que promovem o início da transcrição). Em eucariotos, há três RNA polimerases (I, II e 
III) que participam da produção de RNAr, RNAt e RNAm. 
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A transcrição do DNA em um RNA 
A maioria dos genes é transcrita pela RNA polimerase II, que nunca inicia a transcrição sozinha. 
Elas precisam de fatores regulatórios como, por exemplo, as sequências promotoras que são uma 
variedade de sequências encontradas próximas dos genes e fatores de transcrição que 
reconhecem os promotores e se ligam a eles, guiando e ativando a RNA polimerase. 
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A transcrição do DNA em um RNA 
A RNA polimerase II reconhece frequentemente 
os promotores denominados TATA box ou sua 
variante TATAAA. Para que um gene seja 
transcrito pela RNA polimerase II é necessária a 
ligação de vários fatores de transcrição, 
formando um complexo de pré-iniciação que 
inclui os fatores TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF e 
TFIIH. 
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A transcrição do DNA em um RNA 
Uma única fita da dupla fita de DNA é usada como 
molde para a síntese de RNA. A dupla fita ligada à 
RNA polimerase se abre de modo que uma seja 
usada para produção do RNA. O transcrito de RNA é 
complementar à fita molde de DNA e com a mesma 
sequência de bases (apenas troca timina por 
uracila) da fita não molde. Esta fita é chamada de 
fita sense e, a fita molde, antisense. 
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Processamento do RNA 
Nos eucariotos, o transcrito primário é clivado em 
determinadas posições na extremidade 3’; uma longa 
sequência de denosinas (cauda poli-A) região 3’ e um 
capping pela adição de guaninas na extremidade 5’. 
Depois os íntrons são retirados e os éxons são ligados 
um ao outro (splicing). O transcrito inicial resulta em 
uma fita não codificante de RNA (RNAr e RNAt) ou um 
RNAm. 
 
Assuntos da próxima aula: 
1. Descoberta do código 
genético; 
2. O código genético e tradução; 
3. Controle da expressão gênica; 
4. Mutação; 
5. Mecanismos de reparo.