Genética na Agropecuária
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Genética na Agropecuária


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subunidade 40 S sobre o mRNA no sentido 5\u2019 3\u2019, até encontrar o
primeiro 5\u2019AUG 3\u2019que se pareia como anticódon. Emseguida, une-se à subunidademaior
do ribossomo - 60 S - formando o complexo de iniciação. Em todos os passos, participam
enzimas, fatores de iniciação e há consumo de energia proveniente deATPeGTP.
Nos eucariotos, as proteínas que são secretadas geralmente são sintetizadas nos
ribossomosassociadosao retículo endoplasmático, o qualédenominadoderugosopelapresença
do ribossomo.Aaparente ligação do ribossomo ao retículo se dá por meio deuma complexa
estrutura ribonucleoprotéica denominada de partícula de reconhecimento do sinal (SRP).A
SRPéconstituída por umscRNAcom305 bases associadas a seis moléculas de proteína.A
função daSRPé ligar-seaumasequência de15-30 aminoácidos(peptídeosinal) da extremidade
amino terminal da cadeia polipeptídica, que está sendo sintetizada pelo ribossomo.
Simultaneamente, aSRPliga-seaumaproteínareceptoradeSRPsituadano retículo, formando-
se umporo na suamembrana e direcionando a cadeia polipeptídica sob síntese para o interior
do retículo.Apósa cadeia polipeptídicaestar no interior do retículo o peptídeo sinalé eliminado
por umaenzima, formando-seassimaproteínamadura.Essaproteínaé,emseguida, direcionada
para o complexo deGolgide onde emergemvesícula coma proteína, encaminhando-a para a
membrana plasmática e liberando-a para o exterior da célula.
Várias cadeias polipeptídicas são sintetizadas no citossol e, posteriormente, elas são
destinadas ao interior de organelas como a mitocôndria ou o cloroplasto. Essas cadeias
conseguematingir seu destino tambémgraças a umpeptídeo sinal, o qual às vezes é duplo,
pois necessitamcruzar as duas unidades demembrana dessas organelas. Umfato curioso foi
a obtenção da soja transgênica resistente ao glifosato pela empresaMonsanto. No preparo
do genequecodifica aproteínaqueconfere resistência a esseherbicida, foinecessário adicionar
o peptídeo sinalpara assegurar que a proteína sintetizada no citossol chegasseno interior do
cloroplasto onde o glifosato atua.
É importante enfatizar quemuitos ribossomos podemtraduzir simultaneamente uma
únicamolécula de mRNA, aumentando grandemente a eficiência de utilização do mRNA.
Umgrupo de ribossomos ligados a umamolécula demRNAé chamadopolirribossomosou
polissomos. Cada ribossomo desse grupo funciona independentemente, sintetizando uma
molécula completa da cadeia polipeptídica.Assim, se temos umpolissomo constituído de
cinco ribossomos, teremos cinco moléculas daquela proteína (Figura 3.17; Box 3.11)
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BOX 3.11. INIBIDORES DA SÍNTESE PROTÉICA
Umaspecto importante de se conhecer a síntese de proteínas é o sucesso que se
temhoje como controle de infecções bacterianas pormeio de antibióticos. Isso porque
o mecanismo de ação de vários antibióticos é exatamente no processo de tradução de
proteínas das bactérias, embora não afete o processo de tradução do eucarioto. Por
outro lado, algumas toxinas letais a eucarioto atuamno seu sistema de tradução.
Antibiótico/toxina Ação Organismo
1. Estreptomicia e outros
aminoglicosídeos
Inibe a iniciação da tradução Procariotos
2. Tetraciclina Inibe a ligação de aminoacil-tRNAs Procariotos
3. Cloranfenicol
Inibe a atividade da peptidil transferase
Procariotos
4. Cicloeximida Inibe a atividade da peptidil transferase Eucariotos
5. Eritromicina
Liga-se na subunidade 50S e inibe a
translocação
Procariotos
6. Puromicina
Entra no lugar de aminoacil-tRNA e
causa término pré-maturo da tradução
Procariotos e
Eucariotos
7. Proteína da difiteria
Bloqueia a translocação durante a
tradução inativando o fator de
elongação eEF2
Eucariotos
FIGURA 3.17. Diagrama de um polirribossomo (polissomo). O mRNA move-se através dos
ribossomos na direção 5\u2019: 3\u2019 até encontrar um dos códons de terminação. O funcionamento de
cada ribossomoé independente, isto é, cada ribossomoproduzumamolécula da cadeia polipeptídica.
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FIGURA. 3.18. Esquema da expressão do gene para a cor da flor. Observe que o gene
(DNA) é transcrito em um pré-mRNA que é processado para produzir o mRNA. A cadeia
polipeptídica é produzida a partir da tradução do mRNA. A proteína sintetizada atua como
enzima na conversão do substrato em pigmentos coloridos. Apesar desse gene estar presente
em todas as células da planta, ele só se manifesta nas pétalas da flor.
3.5 MANIFESTAÇÃOFENOTÍPICA
Vimosaté agora como a informação codificadanoDNAépassadade célula para célula
por intermédio da replicação e, tambémque o processo da tradução resulta na síntese de uma
cadeia polipeptídica. Nesse tópico, procuraremosdemonstrar de uma formabemsimplificada
comoumgenecontrolaumdeterminadofenótipo. Naverdade,estecontroleé indireto,porquena
maioria dasvezes o produto finalda transcrição e tradução, isto é, a cadeia polipeptídica, não é
expressaprontamente. Por exemplo, umgeneque controlaacor da flor emumaespécie vegetal
não é o responsáveldireto pela síntese dospigmentos coloridos (Figura 3.18). Emvez disso,
essespigmentos sãoprodutosdeumaviametabólica cujas reações são catalisadaspor enzimas,
asquaissão sintetizadasgraças às informaçõescontidas noDNA,como visto anteriormente.
Por outro lado, existemsituações emque a cadeia polipeptídica tem função estrutural
e, nesse caso, a expressão fenotípica é produto direto da informação proveniente do DNA.
Por exemplo, o colágeno é uma proteína fibrosa presente na pele, ossos, cartilagens e dentes
de todos osmamíferos. Portanto, o aspecto fenotípico desses tecidos animais é controlado
diretamente pelo DNA.
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A troca de bases ocorre porque existem formas tautoméricas (Figura 3.19), isto é,
formas alternativas das bases nitrogenadas e que, frequentemente, apresentampareamento
irregular durante a replicação do DNA. Por exemplo, adenina no seu estado normalamino
forma pontes de hidrogênio coma timina, mas na forma tautomérica imino pode se parear
coma citosina. Damesmamaneira, timina, no estado ceto, se pareia coma adenina, mas na
forma tautomérica enólica é capaz de se parear com a guanina (Figura 3.20). As formas
tautoméricas raramente estão presentes nas células, mas podemse tornar comuns, graças à
ação de agentesmutagênicos naturais ou artificiais.
Assim sendo, certos caracteres tais como produção de grãos, produção de leite, teor
de vitaminas em frutos etc., são bastante complexos e resultamgeralmente da participação
de centenas de genes. No entanto, mesmo que não se conheça completamente o controle
desses caracteres, podemos inferir que o fenótipo final surge de maneira análoga àquela
descrita para a cor da flor, havendo, porém, centenas de passos metabólicos e talvez a
interação dosvários produtos formados.
3.6 ORIGEMDAVARIABILIDADEGENÉTICA
A origem da variabilidade genética são as mutações e correspondem a mudanças
herdáveisqueservemcomomatéria-primaaosprocessosdemelhoramento genético eevolução.
Como asmutações são herdáveis, elas devemocorrer na sequência de nucleotídeos do gene,
provocando alteraçõesdomesmo e, consequentemente, produzindonovas formasalternativas,
os alelos.
Existemvárias causas que podemprovocar umamutação gênica, masque apresentam
sempre uma característica emcomum: todas elas afetama sequência de bases nitrogenadas
do DNA. Essa alteração gera umnovo alelo e podemodificar a cadeia polipeptídica a ser
sintetizada, dando origemnamaioria das vezes, a umnovo fenótipo. As causasque podem
provocar alterações nas sequências de bases do DNA são:
\u2022 Substituição de bases - Podem ocorrer vários tipos de trocas, as quais recebem
denominações especiais. Assim, a troca de uma purina - adenina ou guanina - por outra, ou
de uma pirimidina - citosina ou timina - por outra, é denominada de transição; contudo, a
substituição deuma purina por uma pirimidina, ou vice-versa, é denominada de transversão.
Quatro diferentes transições e oito diferentes