Aula DNA Replicaçao2011

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Biossíntese de DNA e RNA
(Replicação e Transcrição)
Técnicas de análise e manipulação Técnicas de análise e manipulação 
de ácidos nucleicos
O dogma central da Biologia Molecular
Replicação e Reparo
Reverse
Transcription
Transcrição e Processamento
Tradução, endereçamento 
e modificação de Proteínas
Controle do fluxo da informação:
regulação da expressão gênica
Replicação do DNA
� Características da replicação
� Reação catalisada pelas DNA polimerases
� Vários tipos de DNA polimerases
� Direção da síntese das cadeias� Direção da síntese das cadeias
� Síntese contínua e descontínua
� Fatores envolvidos na replicação
� Inibidores da replicação
Replicação do DNA
Características da replicação:
Semi-conservativa Bi-direcional
Replicação do DNA: mecanismos
DNA polimerases:
adição de dNTPs à extremidade 3´OH
- requer uma cadeia pré-formada (primer)
- requer molde - requer molde 
- síntese ocorre na direção 5’ � 3’
3’ 5’
fita molde
5’
DNA polimerases bacterianas:
DNA pol I
DNA pol II
DNA pol III
Os vários tipos de DNA polimerases
Etapas na replicação do DNA
1- Síntese dos primers
2- Polimerização da fita líder
3- Polimerização da fita atrasada
(fragmentos de Okasaki)
4- Retirada dos primers4- Retirada dos primers
5- Preenchimento das lacunas
6- Ligação dos fragmentos de Okasaki
Os componentes da maquinaria de replicação 
DNA Ligase
1- Reconhecimento da ori e abertura 
das fitas � Helicase
2- Síntese dos primers� Primase
3- Polimerização da fita líder
4- Polimerização da fita atrasada
(fragmentos de Okasaki)
5- Retirada dos primers
6- Preenchimento das lacunas
7- Ligação dos fragmentos de Okasaki
� DNA ligase
DNA pol I
DNA pol III
Videos 1201, 1202
Drogas inibidoras da replicação 
di-deoxi NTP
AZT
Reparo do DNA
- reparo direto da lesão
- reparo de erros de pareamento (MMR)
- reparo por excisão de bases (BER)
- reparo por excisão de nucleotídeos (NER)
- reparo por recombinação- reparo por recombinação
Transcrição do RNA
• Diferenças na estrutura e organização dos 
genes em procariotos e eucariotos
• Reação catalisada pela RNA polimerase
• Os vários tipos de RNA polimerases
• Estrutura dos promotores• Estrutura dos promotores
• Fatores de transcrição eucarióticos
• Eventos pós-transcricionais em eucariotos:
- processamento
- adição de CAP
- adição de cauda poli-A
• Estrutura e papel da cromatina na transcrição
Sequência nucleotídica e de aminoácidos
ATGagtggccgctcccgcgtctctctctctctctctctcttttttttt
tttgtttgttcttgattgattgatttctcttttgtgtgtttccccgcg
gagccagcgcggcaaatagggaagaaggaagggacgggcgtttaacat
seq. de bases
no DNA e RNA
seq de cadeia 
laterais de aa
estrutura 
primaria
secundaria
e terciaria
na proteina
DNA RNA protein
Expressão gênica
Transcrição Tradução
Procariotos x Eucariotos
Expressão gênica em eucariotos e em procariotos
Eventos pós-transcricionais
Estrutura do genoma em 
procariotos e eucariotos
em bactérias
Presença de íntrons no genoma eucariótico
em eucariotos
pre-mRNA
mRNA
Transcrição do RNA
� RNA Polimerases
(adição de NTPs a extremidade 3’ OH de uma cadeia ribonucleotica
requer molde
não requer iniciador
reconhecem uma sequência “promotora” no início do gene 
RNA polimerase bacteriana
5’ � 3’ 
reconhecem uma sequência “promotora” no início do gene 
1- Reconhecimento do promotor e abertura das fitas
2- Iniciação da cadeia
3- Elongação da cadeia
4- Terminação da cadeia
Etapas da transcrição
Etapas na transcrição do mRNA
�Reconhecimento do promotor
�Iniciação
Em procariotos
�Reconhecimento do promotor
�Iniciação
Em eucariotos
�Iniciação
�Elongação
�Terminação
�Elongação
�Terminação
�Processamento do pré-mRNA
�Transporte nucleo�citoplasma
3 RNA polimerases: 
- RNA pol I: rRNA
- RNA polI: mRNA
- RNA pol III: tRNA
A maquinaria de transcrição em 
eucariotos
RNA pol II +
- Fatores de transcrição basais
- Ativadores e inibidores da transcrição
adição de CAP
O pré-mRNA eucarioto sofre 3 
etapas de processamento
acopladas a transcrição
A transcrição e o processamento
do mRNA eucarioto são eventos 
simultâneos
retirada dos introns
adição de poli A
Etapas do processamento pós-transcricional
e estrutura do mRNA eucariótico maduro
� Adição do CAP no 5´
� Adição da cauda poli A no 3´Adição da cauda poli A no 3´
� Retirada dos introns (cis-aplicing)
região codificadora
estrutura do mRNA eucariótico
(A)n
3´UTR5´UTR
5´CAP
Retirada dos introns (cis-splicing)
pre-mRNA
mRNA
Spliceossomo:
snRNA
proteínas
Splicing alternativo e geração de diversidade
no conjunto de proteínas 
Adição da cauda poliA
� Fatores de clivagem
(CPSF e CFI e CFII)
�Poli A polimerase
(sinal para adição de poliA
Poliadenilação
(sinal para adição de poliA
presente no pre-mRNA: AAUAAA)
�Proteina de Ligação ao poliA (PABP)
AAAAAAAAAA
5’ UTR
Estrutura do mRNA eucariótico
Região codificadora
3’ UTR
…
Estrutura da cromatina em eucariotos
Empacotamento dos nucleossomas
octâmero de histonas:
H2A H3
H2B H4
Histona H1 entre os nucleossomos
Papel estrutural e regulatório da cromatina
� Papel estrutural: empacotamento do DNA no núcleo
� papel regulatório: controle do acesso da maquinaria de transcrição:
histonas acetilases
histonas desacetilases
Acetilação de histonasAcetilação de histonas
� desempacotamento 
da cromatina
� ativação da expressão 
gênica
Diminuição das cargas positivas das 
histonas por acetilação de Lys
X
Menor interação DNA-histona
Ativação do gene
Fatores envolvidos no controle da transcrição 
em eucariotos:
- Sequencias na região 5’ do gene
- Fatores de transcrição gerais, reguladores e co-reguladores
Regulatory transcription factors