Genética na Agropecuária
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Genética na Agropecuária


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Emeucariotos o
reconhecimento do sítio promotor bemcomo a separação das duas cadeias do DNAé feita
por umcomplexo enzimático e somente após, é que se liga aRNApolimerase para realizar a
transcrição.
A síntese da molécula de RNA se dá na direção 5' : 3' pela incorporação de
nucleotídeos, os quais são complementares aos nucleotídeos de uma das cadeias do DNA.
A essa cadeia transcrita dá-se o nome de cadeia molde ou antissenso. A transcrição
prossegue até que umponto de terminação seja encontrado. Aenzima e amolécula de RNA
são, então, liberadas, e amolécula de DNAse refaz por meio da reconstituição das pontes
de hidrogênio que haviamsido rompidas no início do processo (Figura 3.11).
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Em procariotos, a molécula de RNA transcrita a partir de um gene se constitui no
mRNA propriamente dito, sendo, em seguida, utilizada na síntese de proteínas e,
posteriormente, degradada. Por outro lado, emeucariotos a situação é bemmais complexa,
ocorrendo uma série demodificações do RNAantes que ele possa servir comomediador na
síntese de proteínas.
Essasmodificações são necessárias porque agrandemaioria dos genesde organismos
eucariotos é interrompida, isto é, o DNApossui segmentos que codificamaminoácidos, os
éxons, separados por regiões que não os codificam, os íntrons. OsDNAs são transcritos
em uma longa molécula de RNA, com tamanhos variáveis, chamada RNA nuclear
heterogêneo \u2013 hnRNA ou pré-mRNA-, que, por sua vez, deve ser processada para
produzir ummRNAcontendo apenas éxons, ou seja, sequências que codificamaminoácidos.
Os segmentosque não codificamaminoácidos, íntrons, são cortados por enzimas específicas
chamadas endonucleases. Após os cortes, os éxons são religados para formar amolécula
demRNAcompleta.
É importante lembrar que amensagemestá codificada nomRNAna sua sequência de
bases. Portanto, no processo de retirada dos íntrons, qualquer base de um íntron que não
seja retirada ou de um éxon que seja erradamente retirada altera amensagem.Assim, que
mecanismo seria tão preciso para evitar erros tão pequenos como esses?Observando-se a
sequência de bases dos íntrons, constatou-se que 100% deles iniciam, em 5\u2019 com GU e
terminam em 3\u2019 com AG. Portanto, essas sequências são fundamentais não só para a
identificação do íntron como tambémpara a sua correta retirada.O reconhecimento dessas
sequências é feito por alguns dos RNAs nucleares pequenos (Boxes 3.5 e 3.8).
BOX 3.8. PROCESSAMENTO ALTERNATIVO DO pré-mRNA
Processamento alternativo significaque umúnico pré-mRNApode ser processado
de formas alternativas emórgãos ou organismos diferentes, resultando emmRNAs que
codificamproteínas diferentes. Umdos exemplos bem estudados ocorre como pré-
mRNA do gene dsx emDrosophila. O pré-mRNA desse gene tem seis éxons e cinco
íntrons e sofre processamentos diferentes no macho e na fémea, exatamente para
determinar a diferenciação sexual damosca.
No processamento do pré-mRNAna fêmea, o íntron3 é corretamente retirado e
o mRNA fica com o éxon 4 no qual existe um ponto final de tradução. Portanto, a
proteína produzida contémuma sequência de aminoácidosderivada dos éxons 1, 2, 3 e
4 até no referido ponto final. Essaproteína atua no desenvolvimento damosca reprimindo
a expressão de genesmasculinizantes.
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Quando ocorre o processamento do pré-mRNA no macho, o spliceossomo
reconhece a extremidade 5\u2019 do íntron3 e a extremidade 3\u2019 do íntron 4 e elimina os dois
íntrons mais o éxon 4 que ocorre entre esses dois íntrons. Emconsequência, o mRNA
formado contém os éxons 1, 2, 3, 5 e 6. Esse mRNA orienta a síntese de uma nova
proteína cuja função é bloquear a diferenciação sexual feminina.
No processamento para eliminação de umoumais íntrons/éxons, o spliceossomo
reconhece a extremidade 5\u2019 do íntron por meio de snRNAU1 e U6, enquanto que a
outra extremidade 3\u2019 é reconhecida pelo U5. O snRNAU2 reconhece uma terceira
sequência dentro do íntron. Os reconhecimentos dessas sequências são acompanhados
por reações em que, inicialmente, a extremidade 5\u2019 do íntron é cortada e levada até
próximo da extremidade 3\u2019, por meio de pareamento entre os snRNAs (Us). A
extremidade 5\u2019 ataca quimicamente a extremidade 3\u2019, promovendo a união dos dois
éxons adjacentes e eliminação do íntron.
A sequência de reações é tão bem delineada de tal forma que somente após o
término do processamento e produção do mRNAque ele é levado para o citoplasma.
Isso só é possível porque parte do complexo protéico do spliceossomo irá também
fazer parte da ribonucleoproteína que contémomRNApara o seu transporte através do
poro nuclear para o citoplasma.
Outrasmodificações sofridas pelo pré-mRNAsão a adição de uma guaninametilada
na extremidade 5', o capacete, e a formação de uma cauda de poli-A. Tanto o capacete
quanto a cauda depoli-Afuncionamno sentido de protegeromRNAcontra a ação destrutiva
de certas enzimas. O capacete facilita tambéma ligação domRNAaos ribossomos, durante
a síntese protéica. Após ocorrer todas as alterações do pré-mRNA, ele passa a ser o
mRNA.
Todas as reações de processamento do pré-mRNAse dão no núcleo da célula. A
molécula deRNAé então liberada para o citoplasma, na forma de ummRNAmaduro capaz
de ser traduzido na forma de uma cadeia polipeptídica. Na passagem do núcleo para o
citoplasma, omRNAassocia-se a proteínas, que o protegemcontra endo e exonucleases.
Ao complexo mRNAeproteínas dá-se o nome de informossomo. AFigura 3.12mostra os
passos envolvidos no processamento que dá origemaomRNAdaovalbumina, uma proteína
que se encontra nos ovos de aves.
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3.4.3 Tradução \u2013 Biossíntese da cadeia polipeptídica
Adescoberta de que as proteínas são arranjos lineares de aminoácidos à semelhança
dos nucleotídeos deumácido nucléico, levou à hipótese de que a sequência dos aminoácidos
na proteína seja especificada pela sucessão dos nucleotídeos de um gene. Evidências a
esse respeito surgiram quando estudos de sequenciamento de proteínas foram
correlacionados com a sequência exata de nucleotídeos do DNA. Como vimos na
transcrição, o mRNAé uma cópia fiel da mensagemgenética codificada no DNA e, após
ser transportado para o citoplasma, ele está pronto para ser traduzido em uma cadeia
polipeptídica.
No entanto, para que esse processo possa ser entendido é necessário que
compreendamos como a informação hereditária é codificada.Assim, a partir do momento
emquefoiestabelecida a relação entre a sequência denucleotídeosdoDNAeade aminoácidos
da proteína, foi necessário levantar a hipótese de umcódigo genético. O problema básico
desse código era indicar de quemodo a informação escrita comquatro letras \u2013quatro pares
de nucleotídeos doDNA- formaria umdicionário contendo vinte palavras - 20 aminoácidos
da proteína - uma vez que toda cadeia polipeptídica é constituída por, no máximo, 20
aminoácidos diferentes.
FIGURA 3.12. Esquema de processamento do pré-mRNA transcrito do gene da ovoalbumina
de galinha, para produção do mRNA. As regiões que não serão traduzidas (íntrons) são
representadas em branco e as regiões a serem traduzidas (éxons) em preto. Logo após o
início da transcrição, é adicionada uma guanina metilada na extremidade 5\u2019, o capacete
(cinza claro) e, após o término, é adicionada uma cauda de poliadenina (poli-A) na extremidade
3\u2019(tracejado). Em seguida, são retirados os íntrons por endonucleases e ocorre a união dos
éxons.
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A idéia de um código genético
Na realidadeo código genético émuito semelhante a umidiomaqualquer. Considerando
essa analogia, sabemos que o idioma português, por exemplo, consta essencialmente de um
dicionário depalavras e as regraspara uso dessas palavras\u2013 a gramática da língua portuguesa.
Portanto, para se conhecer o \u201cidioma\u201d código genético basta conhecermos o dicionário de
palavras desse código e as regras para a utilização dessas palavras para se