Auala. Replicação DNA e sisntese proteica 17

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Replicação DNA
Profa.: Kátia C.S. Felix, D.Sc.
CURSO: ENFERMAGEM
Genética Humana
Replicação ou duplicação do DNA
• Objetivo: Gerar cópias (Mitose ou meiose)
• É um processo Semiconservativo
• Enzimas envolvidas
• Topoisomerase 
• Helicase (Rompimento das Pontes de Hidrogênio).
• Primase
• DNApolimerase – Encaixe de novos nucleotídeos obedecendo a 
correspondência: A e T e C e G.
• Ligase
Replicação ou duplicação do DNA
Replicação ou duplicação do DNA
DNA parental
Replicação do DNA é semiconservativa
Propriedades da Replicação
a) O DNA é a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação.
b) A duplicação do DNA ocorre sempre quando uma célula vai se dividir.
c) Ocorre durante a fase S da intérfase.
d) É do tipo semiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas
vinda da molécula original e outra fita recém sintetizada.
Replicação ou duplicação do DNA
Replicação ou duplicação do DNA
Como as bases são levadas para o molde da dupla de DNA?
• Kornberg em 1959 – DNA polimerase (DNA polimerase I)
• Trifosfato de desoxirribonucleotídeos (dATP, dGTP, dCTP e dTTP)
dCTP 
• Três DNA polimerases em E. coli 
• DNA polimerase III efetua a maioria 
da síntese de DNA
DNA polimerase
• Enzima que catalisa a reação de síntese do DNA
• Adiciona nucleotídeos trifosfato à extremidade 3’ 
OH livre
• Alongamento da cadeia de DNA sempre é feito na 
direção 5’  3’ (endonuclease 5’  3’)
• Incapaz de fazer DNA do zero (precisa ter 
extremidade 3’ OH livre)
• Possui mecanismo de correção de erros 
(endonuclease 3’  5’) 
Replicação ou duplicação do DNA
Tipos de DNA polimerase
Replicação ou duplicação do DNA
• DNA polimerase I
- Descoberta em 1956 (Kornberg - pai)
- Função precisa descoberta apenas em 1969: 
remove o primer de RNA da fita descontínua
• DNA polimerase III
- Descoberta em 1970 (Kornberg - filho)
- Principal enzina que realiza a replicação em 
procariotos
• DNA polimerase II
- Lenta, envolvida em reparo do DNA
A replicação do DNA ocorre em duas etapas:
a) Separação das bases nitrogenadas.
b) Inserção e pareamento de novos nucleotídeos 
em cada fita pela DNA polimerase
R
e
p
lic
aç
ão
 d
o
 D
N
A
A Enzima DNA polimerase capta nucleotídeos e 
os unem, conforme o pareamento: A-T / G-C
Para este processo ocorrer é necessário 
energia! De onde será que vem essa 
energia?
Essa energia liberada é então utilizada pela 
Enzima DNA polimerase para unir um 
nucleotídeo ao outro.
Energia
Replicação
Helicase
Abrir a fita 
dupla pela 
quebra das 
pontes de 
hirogênio 
Proteínas de 
ligação
Estabilizam 
os 
filamentos 
separados
Primase
Adiciona 
um primer 
curto ao 
filamento 
molde
Ligase
Une os 
fragmentos 
de Okazaki e 
fecha outros 
cortes no 
arcabouço 
açúcar-fosfato
DNA 
polimerase
Liga 
nucleotídeos 
para formar 
novos 
filamentos
Replicação ou duplicação do DNA
Enzimas envolvidas na replicação do DNA
Por ser muito extenso o DNA é aberto em 
locais específicos chamados Origens de 
replicação.
As origens de replicação formam “bolhas 
de replicação” que avançam para os dois 
lados simultâneamente.
Por isso a replicação do DNA é dita 
Bidirecional
A medida que vão avançando elas vão se 
encontrando até duplicar o DNA inteiro.
Semiconservativa
Origem de Replicação
Replicação ou duplicação do DNA
1. A enzima DNA polimerase não é capaz de iniciar 
uma fita a partir do nada
2. As DNA’s polimerase necessitam de uma fita 
inicializadora auxiliar (primer)
3. Uma enzima chamada primase confecciona o 
primer para que a DNA polimerase possa iniciar a 
duplicação do DNA
Replicação ou duplicação do DNA
Início da Replicação
Sentido de Alongamento do DNA: 5’ 3’
• A DNA polimerase percorre o DNA sempre no sentido 5’  3’
• Dessa maneira o DNA novo só pode crescer neste sentido 5’  3’
Replicação ou duplicação do DNA
Etapas da duplicação
1) Na frente vai a enzima Topoisomerase, que relaxa a dupla hélice,
seguido da Helicase, que quebra as pontes de hidrogênio, abrindo a
dupla hélice.
2) A fita de cima é chamada fita líder pois se encontra na orientação
correta 3’  5’ para atuação da DNA pol (5’  3’) e a fita de baixo
chamada de fita descontinua ou retardatária, pois encontra-se no
sentido de orientação contraria 5’ 3’ de atuação da DNA pol
3) Na medida que a helicase vai abrindo a dupla
hélice, a primase adiciona um segmento curto de
RNA, chamado de primer no inicio da fita molde (3’-
5’), que reconhecido pela DNApol vai sintetizando a
fita líder. O primer será depositado na fita
descontinua 5’-3’ ao passo que a helicase abre a fita
4) Na fita retardada, a DNApol alonga esta fita no
sentido contrário à helicase.
5) Dessa maneira, a fita retardada é sintetizada de
trechos em trechos a partir de primers formando
vários fragmentosde DNA, chamados de fragmentos
de Okazaki.
6) No final do processo: Os primers da fita retardada
são removidos da fita de DNA, pela DNA polimerase
I, e os fragmentos unidos pela DNA ligase.
• Ataxia de Friedreich's
– dano progressivo no sistema nervoso (problemas musculares, 
na fala, doenças cardíaca e diabetes)
– A sequência GAA TTC se repete, quando existem mais de 40 
repetições, o indivíduo apresenta a doença
- Défice da proteína frataxina proteína mitocondrial 
envolvida em diferentes mecanismos responsáveis pelo 
metabolismo do ferro
Doenças causadas por problemas no 
mecanismos de replicação
Replicação ou duplicação do DNA
• Xeroderma pigmentosum
– envelhecimento precoce 
– aumento na incidência de câncer
– Falha no mecanismo de reparação do DNA 
causado pela luz UV
Doenças causadas por problemas no 
mecanismos de replicação
Replicação ou duplicação do DNA
Síntese de 
proteína
CURSO: ENFERMAGEM
Genética Humana
Síntese de proteína
Visão Geral
Em resumo: A Síntese de 
Proteínas consiste em unir 
aminoácidos de acordo com a 
sequência de códons presentes 
no RNAm
A síntese de proteínas contém
duas etapas:
1) Transcrição (núcleo)
DNA  RNA
2) Tradução (citoplasma)
Formação do Polipeptídio
Síntese proteica
Estrutura gênica 
• Objetivo: Gerar o RNA
• Ocorre no núcleo
• Enzima envolvida: 
• RNA polimerase
• Forma as moléculas de RNA tendo 
como molde uma das fitas do 
DNA
TRANSCRIÇÃO
• Um fragmento de DNA (gene) é utilizado como molde para
confeccionar moléculas de RNA
• Gene: É um trecho do DNA que pode ser transcrito em RNA
• Os RNA’s formados podem ser de três tipos:
• RNAm (mensageiro)
• RNAt (transportador)
• RNAr (ribossômico)
TRANSCRIÇÃO
Para cada tipo de RNA há uma 
RNA-polimerase diferente
rRNA  RNA polimerase I
mRNA  RNA polimerase II
tRNA  RNA polimerase III
TR
A
N
SC
R
IÇ
Ã
O
A RNA polimerase se 
liga ao promotor e 
abre a dupla hélice 
do DNA e inicia o 
processo de 
transcrição!!!
A transcrição do RNA 
a partir do DNA 
ocorre em três 
estágios:
1. Iniciação
2. Alongamento
3. Término
• A síntese de RNA começa em regiões do DNA chamadas de promotoras -
sequências específicas reconhecidas pela RNA polimerase - que 
direcionam a transcrição de genes
• Essas sequências podem ser bastante variáveis, porém, mantêm 
conservadas regiões responsáveis pela função promotora 
• Essas regiões (também conhecidas como sequências de consenso) estão 
presentes a cerca de 10 e 35 pares de bases acima 
do ponto de início da transcrição. Em procariotos São elas: 5’ TATATT 3’ 
e 5' TTGACA 3’, respectivamente 
• Nos eucariotos a principal região promotora é conhecida como TATA box
• Uma importante etapa na iniciação da transcrição é a abertura da dupla 
fita de DNA(desenovelamento), que é feito rompendo-se as ligações entre 
as bases das duas fitas
TRANSCRIÇÃO 
INICIAÇÃO
Fator de 
transcrição 
Fatores de Transcrição: são proteínas 
responsáveis por se ligar a sequências 
específicas de DNA (promotores) que 
caracterizem o local de início da transcrição e 
recrutar a RNA polimerase a esses sítios
• TFIID (Transcription Factor IID), se liga ao TATA 
box através de sua subunidade TBP (TATA 
Binding Protein ). 
• O TFIID recruta então o TFIIA, seguido pelo 
TFIIB. 
• A RNA polimerase ligada ao TFIIF e TFIIE junta-
se ao TFIIH e aos outros fatores, formando o 
complexo de transcrição.
• A RNA-polimerase atua apenas em uma das fitas de DNA.
• A fita utilizada é sempre a mesma e denominada fita 
codificante ou ativa.
• A RNA-polimerase encaixa ribonucleotídeos, produzindo uma 
única fita de RNA, complementar à fita de DNA que serve de 
molde.
• Por isso é importante que a RNA-polimerase atue em apenas 
uma fita, pois RNAs diferentes serão produzidos a partir da 
transcrição de fitas distintas do DNA.
TRANSCRIÇÃO 
ALONGAMENTO 
TERMINAÇÃO
TRANSCRIÇÃO 
• O RNA recém-formado vai se desligando do DNA que lhe serviu 
de molde.
• Quando chega ao final do gene (há uma sequência que o 
indica) a RNA-pol se desprende do DNA e a molécula de RNA é 
liberada.
• A molécula de DNA é pareada e se fecha.
Transcrição 
• O mRNA recém formado chamado de pré- mRNA ou hnRNA, passa por um 
processo de processamento para remoção dos íntrons 
• Proteínas e snRNA remove as segmentos de íntrons presente no hnRNA, por um 
processo chamado de edição, posteriormente os éxons resultantes são ligados 
• A fita de mRNA é protegida na extremidade 5’ por um CAP (metilação) e uma 
calda poli A (-AAAAAAAAAAA) na extremidade 3’, finalizando o processamento 
do mRNA
• O mRNA é então encaminhado para o citoplasma, para a próxima etapa da 
síntese proteica 
TERMINAÇÃO – SEQUÊNCIA RICA EM GA 
Processamento (splicing) do RNA-m
• Ocorre somente em células eucariotas.
• As sequências de DNA que serão expressas são chamadas de 
éxons.
• As sequências de DNA que não serão expressas são chamadas 
de íntrons.
• O gene inteiro é transcrito em um RNA-m precursor.
• No processamento os íntrons são retirados e os éxons são 
unidos para formar o RNA-m maduro que será traduzido no 
citosol.
Transcrição 
Transcrição 
• Os genes de Eucariotos não
são contínuos
• Existem fragmentos 
denominados Éxons e 
fragmentos denominados 
Íntrons
• Os Éxons são funcionais e 
codificam proteínas; porém 
os Íntrons não codificam
TR
A
N
SC
R
IÇ
Ã
O
Copias idênticas de RNA 
são simultaneamente 
transcritas
• Um RNA polimerase 
iniciando após a outra
Filamento codificante do DNA
Filamento 
molde do 
DNA
RNA polimerase
RNAm
TRADUÇÃO
• Ocorre no citoplasma
• Personagens
–RNAm
–Ribossomos
–Aminoácidos
–RNAt
–Enzimas e ATP
• Códon
• Anticódon
• Código genético universal e 
degenerado
Cada 3 Bases (triplet) do gene do DNA recebe o 
nome de Código
A Tradução ocorre nas organelas celulares 
chamadas Ribossomos. Estes possuem 2 
subunidades, as quais se unem quando o 
Ribossomos se liga ao RNAm
Código 
mRN
A
Os códigos do Gene do DNA são transcrito em 
CÓDONS de RNA mensageiro.
Dessa maneira cada CÓDON do RNAm possui 3 
bases nitrogenadas que complementa seu 
respectivo CÓDIGO.
Na Tradução cada CÓDON (3 bases do RNAm) 
codifica um Aminoácido 1 CÓDON = 1 
AMINOÁCIDO.
Lembre-se de que existem Códons de Início 
(AUG) e Códons de Parada (UAA), (UAG) e (UGA)
A Tabela do Código Genético nos informa qual 
aminoácido será incorporado na proteína 
dependendo do códon presente no RNAm
TRADUÇÃO 
Sequencia 
líder 
Iniciação
TR
A
D
U
Ç
Ã
O
Iniciação
Os ribossomos tem 3 sítios onde os RNAt se ligam 
• Sítio A: região onde chega o RNAt com o aa ligado (sítio de 
entrada de um aminoacil-RNAt) ;
• Sítio P: região onde ocorre a ligação do aa do RNAt à fita 
crescente da cadeia polipeptídica; 
• Sítio E: região onde ocorre a liberação do RNAt sem aa
TRADUÇÃO 
ALONGAMENTO 
MET VAL MET VAL
H2O
Ligação entre os aminoácidos 
Os aminoácidos são 
unidos por ligações 
covalentes → ligações 
peptídicas
O Código Genético
Podemos dizer 
também que o 
Código Genético é 
universal, pois os 
códons têm o mesmo 
significado em quase 
todos os organismo 
do planeta.
• O código genético consiste em trincas de nucleotídeos (códons)
• Como existem 4 bases de RNA (A,U,G,C), existem ao todo 64 códons
• Porém, como vimos, um códon (AUG) é o de inicio e três são se parada 
(UAA), (UAG) e (UGA)
Lisina
Atividade