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Unidade II ESTUDOS DISCIPLINARES Citologia Prof. Francisco Kuchinski Ácidos nucleicos Ácidos ribonucleicos – RNAs RNA x enzima x hipótese x DNA x vida na Terra É um único filamento de nucleotídeos com formas diferentes. Em vírus de RNA: há dois filamentos de cadeia complementar. Principais tipos e representações: RNA transportador e/ou de transferência – RNAt e/ou tRNA. RNA mensageiro – RNAm e/ou mRNA. RNA ribossômico – RNAr e/ou rRNA. www. bionelblogspot.com www.blogdoenem.com.br www.educadores.diadia.pr.gov.br Ácido nucleico: RNA transportador – RNAt Constituído por 75 até 90 nucleotídeos RNAt = anticódon Função: transferir / transportar os aminoácidos do citoplasma para os polirribossomos. Para cada aminoácido há um RNAt. Nota: aminoácidos = três bases nitrogenadas: glicina = GGG. RNAt: combinar (aa) e reconhecer o códon no RNAm. Enzima: aminoacil-RNA sintetase – liga o aa no RNAt. Apresenta outras bases nitrogenadas: timina, dimetil-guanina, metilcitosina, ácido pseudouridílico, entre outras. Pontes de hidrogênio se estabelecem entre suas bases. Ácido nucleico: RNA mensageiro – RNAm DNA realiza a transcrição originando o RNAm RNAm = códon. Ação da enzima RNAase II Tamanho é variável: RNAm x proteína. Splicing: RNAm = transcrito 1ª. = íntrons (I) + éxons (E). Ação da hnRNA ou RNAhn= # (tesoura / cola) no Transcrito 1ª. IIIII#EEEEE#IIIII#EEEEE#IIIII#EEEEE#IIIII#EEEEE#IIIII#EEEEE Íntrons são separados dos éxons no núcleo celular. RNAm = códon = 5’ EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE 3’. Íntrons (IIIII) e hnRNA (snRNAs = #) ficam no núcleo celular. Caso do lúpus eritematoso (doença autoimune). Portanto: RNAm (códigos: início / de síntese / de término) 5’ AUG________________________UAA 3’ cap poli = UAA - UAG e UGA. Ácido nucleico: RNA mensageiro – RNAm Introns e éxons www.accssexcellence.org www2.estrellamountain.edu www.lookfordiagnosis.com Ácido nucleico: RNA ribossômico – RNAr RNAr – tipo de RNA de cadeia mais longa RNAr + RNAm = polirribossomos Constitui 80% do RNA da célula eucarionte. Forma os ribossomos: RNAr + proteínas. Há dois tipos. Polirribossomos: ribossomos / RNAr presos no RNAm (10/20). Função dos ribossomos: produção de proteínas (tradução). Localização dos ribossomos: livres e presentes no RE (REG). Tamanho em relação às células procariontes x eucariontes. Ribossomo e subunidades: maior e menor / forma e função. Subunidades apresentam reversibilidade na união. Subunidade maior: 28 S, 5,8 S e 5 S em células eucariontes. Subunidade menor: 18 S em células eucariontes. Mitocôndrias / cloroplastos: RNAr = bactérias. Ácidos nucleicos RNAr – ribossomos / polirribossomos Ribossomo possui três sítios: 2 p/RNAt e 1 p/RNAm www.ebe.ipuc.pt www.djalmasantos.wordpress.com www.icb.ufmg.br www.probiokelinton.wordpress.com Interatividade Enzimas RNA polimerases dos tipos I, II e III relacionam-se com a origem dos diferentes tipos de RNAs. O RNAt depende da RNAase III, O RNAm da RNAase II e o RNAr da RNAase I. O códon é o RNAm. Pergunta-se: em que local age a RNAase II? a) No DNA do núcleo. b) No RNA do núcleo. c) No nucléolo. d) No ribossomo. e) Em proteínas. Resposta Enzimas RNA polimerases dos tipos I, II e III relacionam-se com a origem dos diferentes tipos de RNAs. O RNAt depende da RNAase III, O RNAm da RNAase II e o RNAr da RNAase I. O códon é o RNAm. Pergunta-se: em que local age a RNAase II? a) No DNA do núcleo. b) No RNA do núcleo. c) No nucléolo. d) No ribossomo. e) Em proteínas. Ácidos nucleicos Código genético – síntese proteica Ano 1940 – biólogos Beadle e Tatum: “genes determinavam as características dos seres vivos” / um gene – uma proteína. O gene vai determinar a sequência de aminoácidos da molécula de proteína a ser produzida – isto é o código genético. Aminoácidos = conjunto de três bases nitrogenadas. Quantidade de aminoácidos = vinte (20). A proteína a ser produzida depende de dois processos: 1. Transcrição e 2. Tradução 1. É a transferência de informações do DNA para o RNAm. 2. É a orientação do RNAm para os tipos e sequência dos aminoácidos que vão constituir a proteína. Há participações dos três tipos de RNAs: RNAr, RNAt e o RNAm. Ácidos nucleicos Código genético – síntese proteica Fases: I – iniciação; II – I – ocorre a transcrição gênica sob ação da RNAse II (apenas uma cadeia do DNA serviu de molde). Sequência de bases no RNAm / sequência de bases no DNA*. DNA apresenta Timina e RNA Uracila DNA – AATTGGCCATGC RNAm – UUAACCGGUACG O gene possui um ponto de início e outro de final da transcrição. Região gene promotora = início: AUG (metionina). Região de término = final: UAA – UAG – UGA (sem sentido). Ácidos nucleicos Código genético – síntese proteica Código genético apresenta 64 códons Quatro bases nitrogenadas diferentes (UCAG), combinadas três a três constituem 64 trincas (códons). Há 20 aminoácidos x 64 trincas. Um aminoácido pode ser codificado por mais de uma trinca. Há 61 trincas que codificam aminoácidos. Apenas 3 trincas indicam o final da transcrição gênica. UAA – UAG – UGA. Aminoácido Fenilalanina (Phe): UUU – UUC. Tabela do código genético. Primeira base x segunda base x terceira base. Primeira, segunda e terceira posição na trinca. Ácidos nucleicos Tabela do código genético www.flujogenetica.blogspot.com Ácidos nucleicos Código genético – aminoácidos (moléculas orgânicas) C – H – O – N + S Aminoácidos essenciais* x aminoácidos não essenciais Phe = fenilalanina* His = histidina Leu = leucina* Gln = glutamina Ile = isoleucina* Asn = aspargina Met = metionina* Lys = lisina* Val = valina* Asp = ácido aspártico Ser = serina Glu = ácido glutâmico Pro = prolina Cys = cisteína Thr = treonina* Trp = triptofano* Ala = alanina Arg = arginina Tyr = tirosina Gly = glicina Ácidos nucleicos Aminoácidos constituem as proteínas Ligação peptídica Proteína apresenta átomo de carbono alfa: No carbono alfa ocorre ligação de: - grupo amina (-NH2) - grupo carboxila (-COOH) - átomo de hidrogênio (-H) - grupo radical (-R) Exemplos: na Gli, o -R é o -H, enquanto na Ala, o -R é -CH3. Ligação peptídica: ligação entre dois aminoácidos. Grupo amina da Gli liga-se ao grupo carboxila da Ala. Grupo amina da Gli perde um hidrogênio (-H) e o grupo carboxila da Ala perde um grupo (-OH). Aminoácidos unem-se pelas ligações livres entre o grupo carboxila e o grupo amina, com liberação de uma molécula de água. Essa ligação forma o dipeptídeo. www.aulasuniversitarias.blogspot.com Ácidos nucleicos Aminoácidos constituem as proteínas Ligação peptídica www.aulasuniversitarias.blogspot.com www.brasilescola.com Interatividade No processo da síntese de uma determinada proteína, há etapas de início, alongamento e de término. Pesquisas revelaram que só existe uma trinca de iniciação e três trincas de finalização do processo. Qual é a alternativa que indica corretamente e respectivamente a trinca de iniciação e uma trinca de finalização? a) UGA e AUG. b) UAG e UGA. c) UAA e AUG. d) AUG e UAA. e) AUG e GUA. Resposta No processo dasíntese de uma determinada proteína, há etapas de início, alongamento e de término. Pesquisas revelaram que só existe uma trinca de iniciação e três trincas de finalização do processo. Qual é a alternativa que indica corretamente e respectivamente a trinca de iniciação e uma trinca de finalização? a) UGA e AUG. b) UAG e UGA. c) UAA e AUG. d) AUG e UAA. e) AUG e GUA. Ácidos nucleicos Síntese proteica: tradução gênica Unir aminoácidos com base no códon = formar proteínas. Base do códon = sequência de bases = gene = molde (DNA). Proteína = polipeptídeo = tradução da informação do gene. Participantes da síntese proteica RNAm – ribossomos – aminoácidos – enzimas e diversos RNAt. O ribossomo encaixa-se numa extremidade do RNAm. O ribossomo percorre todo o RNAm e sai pela outra extremidade. Durante o deslocamento dos ribossomos, o RNAt encaixa os aminoácidos conforme o códon. A sequência (informação) contida no RNAm será traduzida como uma sequência de aminoácidos na proteína. Ácidos nucleicos Síntese proteica: tradução gênica www.icb.ufmg.br www.djalmasantos.wordpress.com www.virtual.epm.br Ácidos nucleicos Síntese proteica Fases de iniciação, alongamento e terminação Fase de Iniciação – ocorre associação entre: RNAr + RNAm + RNAt e/ou Ribossomo + códon + anticódon. RNAm apresenta códon de iniciação = AUG (local do início). RNAm prende-se na subunidade menor do ribossomo. RNAm “fixo no citoplasma” x ribossomo “se desloca”. Ribossomo apresenta sítios P e A. RNAt (1) / UAC acopla-se no 1º códon: AUG no sítio P. RNAt (2) / AAA acopla-se no 2º códon: UUU no sítio A. Ribossomo se desloca no RNAm, liberando o sítio P. RNAt(2) /AAA vai para o sítio P, liberando vaga no sítio A. Ácidos nucleicos Síntese proteica Fases de iniciação, alongamento e terminação Fim da Fase de Iniciação Subunidade menor do ribossomo acopla na subunidade maior e, assim, constitui o ribossomo. A subunidade maior, com seus dois sítios P e A, já apresentam os dois primeiros códons: 5’ ____________________________3’ RNAm AUG UUU 3º códon = glicina = GGC AUG = códon de iniciação – corresponde a metionina. UUU = segundo códon – corresponde a fenilalanina. Ínício da Fase de Alongamento Chegada do RNAt (3) no sítio A com o aminoácido que corresponde ao próximo códon = GGC, que é a glicina. Ácidos nucleicos Síntese proteica Fases de iniciação, alongamento e terminação Fase de Terminação Ocorre quando o sítio A do ribossomo atinge um dos códons de terminação existentes no RNAm = UAA – UGA – UAG. UAA – UGA – UAG: não possuem aminoácidos. Agora, o sítio A passa a ser ocupado pela proteína: fator de liberação. Função do fator de liberação “Separar constituintes da síntese proteica”. 1. Ribossomos/RNAr, separando as subunidades maior da menor. 2. RNAm / códon. 3. Proteína. Interatividade Ao deixar o núcleo em direção ao citoplasma, o RNAm transporta um código (o códon) para que seja fabricada uma determinada proteína. Neste código há um sinal de iniciação, um de término, além do conjunto de éxons. Qual é a representação correta do RNAm? a) 5’AUG éxons UAA 3’. b) 3’AUG éxons UAA 5’. c) 5’(poli = AUG) éxons (cap = UAA) 3’. d) 5’(cap = UAA) éxons (poli = AUG) 3’. e) 5’UGA éxons UAG 3’. Resposta Ao deixar o núcleo em direção ao citoplasma, o RNAm transporta um código (o códon) para que seja fabricada uma determinada proteína. Neste código há um sinal de iniciação, um de término, além do conjunto de éxons. Qual é a representação correta do RNAm? a) 5’AUG éxons UAA 3’. b) 3’AUG éxons UAA 5’. c) 5’(poli = AUG) éxons (cap = UAA) 3’. d) 5’(cap = UAA) éxons (poli = AUG) 3’. e) 5’UGA éxons UAG 3’. Seres vivos x células x proteínas Constituição química geral de um ser vivo: 70% a 85% = água; 10% a 15% = proteínas; 2% a 3% = lipídios; 1% = glicídeos; 1% = sais minerais. Proteínas Sequência genética determina sequência de aminoácidos. Aminoácidos constituem as proteínas (composto nitrogenado). Proteínas estruturais: células / tecidos / órgãos. Colágeno. Proteínas ativadoras e reguladoras (enzimas). Proteínas transportadoras (de membrana e de gases). Proteínas + ácidos nucleicos = nucleoproteínas (cromossomos). Proteínas x hidrólise = proteoses / peptonas / polipeptídeos. Classificação das proteínas “simples e complexas / conjugadas” Simples São formadas só por cadeias de aminoácidos. Albumina: solúvel em água. Presente no plasma sanguíneo. Globulinas: insolúveis em água (IgE – IgA – fibrinogênio); solúveis em solução hipotônica de sais. Histonas: não se encontram em estado livre (nucleoproteínas). Proteínas exclusivas de vegetais Prolaminas: insolúveis em água e em solução hipotônica / sais; solúveis em solução de álcool 70% (hordeína / cevada, gliadina do centeio, seína do milho. Glutelinas: solúveis em álcalis (glutenina / trigo). Classificação das proteínas “simples e complexas / conjugadas” Complexas / conjugadas Cadeias polipeptídicas + radical (Grupo Prostético – GP). Nucleoproteínas: GP = ácido nucleico: DNA ou RNA. Ex.: histonas, telomerases. Glicoproteínas: GP = carboidratos / glicídios. Ex.: colágeno, protrombina, glicocálice, mucopolissacarídeos, Ig, FSH, LH, HCG, laminina, entactina, tenascina. Cromoproteínas: GP = pigmento. Hemoglobina / mioglobina. Ex.: Hb e mioglobina (facilita transporte / armazena de O2). Lipoproteínas x fosfoproteínas x metaloproteínas (m. plasmática / vitelo) x caseína (leite) x metaloenzimas. Classificação das proteínas “fibrosas e globulares” Fibrosas: são insolúveis, apresentam-se com moléculas desenroladas. Portanto, são filamentosas. Possuem um só tipo de estrutura – 2ª. Ex.: fibrina, queratina, colágeno, miosina. Globulares: são solúveis, apresentam-se com moléculas bem enroladas, com forma esférica. Constituem-se no maior número de proteínas. Ex.: hemoglobina (Hb), IgA, IgD, IgE, IgM, enzimas. Células x proteínas Caracterização da ultra estrutura de célula secretora de proteína, ao nível da microscopia eletrônica de transmissão (MET). Exemplo: plasmócito – produz anticorpos (imunoglobulinas – IgE). Junqueira e Carneiro. Histologia Básica – Edta Gen/Guanabara Koogan – 12Ed. R.Janeiro Células x proteínas Caracterização citológica / histológica e histoquímica de uma célula secretora de proteínas ao nível da microscopia de luz e/ou da microscopia óptica. Exemplo: célula acinosa pancreática – produz o suco pancreático (enzimas: amilase, lipase, tripsinogênio, nucleases). Fotos do autor Bioquímica x biologia molecular Proteínas – dados da citologia RNAm formado só possui éxons. Caso do splicing. Éxons podem formar diferentes RNAm: Éxons 1 + éxons 2 + éxons 3 + éxons 4 = RNAm (I) Éxons 1 + éxons 3 + éxons 4 = ´ = RNAm (II) Organismos inferiores x antibióticos x bactérias: 1. Cloranfenicol: impede ligações peptídicas. 2. Tetraciclina: impede a entrada do RNAt no sítio A. 3. Qriromicina: inibe fatores de alongamento. 4. Puromicina*: ocupa o sítio A, cadeia sem RNAt. 5. Estreptomicina: afeta o início da tradução. 6. Eritromicina: bloqueia translocação do RNAm. Interatividade As células eucariontes produzem proteínas pelos ribossomos localizados no retículo endoplasmático (REG/RER), como também pelos ribossomos livres do citoplasma. Ribossomos mitocondriais também produzem proteínas mitocondriais. Pergunta-se: quem produz proteínas de exportação, isto é, as que são secretadas pela célula (que saem da célula)? a) Ribossomos livres. b) REGranular(REG) ou RERugoso (RER). c) Ribossomos livres e ribossomos do REG. d) Ribossomos livres, do RER e mitocondriais. e) Apenas ribossomos mitocondriais e livres. Resposta As células eucariontes produzem proteínas pelos ribossomos localizados no retículo endoplasmático (REG/RER), como também pelos ribossomos livres do citoplasma. Ribossomos mitocondriais também produzem proteínas mitocondriais. Pergunta-se: quem produz proteínas de exportação, isto é, as que são secretadas pela célula (que saem da célula)? a) Ribossomos livres. b) REGranular (REG) ou RERugoso (RER). c) Ribossomos livres e ribossomos do REG. d) Ribossomos livres, do RER e mitocondriais. e) Apenas ribossomos mitocondriais e livres. ATÉ A PRÓXIMA! Slide Number 1 � Ácidos nucleicos� Ácidos ribonucleicos – RNAs� RNA x enzima x hipótese x DNA x vida na Terra� Ácido nucleico: RNA transportador – RNAt� Constituído por 75 até 90 nucleotídeos� RNAt = anticódon Ácido nucleico: RNA mensageiro – RNAm� DNA realiza a transcrição originando o RNAm� RNAm = códon. Ação da enzima RNAase II � Ácido nucleico: RNA mensageiro – RNAm� Introns e éxons� Ácido nucleico: RNA ribossômico – RNAr� RNAr – tipo de RNA de cadeia mais longa� RNAr + RNAm = polirribossomos � Ácidos nucleicos� RNAr – ribossomos / polirribossomos� Ribossomo possui três sítios: 2 p/RNAt e 1 p/RNAm� Interatividade Resposta � Ácidos nucleicos� Código genético – síntese proteica� � Ácidos nucleicos� Código genético – síntese proteica� Ácidos nucleicos� Código genético – síntese proteica� Código genético apresenta 64 códons � Ácidos nucleicos� Tabela do código genético� Ácidos nucleicos� Código genético – aminoácidos (moléculas orgânicas)� C – H – O – N + S � Ácidos nucleicos� Aminoácidos constituem as proteínas� Ligação peptídica� � Ácidos nucleicos� Aminoácidos constituem as proteínas� Ligação peptídica� Interatividade Resposta ��� Ácidos nucleicos� Síntese proteica: tradução gênica��� ��� Ácidos nucleicos� Síntese proteica: tradução gênica��� ��� Ácidos nucleicos� Síntese proteica� Fases de iniciação, alongamento e terminação��� ��� Ácidos nucleicos� Síntese proteica� Fases de iniciação, alongamento e terminação��� ��� Ácidos nucleicos� Síntese proteica� Fases de iniciação, alongamento e terminação��� Interatividade Resposta Seres vivos x células x proteínas Classificação das proteínas� “simples e complexas / conjugadas” Classificação das proteínas� “simples e complexas / conjugadas” Classificação das proteínas� “fibrosas e globulares” � Células x proteínas� � Células x proteínas� Bioquímica x biologia molecular� Proteínas – dados da citologia Interatividade Resposta Slide Number 35
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