Introdução a Genética: estrutura do DNA, Transcrição e Tradução

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Genética
Bases Moleculares da Hereditariedade: 
ESTRUTURA E FUNÇÕES DOS GENES
O que é GENÉTICA? É a ciência voltada para o estudo da hereditariedade, bem como da estrutura e das funções dos genes.
O que é GENÔMICA? Estuda o genoma completo de um organismo. Essa ciência pode se dedicar a determinar a sequência completa do DNA de organismos ou apenas o mapeamento de uma escala genética menor.
O que é GENE? O gene é um segmento de uma molécula de DNA que contém um código para a que codificação de um produto funcional (os aminoácidos de proteínas e as sequências reguladoras para a expressão); 
O que é GENOMA? Todo o conjunto de genes de uma espécie de ser vivo
A genética e a genômica são utilizada para entender a origem de certas patologias; para diagnóstico (probabilidade/ risco de desenvolver uma doença); prevenção e tratamento (terapia genética direta; tratamento indireto; ou fármacogenética/farmacogênomica) de doenças.
O DNA - "o código da vida"
Antigo Dogma
Central
Dogma
Central
Revisado
1. Nucleotídeos
Purinas: Adenina e Guanina
Piramídinas: Timina, Uracila e Citosina
 
2. Estrutura da molécula de DNA
Dupla hélice
Fitas antiparalela
Tem carga negativa
CONDENSAÇÃO 
no núcleo de uma célula humana há quase 2m de comprimento de DNA
o empacotamento não é apenas para proteção do material genético, mas também para melhor organizar e regular a expressão gênica
o processo de condensação:
Cada cromossomo humano é constituído por um único DNA de dupla hélice contínuo 
O DNA é empacotado em proteínas histonas – organizando-se em nucleossomos - formando cromatina e então cromossomos.
Duas cópias de cada uma das
 histonas H2A, H2A, H3 e H4 se encontram unidas, 
formando um octâmero, em 
torno do qual um segmento 
de DNA dupla-
hélice se enrola, como uma linha em torno de um carretel. O octâmero circundado por duas voltas de DNA dupla hélice constitui o nucleossomo.
 A histona H1 tem papel na organização da cromatina ocupando lugar na região entre os nucleossomos, forçando o material a outro tipo de compactação, em estruturas secundárias helicóides, denominadas solenoides – que corresponde à compactação de 6 a 7 nucleossomos
Cromossomos são formados por regiões gênicas (genes), e por regiões não-gênicas/intergênicas (regulatórias)
Mitose 
TRANSCRIÇÃO:
É o processo de formação de RNAs a partir de DNA
Um gene inclui não apenas as sequências reais codificantes de nucleotídeos, mas também de nucleotídeos adjacentes necessárias para a expressão adequada do gene, isto é, para a produção do RNA normal na quantidade correta, no local correto e no tempo correto. 
ocorre do sentido 5’para 3’ (usa-se a fita de DNA que tem o sentido 3’ - 5’; sendo que o produto final é igual a fita complementar de DNA)
Regiões:
• Promotora: é a região de um gene que inicia sua transcrição. Estão localizados perto do início de transcrição (TSS) 
– TATA box (ATATTT ou TATAAA) ou CCAAT box (GGCCAATCT)- elementos consenso 
• Gene tecido-específico

– Ilha CpG (GGGCGG)– promotores densos em citosinas precedendo guaninas. 
• Genes housekeeping 
A região promotora atrai diversos fatores de transcrição, além da RNA polymerase, formando o complexo de iniciação de transcrição
A região promotora não é transcrita
• Intensificadora (enhancer)
Região distante da área de transcrição, que com o auxílio de “DNA-bending-proteins”, faz com que o DNA se dobre sobre ele mesmo e alcance o complexo de iniciação de transcrição, aumentando os níveis de transcrição.
• Terminadora: sinaliza o fim da transcrição; e é uma região transcrita
Éxons, Íntrons e Splicing
O splicing (ou maturação) do RNA remove as sequências de íntrons de pré-mRNAs 
O éxons são as regiões codificáveis do gene – MANTIDOS
- Os exons formam o mRNA que específica as proteínas 
Os íntrons são trechos não codificáveis - ELIMINADOS
sequência consenso GT(GU) no sentido 5’
sequência consenso AG no sentido 3’
são regiões normalmente maiores que os éxons, e presentes em maior número, porque servem proteção contra mutações - erros de cópia em introns não causam danos
Obs 1:Introns excisados, RNAs quebrados, splicing anormal, são degradados pelo proteossomo 
Obs2:Splicing alternativo - mantém introns durante a maturação. Esse RNAm diferente será traduzido e assim produzirá uma nova proteína!! (aumenta a variabilidade) 
Obs 3: proteínas se ligam às modificações do RNA maduro para célula distinguir que mRNA está OK. 
Cauda poli-A
Na extremidade 3’
Fatores de reconhecimento (AAUAAA) recrutam outras enzimas que fazem a poliadenilação
Acentuadora da tradução e transporte do RNA até o citoplasma
Capeamento (Cap-5’) 
Na extremidade 5’ - (G) do RNA maduro 
Proteção e aumento da atração do RNA para tradução
Alterações nas áreas promotoras- sem reconhecimento - não tem transcrição 
Alterações nas áreas reguladoras - aumenta/ diminui o nível de proteínas 
Alteraçãoes em exons - proteínas diferente
Alterações em introns - nada ocorre
TRADUÇÃO
É o processo no qual o RNAm age como molde para a síntese do polipeptídeo
A sequência de RNAm é decodificada em códons (tríplete de nucleotídeos)
Um gene codificante de proteína é um segmento de molécula de DNA que contém um código para sequência de aminoácidos de uma cadeia
Proteínas foram moldadas pela seleção natural de forma que cada conformação da proteína, terá uma função específica. E a atividade da proteína é causada pela interação de diferentes aminoácidos entre si ou com outras moléculas da célula
RNA – dobra-se formando estruturas especificas
com funções especificas
Os códons estão presentes no RNAm
Os anticódons estão presentes no RNAt
START CÓDON: AUG – é traduzido (Met)
STOP CÓDONS: UAG, UAA, UGA – não são traduzidos
 
 
	Tipo de RNA
	Função
	RNAm
	Codifica polipetídeos
	RNAt
	“Adaptador” entre o RNAm e os AA.
	RNAr
	É a unidade básica ribossomal, junto com algumas proteínas; e cataliza a síntese proteíca
	RNAsn
	RNA small nuclear; participa do splicing 
	RNAsno
	RNA small nucleoar; modifica quimicamente o RNAr
	RNA não-codificante
	Transporte de proteínas para o RE; síntese do telomero; inativação do cromossomo X; ...
	RNA polymerase I
	rRNA
	RNA polymerase II
	mRNA; snRNA e snoRNA
	RNA polymerase III
	tRNA, rRNA e snRNA