Genética na Agropecuária
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Genética na Agropecuária


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dos tRNAs é que
eles se enrolamsobre simesmos, ocorrendo pareamento de bases na ordemde 50%. Esse
pareamento faz comque a estrutura secundária de todos os tRNAs se assemelhe auma folha
de trevo (Figura 3.8a).
O folíolo centralpossuiuma sequência desete nucleotídeos, dosquais três são chamados
de anticódon e reconhecemtrês nucleotídeos domRNA, o códon, tambémpelo processo de
pareamento de bases no sentido antiparalelo. A base da folha de trevo é formada pelas
extremidades damolécula, que são idênticas emtodos os tRNAs.Aextremidade5' possui a
base G e, a 3' a sequência 5\u2019CCA3', sendo a base A o sítio de ligação do aminoácido.
Funcionalmente, entretanto, o tRNAocorre emformato deL invertido, que corresponde à sua
estrutura terciária (Figura3.8b).Asduas partesdoLcorrespondemadoissegmentos emhélice
dupla, perpendiculares e cadaumacomaproximadamentedezpares de base euma volta. Uma
dasextremidadesdoLcorrespondeao localondese ligao aminoácido,a extremidade5\u2019CCA3',
e a outra extremidade é o anticódon. Essas duas posições fundamentais do tRNA são
diametralmente opostas e facilitamo seu funcionamento no processo de síntese de proteínas.
Há evidências deque a região internado L é o localno qual se liga a enzima aminoacil-tRNA
sintetase, essencialpara reconhecer o aminoácido e uni-lo ao tRNA(Figura 3.8b).
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FIGURA 3.8 A. Esquema da estrutura secundária do tRNA mostrando o sítio de ligação do
aminoácido (extremidade 3\u2019), e o anticódon. B - Estrutura terciária do tRNA.
BOX 3.5.ALGUNSTIPOSDE RNAs PEQUENOS
AlgumasdezenasdeRNAspequenos já são conhecidos. Entre eles umdosgrupos
mais estudados é aquele envolvido como processamento do pré-mRNA.Na realidade,
o processamento é realizado por uma ribonucleoproteína constituída por cinco RNAs
pequenos nucleares (snRNAs) denominados de U1, U2, U4, U5 e U6, associados a
mais de uma centena de proteínas/enzimas. Essa ribonucleoproteína é denominada de
spliceossomoouSNURPS.No nucléolo, ocorre tambémumaestrutura ribonucleoprotéica
queprocessa o pré-rRNA. Igualmente elaé constituída por proteínas/enzimase osRNAs
nucleolares pequenos (snoRNAs).
Aindano núcleo são encontradosRNAspequenos comfunções enzimáticas como
as ribozimas, que atuamtambémnoprocessamento do pré-mRNAdealguns organismos,
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coma função específica de cortar o pré-mRNAemuma sequência específica. Uma das
ribozimasmais conhecidas é a denominada cabeça de martelo, a qual é comercializada
para serutilizada emtransgênicos como fimde cortar umdadomRNAvisando a eliminar
a expresão de umgene. OutroRNApequeno utilizado emtransgênico visando também
eliminar a expressão deumdeterminado gene é o denominadoRNAinterferente (RNA
i
),
o qual tambématua no núcleo promovendo a degradação demRNAs.
Já no citoplasma, umdos RNAs pequenosmais conhecidos é aquele que faz parte
de uma ribonucleoproteína, cuja função é encaminhar certas proteínas que estão sendo
sintetizadas para dentro do retículo endoplasmático. EsseRNAé denominado de scRNA
ea ribonucleoproteína édenominadadeSCYRPS.É importante lembrarque esse retículo
endoplasmático é frequentemente denominado de rugoso exatamente porque essa
ribonucleoproteína está atuando e forçando o ribossomo a ficar associado ao retículo.
3.4 FUNÇÕESDOMATERIALGENÉTICO
Asprincipais funçõesdomaterialgenéticopodemser visualizadasno seguinte diagrama,
correspondendo às funções fundamentais da biologia e da vida:
3.4.1REPLICAÇÃODODNA
Aestrutura do DNAproposta por Watson e Crick oferece a vantagem de explicar
como novasmoléculas de DNApodemser exatamente copiadas damolécula pré-existente.
Emvez de a molécula se replicar intacta, eles propuseramque as pontes de hidrogênio se
rompem, permitindo que as cadeias complementares se separem. Opareamento específico
entre as bases permite que cada cadeia simples sirva de molde para a síntese da cadeia
complementar, sendo que a nova molécula apresenta uma cadeia velha e uma cadeia nova.
Esse tipo de replicação é chamada semiconservativa e está representado na Figura 3.9.
Mais detalhes são apresentados no Box 3.6.
Por esse processo de replicação do DNA, é fácil entender como a informação é
transportada de uma célula para outra. No momento emque antecede às divisões celulares
- na fase S da intérfase - ocorre a replicação doDNA, demodo que as células filhas recebem
todas as informações contidas na célula original. Alémdisso, na replicação semiconservativa
a possibilidadede erros émuito pequena, o que explica a precisão na passagemda informação
de uma célula para outra.
Replicação
Transcrição Tradução
DNA RNA PROTEÍNA
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FIGURA 3.9. Replicação semiconservativa da molécula de DNA. Observe que cada molécula
nova mantém uma cadeia de molécula velha (cinza) que funciona como molde para a síntese
da cadeia complementar (branca).
A enzima responsável pela síntese de DNA é conhecida como DNA polimerase.
Essa enzima não pode iniciar a síntese de uma novamolécula de DNApor si só; ela apenas
adiciona novos nucleotídeos a umapequena cadeia pré-existente conhecida comoprimerou
iniciador. Aeste primer - constituído de um segmento de RNAde cerca de 10 bases - são
adicionados nucleotídeos pelaDNApolimerase emuma sequência complementar à cadeia
molde, segundo as regras do pareamento específico deWatson e Crick. Os nucleotídeos
são acrescentados à extremidade 3' da cadeia emcrescimento, demodo que a síntese sempre
caminha na direção 5' : 3'. Evidentemente a cadeia molde é lida pela DNApolimerase na
direção 3' 5'.
Desde que não se conheça nenhuma enzima que sintetize DNAna direção 3' 5', uma
perguntaque logosurgeé:comosedáasíntesedasduascadeiasemcada\u201cforquilhadereplicação\u201d?
A respostapara essa questão surgiucoma descoberta deOkazaki, umcientista japonês, que a
síntese deumadascadeias écontínua, enquanto aoutraé descontínua (Figura3.10a). Nacadeia
sintetizadadescontinuamente, surgemdiversos fragmentos contendo cercademilnucleotídeos
conhecidos como fragmentosdeOkazaki. Esses fragmentos, a exemplo dacadeia sintetizada
continuamente, são tambémformadosnadireção 5' 3' pelaDNApolimerase.:
:
:
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Emprocariotos, ocorrem três tipos de DNApolimerase e a principal, que replica o
DNA, é a DNA polimerase III. Sabe-se que essa enzima é, na verdade, umdímero, isto é,
duasmoléculas funcionais trabalhando unidas. Nesse dímero, uma unidade é responsável
BOX 3.6. PROVA QUE A REPLICAÇÃO DO DNA É SEMICONSERVATIVA
Na literatura, são encontradosvários experimentosquedemonstramser a replicação
doDNAsemiconservativa, e umdosmais clássicos foi realizado porMeselsone Stahl em
1958. Eles sabiamque, quando bactérias são cultivadas emmeio contendo 15N, seuDNA
émais denso que aquele de bactérias cultivadas emmeio com 14N.ODNApesado pode
ser separado doDNAlevepormeio da centrifugação emsolução que forma gradiente de
densidade, como ocloreto de césio. InicialmenteMeselsone Stahl cultivaramE. colinum
meio contendo 15Npor váriasgerações, demaneira que todo oDNAficassepesado. Em
seguida, transferiramessas bactérias para ummeio contendo 14N edeixaramque elas se
multiplicassempor uma geração.Amostras doDNAdas bactérias filhas foramobtidas e
submetidas à centrifugação. O resultado mostrou que o DNA apresentava densidade
intermediária quando comparado comDNAexclusivamente de 14Nou 15N, isto é, oDNA
apresentavamoléculas híbridas compostas aomesmo tempo, de 14Ne 15N,como ilustrado
a seguir e provaram, comesse resultado, que a replicação é semiconservativa.
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pela síntese da cadeia contínua e a outra, pela síntese da descontínua. Como as cadeias
moldes são antiparalelas, a pergunta é como o dímero DNApolimerase III produz as duas
cadeias filhas no sentido 5\u2019 3\u2019 e antiparalelas às cadeiasmoldes? Uma hipótese é a cadeia
molde da descontínua dobrar-se, formando umanel, próximo