TUTORIA 1 o fascinio do DNA

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TUTORIA 1 – O FASCÍNIO DO DNA
1 (objetivo de revisão) – Rever a estrutura do DNA (composição e fatores que modificam a estrutura):
1940: biólogos tinham dificuldade em aceitar que o DNA era o material genético, por parecer uma moléc muito simples: um longo polímero composto apenas por 4 tipos de subunidades, semelhantes quimicamente entre si.
1950: o DNA foi examinado por difração de raios X, uma técnica utilizada para determinar a estrutura atômica tridimensional de uma moléc, e indicou que o DNA era composto por 2 fitas de um polímero enroladas como uma hélice.
1953: a observação anterior de que o DNA era composto de uma fita dupla foi fundamental na elucidação do modelo da estrutura do DNA de Watson e Crick, o qual tornou evidente o potencial do DNA para replicação e armazenamento da informação genética.
A moléc de ácido desoxirribonucleico (DNA) consiste em 2 longas cadeias polipeptídicas compostas por 4 tipos de subunidades nucleotídicas. Cada uma dessas cadeias é conhecida como uma cadeia de DNA, ou fita de DNA. As cadeias são antiparalelas entre si, e ligações de H entre a porção base dos nucleotídeos unem as 2 cadeias.
Os nucleotídeos são compostos de açúcares com 5C, aos quais um ou mais grupos fosfato estão ligados, e uma base contendo N. No caso dos nucleotídeos do DNA, o açúcar é uma desoxirribose ligada a um único grupo fosfato (por isso o nome ácido desoxirribonucleico), e a base pode ser adenina (A), citosina (C), guanina (G) ou timina (T).
Os nucleotídeos estão covalentemente ligados em uma cadeia por açúcares e fosfatos, os quais formam a estrutura principal alternada de açúcar-fosfato-açúcar-fosfato, chamada de cadeia principal. Como apenas a base difere em cada uma das 4 subunidades nucleotídicas, cada cadeia polinucleotídica no DNA assemelha-se a um colar de açúcar-fosfato (cadeia principal) do qual os quatro tipos de contas se projetam (as bases A, C, G e T).
Os símbolos A, C, G e T normalmente são usados para representar as 4 bases ou os 4 nucleotídeos inteiros – isto é, as bases ligadas com seus grupos fosfato e açúcar. A forma na qual os nucleotídeos estão ligados confere uma polaridade química à fita de DNA. Se imaginarmos cada açúcar como um bloco com uma protuberância (o fosfato 5’) em um lado e uma cavidade (a hidroxila 3’) no outro, cada cadeia completa, formada por protuberâncias e cavidades entrelaçadas, terá todas as suas subunidades alinhadas na mesma orientação. Além disso, as 2 extremidades da cadeia serão facilmente distinguíveis por apresentarem, uma delas, uma cavidade (a hidroxila 3’), e a outra, uma protuberância (o fosfato 5’).
Essa polaridade na cadeia de DNA é indicada pela denominação das extremidades como extremidade 3’ e extremidade 5’, nomes derivados da orientação do açúcar desoxirribose. Em relação à sua capacidade de carregar a informação, a cadeia de nucleotídeos em uma fita de DNA, sendo direcional e linear, pode ser lida quase como as letras nesta página.
A estrutura tridimensional do DNA – a dupla-hélice de DNA – é decorrente das características químicas e estruturais de suas 2 cadeias polinucleotídicas. Uma vez que elas são mantidas unidas por ligações de H entre as bases das 2 fitas, todas as bases estão voltadas para o interior da dupla-hélice, e a cadeia principal de açúcar-fosfato encontra-se na região externa. Em cada um dos casos, a base mais resistente, com dois anéis (uma purina), forma par com uma base com um anel único (uma pirimidina).
A sempre forma par com T, e G, com C. Esse pareamento de bases complementares permite que os pares de bases sejam dispostos em um arranjo energético mais favorável no interior da dupla-hélice. Nesse arranjo, cada par de bases possui uma largura similar, mantendo a estrutura de açúcar-fosfato equidistante ao longo da molécula de DNA. Para otimizar a eficiência do empilhamento dos pares de bases, as duas cadeias principais de açúcar- -fosfato enrolam-se um sobre o outro formando uma dupla-hélice orientada à direita, completando uma volta a cada 10 pares de base.
Os membros de cada par de bases somente encaixam-se na dupla-hélice se as duas fitas da hélice estiverem na posição antiparalela – isto é, somente se a polaridade de uma fita estiver em orientação oposta à da outra fita. Uma consequência da estrutura do DNA e do pareamento de bases é que cada fita de uma molécula de DNA contém uma sequência de nucleotídeos que é exatamente complementar à sequência de nucleotídeos da outra fita.
2 – Explicar os mecanismos de replicação, transcrição e tradução das cél eucarióticas (etapas, mecanismos, fatores envolvidos), considerando controle:
Ciclo celular: vai desde a formação da cél até a sua própria divisão em duas cél-filhas, iguais entre si. Dura de 12h em tec de crescimento rápido, até 24h em tec de crescimento mais lento. Pode ser dividido em:
Interfase: fase compreendida entre 2 divisões sucessivas. A cél cresce e se prepara para a divisão.
Mitose: divisão propriamente dita, na qual se origina 2 cél-filhas. Há divisão do núcleo e do citoplasma (citocinese). Dura mais ou menos 1h, sendo maior em cél tumorais e em cél transformadas.
O crescimento e divisão devem ser regulados e controlados para assegurar a manutenção das características cel essenciais. Então a duração do ciclo deve se ajustar ao tempo que a cél necessita para dobrar o seu tamanho. E isso requer mecanismos de controle que operem em momentos específicos do ciclo cel. Esses mecanismos são feitos por produtos gênicos, regulados por fatores extracelulares (nutrientes/fatores de crescimento).
Interfase:
É uma fase de intensa atividade metabólica, com duplicação dos componentes da cél-mãe + duplicação do DNA. Ocupa 95% do tempo do ciclo cel, variando de acordo com o tipo cel e condições fisiológicas da cél (idade, disponibilidade hormonal, fatores de crescimento, temperatura, p. osmótica, p. hidrostática e p. de O2 externas) + ciclo circadiano.
A síntese de DNA é periódica (período S); a de RNA é contínua (mais intensa em G1 e no começo de S). Os RNAs extranucleolares são sintetizados em picos nos períodos G1 e G2. Poucas prot são sintetizadas continuamente na interfase, sendo apenas algumas enzimas e as tubulinas; a enzima ciclina, se acumula durante essa fase.
A interfase divide-se em 3 fases:
G1: é o reinício da síntese de RNA interrompida na mitose. Há um crescimento contínuo da cél + síntese prot intensa + síntese de enzimas imprescindíveis para a fase subsequente. Tem um papel controlador: decide se a cél vai continuar se proliferando OU se vai se retirar do ciclo e entrar num estado quiescente (G0). A decisão é tomada por sinais extracelulares (ex.: fatores de crescimento) -> desencadeiam em respostas intracelulares, as quais são monitoradas por controladores internos do ciclo (componentes prot), que induzem/impedem a progressão do ciclo. Ao final da G1 há o ponto de restrição (ponto R), o qual é apenas transposto quando prot sintetizadas nessa fase se acumulem até uma quantidade crítica (espécie de limiar), de um modo que a cél saia desse ponto R e vá para a fase S, prosseguindo até o final do ciclo de divisão. Outro mecanismo de controle é em G1 é a interrupção temporária do ciclo induzida por danos ao DNA, e então mecanismos de reparo operam antes da replicação. O sinal de parada é dado pela proteína p53 -> aumenta em resposta ao dano -> impede que a cél prossiga e replique o DNA danificado. Quando o dano é transferido para as cél-filhas, há a perda de funções da prot p53, resultando no acúmulo de mutações e instabilidade do genoma (desenvolvido de câncer). A G1 tem a duração mais variável por ser a que mais sofre influência de fatores extracelulares. Nele, vários inibidores e mutações podem bloquear a proliferação. Ocupa geralmente muitas horas. 
S: é marcado pelo início da síntese de DNA, sendo um ponto de não-retorno do ciclo, levando à divisão cel. A cél duplica seu DNA, elaborando réplicas perfeitas das moléculas de DNA que possui (processo de replicação). Na fase S quem sofre a duplicação é acromatina, formando um complexo com prot histonas (são as únicas prot com síntese confinadas à fase S). Há também a formação de pró-centríolos perpendiculares a cada membro do par de centríolos existente nas cél. Nela fatores extracelulares não mais determinam eventos do ciclo cel, acontecendo em períodos com duração mais constante. Dura de 7 a 8h.
Replicação: resumo manuscrito
G2: nele ocorrem os preparativos para a mitose. É fundamental que a replicação tenha sido completada e que possíveis danos do DNA tenham sido reparados antes de haver a transição G2/M. Há um importante ponto de checagem em G2, caracterizado pela permanência da cél até que todo seu genoma seja replicado e reparado, antes da transmissão às cél-filhas. Há também mecanismos sensores que detectam anormalidades na replicação e enviam sinais negativos para o sistema de controle do ciclo, bloqueando a ativação das moléc que desencadeiam a entrada em mitose. Dura de 2 a 6h, com tempo maior em cél tumorais.
Há também a síntese de prot não-histônicas -> se associam aos cromossomos durante sua condensação na mitose + acúmulo do complexo ciclina-Cdk (complexo proteico citoplasmático que regula a transição G2/M), responsável por induzir a entrada em mitose e realizar: condensação cromossômica + ruptura do envoltório nuclear + montagem do fuso + degradação da prot ciclina. Ocorre uma síntese de RNA (esp. extranucleolares) e o contínuo da síntese geral de prot iniciada em G1. Esses processos se interrompem na mitose.
Mitose:
Período de divisão da célula, com seu conteúdo duplicado na interfase, em duas cél-filhas. Inclui a mitose/cariocinese e a citocinese.
	Prófase: condensação gradual das fibras de cromatina -> tornam-se mais curtas e espessas -> formando os cromossomos. Isso torna os cromossomos individualizados e compostos por duas cromátides (carregam o material genético duplicado na interfase), as quais unem-se pelas coesinas (complexo de prot). A condensação tem o papel de evitar o emaranhamento/ rompimento do material genético durante sua distribuição às cél-filhas. Ela é induzida pelo complexo ciclina-Cdk -> fosforila as condensinas (prot que estabelecem alças que compactam o cromossomo) -> condensinas fosforiladas ligam-se à cromatina -> condensação progressiva das fibras -> inativação gradual da cromatina (fim da transcrição de RNA, da síntese de RNAm e RNAr e redução do RNAt). Com o fim da transcrição de RNAr, novas moléc constituintes da região fibrilar do nucléolo deixam de ser sintetizadas, e as que já existem transformam-se em componentes da região granular -> passam para o citoplasma na forma de subunidades ribossômicas OU se dispersam na forma de grânulos -> desorganização dos nucléolos. No citoplasma, centrossomos (estruturas constituídas por um par de centríolos + material pericentriolar, de onde emanam fibras de microtúbulos radiais) formam o fuso como centros nucleadores de polimerização de tubulina em microtúbulos. O áster é o conjunto de centrossomos + fibras de microtúbulos radiais.
Cromossomos em fase final de condensação + centrossomos em posição oposta -> desmontagem do envoltório nuclear: rompimento das memb nucleares em vários pontos -> vesículas membranosas se formam e se dispersam no citoplasma; dissociação dos complexos de poro + despolimerização da lâmina nuclear -> fosforilação das prot intrínsecas da memb nuclear interna + prot laminas pelo complexo ciclina-Cdk -> dissociação das prot laminas: laminas fosforiladas -> laminas livres -> desmontagem da lâmina nuclear -> fragmentação das memb nucleares em vesículas.
	Metáfase: cromossomos atingem a condensação máxima e as cromátides irmãs fiam visíveis. Primeiro há a complementação do alinhamento dos cromossomos na região equatorial -> formação da placa metafásica. As forças que mantêm os cromossomos na mesma posição estão igualmente distribuídas entre os dois polos cel pelos microtúbulos do fuso, o qual é constituído por dois hemifusos (compostos pelas fibras polares - partem dos centrossomos nos dois polos opostos e se interdigitam na região central da cél; fibras cinetocóricas - ligam cada cromossomo aos dois polos opostos; fibras livres - mais curtas e não ligadas aos polos ou cinetócoros).
	Anáfase: ocorre ruptura do equilíbrio metafásico + separação e migração das cromátides, chamadas agora de cromossomos-filhos. Microtúbulos das fibras cinetocóricas encurtam por perda de dímeros de tubulina nas extremidades polares -> aproximação dos cromossomos-filhos aos poros; moléc de tubulina são adicionadas à extremidade distal dos microtúbulos polares, que crescem e aumentam a distância entre os polos; deslizamento entre as fibras polares do fuso com auxílio de outras prot motoras.
	Telófase: inicia-se quando os cromossomos-filhos alcançam seus polos, e os microtúbulos cinetocóricos desaparecem. Há reconstituição dos núcleos + divisão citoplasmática -> formação das cél-filhas; descondensação da cromatina + reaquisição da capacidade de transcrição + reorganização dos nucléolos + reconstituição do envoltório nuclear + processo inverso à prófase -> inativação do complexo ciclina-Cdk -> permite que fosfatases desfosforilem as prot -> término da mitose.
Estruturação de novos envoltórios nucleares pela ligação de prot da memb nuclear interna + laminas desfosforiladas à superfície dos cromossomos-filhos: vesículas de RE se fundem -> origem às memb nucleares internas e externas + remontagem dos complexos de poro -> pontos de interrupção entre as vesículas -> reimportação de prot nucleares anteriormente dispersadas (laminas solúveis desfosforiladas que se polimerizam) através dos complexos de poros -> crescimento do núcleo.
Os cromossomos se descondensam e a reorganização do nucléolo resulta: (1) na retomada da transcrição de moléc precursoras dos RNArs a partir do DNA das regiões organizadoras de nucléolo; (2) reagrupamento dos componentes imaturos do antigo nucléolo, que estavam dispersados na prófase e agora são os corpos pré-nucleolares. Despolimerização gradativa dos microtúbulos restantes -> desmonte do sistema microtubular mitótico à medida do avanço da divisão citoplasmática.
Citocinese: faz parte da telófase: filamentos de actina e miosina estão dispostos em feixe e interligados por moléc de miosina na região do estrangulamento entre as cél-filhas -> formação do anel contrátil -> movimento de invaginação da memb -> constrição na altura da região equatorial da cél-mãe -> progride -> divisão do citoplasma -> separação das 2 cél-filhas com partes iguais do conteúdo citoplasmático.
Genes no núcleo celular: no núcleo cel, muitos genes estão ligados, extremidade com extremidade, nas moléc do DNA, com estrutura de dupla hélice. Essa moléc é constituída por vários compostos químicos, ligados em padrão regular.
Blocos básicos de construção do DNA: (1) ácido fosfórico,(2) desoxirribose (açúcar) e (3) 4 bases nitrogenadas (2 purinas, 1 adenina e 1 guanina, 1 pirimidinas, 1 timina e 1 citosina). O ácido fosfórico e a desoxirribose formam as 2 fitas helicoidais que são o esqueleto da molécula de DNA, e as bases nitrogenadas ficam entre as duas fitas, conectando-as.
Nucleotídeos: o 1º estágio na formação do DNA é a combinação de moléc de ácido fosfórico + moléc de desoxirribose + uma base nitrogenada -> o nucleotídeo acídico. Quatro nucleotídeos distintos são, portanto, formados, um para cada uma das quatro bases: os ácidos desoxiadenílico, desoxitimidílico, desoxiguanílicoe e desoxicitidílico.
Formação das fitas de DNA pelos nucleotídeos: as duas fitas de DNA são frouxamente ligadas entre si por ligações cruzadas fracas, e o esqueleto de cada filamento de DNA é composto por alternação de moléc de ácido fosfórico e de desoxirribose. As bases purínicas e pirimidínicas estão fixadas às laterais das moléc de desoxirribose. As 2 fitas de DNA são mantidas unidas por meio de pontes de H entre as bases, que são relativamente fracas. Observa-se que: (1) adenina se liga a timina; (2) guanina se liga a citosina. Assim, a sequência de pares complementares debases é CG, CG, GC, TA, CG, TA, GC, AT e AT.
Código genético: a importância do DNA reside em sua capacidade de controlar a formação de prot pela cél, e isso ocorre através do código genético, formado pelas bases purina e piramidina, que se projetam de cada lado da fita de DNA quando elas se separam. Cada 3 bases sucessivas é uma palavra do código. Os tripletos sucessivos controlam a sequência de AA na moléc de prot que é sintetizada pela cél. Os 3 tripletos (GGC, AGA, CTT) são, respectivamente, responsáveis pela inserção sucessiva dos 3AA: prolina, serina e ácido glutâmico—na moléc de prot em formação.
Transcrição: o DNA se localiza no núcleo da cél, enquanto a maioria das funções da cél é realizada no citoplasma. Então, os genes do núcleo conseguem as reações químicas do citoplasma, o que envolve a intermediação do RNA cuja formação é controlada pelo DNA do núcleo. O código genético é transferido para o RNA, e esse processo é chamado transcrição. O RNA, por sua vez, se difunde do núcleo através dos poros nucleares para o compartimento citoplasmático, onde controla a síntese de prot.
Síntese de RNA: as 2 fitas da molécula de DNA se separam temporariamente, e uma delas é usada como molde para a síntese da moléc de RNA. Os tripletos de código no DNA são transcritos para tripletos do código complementar (códons) no RNA; esses códons controlarão a sequência de AA na prot a ser sintetizada no citoplasma cel.
Blocos básicos de construção de RNA: são praticamente os mesmos dos de DNA, exceto por 2 diferenças: (1) ao invés do açúcar desoxirribose é usado a ribose no RNA, que contém íon hidroxila extra ligado à estrutura do anel de ribose; (2) a timina é substituída por outra pirimidina, a uracila.
Formação dos nucleotídeos de RNA: os blocos básicos da construção de RNA formam nucleotídeos de RNA. Quatro nucleotídeos distintos são usados na formação do RNA, que contêm as bases adenina, guanina, citosina e uracila.
“Ativação” dos nucleotídeos de RNA: é feita pela RNA-pol, que adiciona a cada nucleotídeo 2 radicais de fosfato extra - que se combinam com o nucleotídeo por ligações fosfato de alta energia, derivadas do ATP da célula - formando trifosfatos. Isso provém bastante energia do ATP à cada nucleotídeo, promovendo reações químicas que adicionam cada novo nucleotídeo ao final da cadeia de RNA.
Transcrição
A montagem da molécula de RNA ocorre sob a influência da RNA-pol, que possui as seguintes propriedades funcionais necessárias para a formação da molécula de RNA:
1 - Ela contém estrutura complementar apropriada para reconhecer o promotor (sequência de nucleotídeos no início de cada na fita de DNA), e se liga a ele. Esse é o passo essencial para se iniciar a formação da moléc de RNA;
2 - Após se ligar ao promotor, causa o desenrolamento da hélice de DNA e a separação, na região desenrolada, das 2 fitas.
3 - Se move ao longo da fita de DNA, desenrolando temporariamente e separando as 2 fitas de DNA a cada etapa de seu movimento. Conforme cada estágio do movimento, a RNA-pol adiciona novo nucleotídeo ativado ao final da cadeia de RNA em formação, segundo os seguintes passos:
formação da ponte de H entre a base seguinte no filamento de DNA e a base do nucleotídeo de RNA -> clivagem de 2 dos 3 fosfatos de cada um dos nucleotídeos de RNA -> liberação de muita de energia das ligações de fosfato -> uso da energia para formar a ligação covalente entre o fosfato restante, no nucleotídeo, e a ribose no final da cadeia de RNA em formação -> RNA-pol atinge o fim do gene de DNA -> encontra a sequência de terminação de cadeia (nova sequência de nucleotídeos de DNA) -> a polimerase e a recém-formada cadeia de RNA se separam da fita de DNA -> a polimerase pode ser reutilizada sucessivamente para formar outras cadeias de RNA -> formação do novo filamento de RNA é formado + rompimento das fracas pontes de H com a fita de DNA pela afinidade do DNA à religação da fita complementar -> a cadeia de RNA se solta do DNA -> liberada no nucleoplasma.
O código presente no filamento de DNA é transmitido de forma complementar para a cadeia de RNA. As bases de nucleotídeos de ribose sempre se combinam com as bases de desoxirribose como se segue:
	BASE NO DNA
	BASE NO RNA
	Guanina
	Citosina
	Citosina
	Guanina
	Adenina
	Uracila
	Timina
	Adenina
Tipos de RNA: cada um desempenha um papel independente e inteiramente diferente na formação de prot:
1 - RNA mensageiro (mRNA): leva o código genético para o citoplasma para controlar o tipo de prot formada. São longas fitas únicas de RNA, localizadas no citoplasma, e compostas de nucleotídeos de RNA em fitas não pareadas; contêm códons (CCG, UCU e GAA) que são exatamente complementares aos tripletos de código dos genes de DNA. Esses são os códons para os AA prolina, serina e ácido glutâmico.
2 - RNA de transferência (tRNA): transfere as moléc de AA específicas para as moléc de prot que estão em processo de síntese. Cada tipo de tRNA se liga especificamente com um dos 20 AA que serão incorporados às prot, agindo como um carreador para transportar o tipo específico de AA para os ribossomos, onde as moléc de prot estão se formando. Nos ribossomos, cada tipo específico reconhece um códon determinado no mRNA e entrega o AA no local adequado da cadeia da moléc de prot em formação. Um dos códons corresponde ao sinal de start para a fabricação da moléc de prot, e 3 códons representam o sinal de stop para a produção da moléc de prot. Estes 2 tipos de códons são chamados IC (códon de iniciação de cadeia) e TC (códons de término da cadeia). Em uma extremidade da moléc de tRNA existe o ácido adenílico com um grupo hidroxila da ribose, que é onde se liga o AA transportado. É essencial que cada tipo de tRNA tenha especificidade para determinado códon no mRNA, e esse código específico no tRNA que permite que ele reconheça um códon específico, que é o anticódon (um tripleto de bases de nucleotídeos chamado), que se localiza aproximadamente no meio da moléc de tRNA. Durante a formação da moléc de prot, as bases do anticódon se ligam frouxamente por pontes de H com as bases do códon do mRNA. Dessa forma, os respectivos AA são alinhados uns após os outros ao longo da cadeia de mRNA, estabelecendo-se, assim, a sequência adequada de AA na moléc de prot em formação.
3 - RNA ribossômico: contém cerca de 75 prot, tanto estruturais quanto enzimas, e forma cerca 60 % os ribossomos (o restante é formado por prot). O ribossomo é a estrutura física no citoplasma na qual as moléc de prot são realmente sintetizadas, e ele sempre funciona em associação com outros 2 tipos de RNA: o tRNA (transporta AA para o ribossomo, para serem incorporados na moléc de prot em formação) e o mRNA (fornece a informação necessária para o sequenciamento dos AA, na ordem correta, para cada tipo específico de prot). Os genes para a formação de rRNA estão localizados em 5 pares de cromossomos no núcleo, e cada um destes cromossomos contém muitas duplicações desses genes, pois grandes quantidades de rRNA são necessárias para a função cel. O rRNA ribossômico especialmente processado no nucléolo (estrutura especializada adjacente aos cromossomos), onde se liga às “prot ribossômicas” para formar produtos de condensação granular que são subunidades primordiais dos ribossomos. Essas subunidades são então liberadas do nucléolo e transportadas através dos grandes poros do envelope nuclear para quase todas as partes do citoplasma. No citoplasma, as subunidades são montadas para formar ribossomos maduros e funcionais. Portanto, as prot são formadas no citoplasma da célula, e não no núcleo celular, pois o núcleo não contém ribossomos maduros.
4 – MicroRNA (miRNA): fragmentos curtos de fita única de RNA de 21-23 nucleotídeos que regulam a transcrição gênica e a tradução. São decodificados do DNA transcrito de genes, mas não são traduzidos em prot e, assim, são comumente denominados RNA não codificado. Os miRNAs são transformados pela cél em moléc que são complementares ao mRNA e agem para diminuir a expressãogênica. A formação de miRNAs envolve processamento especial de precursor primário mais longo dos RNAs, denominado pri-miRNAs, que são os primeiros transcritos do gene. Estes são transformados, no núcleo da cél, pelo complexo microprocessador em pré-miRNAs, que consiste em uma estrutura haste-alça com 70 nucleotídeos. Esses pri-miRNAs são, então, posteriormente transformados no citoplasma por uma enzima cortadora específica, que ajuda a montar um complexo silenciador induzido por RNA (RISC) e gera miRNAs.
A sua regulação da transcrição gênica se dá pela sua ligação à região complementar do RNA e promoção da repressão da tradução/degradação do mRNA, antes que este possa ser traduzido pelo ribossomo. Os miRNAs têm papel importante na regulação normal da função cel, e alterações das suas funções são associadas ao câncer e a doenças cardíacas. Outro tipo de microRNA é o de baixa interferência (siRNA), também chamado RNA silenciador ou RNA de pouca interferência. Os siRNAs são moléc curtas, de dupla fita de RNA, com 20-25 nucleotídeos, que interfere na expressão de genes específicos. Geralmente, se referem a miRNAs sintéticos e podem ser adm para silenciar a expressão de genes específicos, sendo projetados para evitar a transformação nuclear pelo complexo microprocessador e, após entrar no citoplasma, ativa os complexos silenciadores RISC, impedindo a tradução do mRNA. Os siRNAs podem ser adaptados a qualquer sequência específica do gene. Por conta disso, eles podem ser usados para impedir a tradução de qualquer mRNA e, por consequência, a expressão por qualquer gene pelo qual a sequência de nucleotídeo é conhecida. Alguns pesquisadores propuseram que os siRNAs podem se tornar úteis como ferramenta terapêutica para silenciar genes que contribuem na patofisiologia de doenças.
Tradução:
Resumo: moléc de mRNA entra em contato com um ribossomo -> fita de RNA passa através do ribossomo, começando pelo códon de “iniciação de cadeia” (extremidade predeterminada, especificada por uma sequência de bases) -> enquanto o mRNA atravessa o ribossomo -> a moléc de prot é formada -> códon de “parada” passa pelo ribossomo -> fim da moléc de prot é sinalizado -> liberação da moléc é no citoplasma.
Polirribossomos: uma só moléc de mRNA pode formar moléc de prot em vários ribossomos ao mesmo tempo, pois a extremidade inicial do filamento de RNA pode passar para ribossomos sucessivos, depois de deixar o primeiro. As moléc de prot estão em diferentes estágios de desenvolvimento, em cada ribossomo, e os agrupamentos de ribossomos ocorrem com frequência, com 3-10 ribossomos simultaneamente ligados a uma só moléc de mRNA. Esses agrupamentos são chamados de polirribossomos.
O mRNA mensageiro pode originar moléc de prot em qualquer ribossomo; isto é, não há especificidade dos ribossomos para determinados tipos de prot. O ribossomo é simplesmente o local físico no qual as reações químicas ocorrem.
Aderência de ribossomos ao RE: ocorre porque as extremidades iniciais de muitas moléc de prot em formação têm sequências de AA que se ligam imediatamente a locais receptores específicos no retículo endoplasmático; isso faz com que essas moléc atravessem a parede e entrem na matriz do RE, o que dá aparência granular a essas partes do retículo onde as prot estão sendo formadas e introduzidas na matriz do retículo.
Deve-se ainda observar que, exceto nas cél glandulares, onde são formadas grandes quantidades de vesículas secretórias contendo prot, a maioria das prot sintetizadas pelos ribossomos é liberada diretamente no citosol em vez de no RE. Essas proteínas são enzimas e prot estruturais internas da cél.
Passos químicos na síntese de prot:
cada AA é ativado por processo químico: ATP + AA -> formação do complexo monofosfato de adenosina -> transferência de 2 ligações de fosfato de alta energia no processo -> ativação de AA com excesso de energia -> combinação do AA com o RNA de transferência específico -> formação do complexo AA-tRNA + liberação do monofosfato de adenosina
RNA de transferência que carrega o complexo-AA faz contato com a moléc de mRNA mensageiro no ribossomo, onde o anticódon do RNA de transferência se une temporariamente ao códon específico do mRNA mensageiro -> alinhamento do AA na sequência apropriada para formar a moléc de prot -> formação das ligações peptídicas entre os AA sob a influência da enzima peptidiltransferase (uma das prot no ribossomo) + crescimento progressivo da cadeia de prot.
Esses eventos químicos requerem energia de 2 ligações adicionais de fosfato de alta energia, totalizando 4 ligações de alta energia para cada AA adicionado à cadeia de prot. Assim, a síntese de prot é um dos processos que mais consomem energia na cél.
Ligação peptídica: radical hidroxila (OH-) é removido do radical COOH do primeiro AA + remoção de um hidrogênio (H) do grupo NH2 do outro AA -> formação de H20; 2 locais reativos restantes nos 2 AA sucessivos se ligam um ao outro -> moléc única -> formação da ligação peptídica. Ocorre a cada AA acrescentado.
3 – Descrever mecanismo de erro e de reparo de erro durante a replicação:
Os danos no DNA podem ser por ligações anormais, quebras do DNA ou bases erradas, causados por erros na replicação, substâncias no ambiente, calor, acidentes metabólicos, radiações, dentre outras possibilidades. A cada 1000 alterações acidentais no DNA, ocorre 1 mutação permanente. Dentre as alterações no DNA, podemos destacar: 
Radiação UV: pode produzir dímeros de pirimidina entre duas pirimidinas vizinhas (formam uma ligação C-C). Isso ocorre quando 2 nucleotídeos são lidos como somente 1. 
Depurinação: retira guanina ou adenina do DNA. 
Desaminação: converte, por exemplo, citosina para uracila, não existente em DNAs. Esse erro consegue ser reparado facilmente pois não existe uracila na estrutura do DNA, sendo identificado rapidamente.
Todos os erros apresentados ocorrem em uma fita molde do DNA, ou seja, a outra fita molde do DNA possui a informação para verificação de algum erro ou alteração na fita danificada ou que tem alguma alteração na sua estrutura original, sendo passível de correção. 
Desaminação e metilação sequencial: não existe mecanismo para identificar a fita incorreta quando o nucleotídeo mudar de citosina para timina, por exemplo. Os dois nucleotídeos existem na estrutura do DNA. Portanto, é visto como um erro de fita dupla. 
Um DNA ao ser replicado com uma mutação em uma fita, irá produzir um DNA certo e um com mutação. Se não forem corrigidas, a maior parte das mutações levam à deleção de 1 ou mais pares de bases de DNA ou à substituição de um par de bases na cadeia filha do DNA.
A mutação em uma região controladora é muito mais preocupante do que em uma região codificante. Como a região controladora irá regular a transcrição do RNAm para posterior síntese proteica, o gene antes não expresso, com a mutação nessa região estratégica, pode começar a ser expresso.
Mutações na Região-codificante:
Mutação silenciosa: troca de uma base em um códon que não afeta o AA lido. A prot não é alterada.
Mutação de sentido trocado: troca de uma base em um códon, alterando o AA traduzido. Essa troca pode ser branda ou forte na estrutura da prot. Ex.: anemia falciforme.
Alteração no frame de leitura: podem adicionar ou deletar um ou mais nucleotídeos, mudando assim a matriz de leitura para o restante do processo de tradução, fazendo com que toda sequência de AA em seguida ao sítio mutante não tenha relação com a sequência original do AA. Essa alteração faz com que a prot traduzida não tenha funcionalidade, visto que depende da sua estrutura original que foi afetada com a deleção ou adição de nucleotídeos.
Mecanismo de Reparo:
Reparo por excisão de base: é um reparo pré-replicação. Enzimas denominadas DNA-glicosidase reconhecem e removem a base errada, ocasionando um sítio abásico. Outra enzima, AP endonuclease, cliva a ligação fosfodiéster após reconhecer a ausência de base. Com isso, uma DNA polimerase adiciona a base certa e a DNA ligase sela o espaço.
Fotorreparo:é um reparo pré-replicação. A fotoliase, estimulada pela luz visível, corta a ligação errada C-C causa pela exposição pela exposição aos raios UV.
Reparação por excisão de nucleotídeos: é um reparo pré-replicação. Uma DNA nuclease cliva ligações fosfodiéster ao redro desse erro e uma DNA helicase retira um pedaço da fita que contém o erro. Após o mesmo processo de reparo por excisão de base é feito.
Fotorreparo, excisão de bases e nucleotídeos podem ser mecanismos podem ser mecanismos co-transcricionais. Não há como fazer um processo de reparo pré-transcrição pois a transcrição é um evento contínuo e disperso no genoma, logo, o reparo ocorre simultaneamente durante a transcrição.
Reparo pós-replicação (caso se saiba qual a fita mãe):
Excisão de base dependente de metilação: o sistema de reparo de mal pareamento corrige erros na replicação que não são corrigidos pela função de revisão da DNA polimerase replicativa. O reparo é restrito ao filamento recém-sintetizado, que é reconhecido pela maquinaria de reparo em procariontes por não possuir um marcador de metilação em sua estrutura.
Reparo pós-replicação em eucariotos:
Reparo por excisão de nucleotídeos: prot MutS reconhece o erro causado na replicação -> se liga ao sítio do erro -> recrutamento de outras prot -> exonuclease remove o segmento mal pareado -> síntese da região excisada pelo DNA-pol + união do DNA recém-sintetizado ao filamento original pelo DNA ligase.
É melhor que se perca um pedaço do cromossomo do que o cromossomo inteiro. Por esse motivo, existe um sistema de reparo de fitas duplas no DNA. Caso o erro não consiga ser corrigido, o cromossomo é degradado. Portanto, é muito mais lógico que se utilize apenas um pedaço do cromossomo para esse tipo de reparo. Ao se quebrar um pedaço de fita dupla há duas maneiras de correção: (1) junção terminal não homóloga e (2) junção terminal homóloga. Nas duas, após a perda do pedaço de fita dupla, há perda de nucleotídeos em ambas as fitas para que seja possível haver as correções (aparo das pontas). O reparo não homólogo altera a sequência do DNA original reparando cromossomos quebrados com deleções ou pequenas inserções de nucleotídeos. É um método mais rápido, e pode ser acionado quando o mecanismo de reparo homólogo não é possível de ser alcançado. Não há preocupação de recuperação da região. O reparo homólogo é mais eficiente. Nesse processo ocorre o aparo das pontas do DNA e capeamento das pontas livres, uso do mesmo trecho de outro cromossomo molde em um DNA híbrido e um reparo semelhante ao da excisão de nucleotídeos (DNA polimerase e DNA ligase).