Duplicação do DNA e Sínteses de RNA

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REPLICAÇÃO DO DNA E SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
Profa. Dra. Maristela Ruberti 
3º/4º Semestre – Biomedicina 
Instituto de Ciências da Saúde - UNIP 
A replicação do DNA é semi-conservativa 
Com base no modelo da molécula de Dna proposto por Watson e Crick, o 
mecanismo base de replicação envolve a separação da cadeia de DNA, 
obtida pelo desenrolamento da dupla hélice, seguido pela cópia de cada 
cadeia que serve como um molde para a síntese de cada cadeia. 
 
A seqüência de cada nucleotídeo é fixada pelas regras de pareamentos de 
bases 
As duas fitas originais são chamadas parentais; 
As duas cópias são chamadas moléculas filhas; 
E a nova molécula de DNA possui uma fita parental e uma fita que foi copiada 
ou molécula filha 
 
Características gerais da replicação: 
 
Durante a fase S a eucromatina começa a ser copiada primeiro e por último a 
heterocromatina, no final da fase S, sendo por isso de replicação tardia. 
 
Existem origens de replicação; 
 
Velocidade de replicação  3.000 bases/minuto. Calcula-se que seria 
necessário 1 mês para o genoma eucarioto se replicar. Assim, a replicação se 
inicia em vários pontos simultâneamente. Então na célula eucarionte existem 
múltiplas origens de replicação, em média 200 pontos de replicação. 
 
Replicação semi-conservativa do DNA. 
As unidades de replicação 
das múltiplas origens (Ors) de 
replicação são chamadas 
REPLICONS 
 Sentido de replicação sempre 5’ 3’ 
 
Se as cadeias da dupla hélice são antiparalelas como elas 
podem ser replicadas ao mesmo tempo se a forquilha de 
replicação seguir no mesmo sentido? 
 
Resposta: seguindo um padrão descontínuo. 
3’ 5’ 
5’ 3’ 
5’ 3’ 
5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 
Fitas 
Antiparalelas 
A cadeia que usa como molde a fita 3’ para 5’ é sintetizada de 
forma contínua (cadeia líder) e a outra cadeia parental. 
 
 A cadeia 5’ para 3’ é sintetizada de uma forma descontínua 
gerando fragmentos conhecidos como fragmentos de Okazaki 
(são cadeias curtas de de 1000 a 2000 nucleotídeos) estes 
segmentos descontínuos são posteriormente substituídos em 
parte e ligados por DNA ligase para formar uma cadeia 
ininterrupta. 
 
 Observa-se que as duas cadeias são polimerizadas pela mesma 
DNA polimerase dimérica. 
Em eucariotos existem pelo menos 4 DNA polimerases (DNApol). 
São elas: 
DNA pol  , DNA pol  são as responsáveis pela replicação do DNA. 
DNA pol  (epsílon) e DNA pol β (beta) mecanismos de reparo. 
DNA pol  (gama) é responsável pela replicação do DNA mitocondrial. 
Primer: segmentos de RNA de 1 a 60 nucleotídeos, dependendo da 
espécie, cuja sequência é, naturalmente, complementar à do DNA molde. 
AS CÉLULAS POSSUEM MECANISMOS PARA 
MANTER A INTEGRIDADE DO SEU DNA 
MECANISMOS DE REPARO 
Síntese Protéica 
 
. A síntese de RNA começa em regiões do DNA chamadas de 
promotoras. 
 
 
. Em procariotos, duas dessas regiões são conhecidas como 
seqüências de consenso. São elas: 5’ TATATT 3’ e 5' TTGACA 3’, 
respectivamente. 
 
 
. Nos eucariotos a principal região promotora é conhecida como TATA 
box. 
 
 
. Uma importante etapa na iniciação da transcrição é a abertura da 
dupla fita de DNA (desenovelamento) que é feita rompendo-se as 
ligações entre as bases das duas fitas. 
As proteínas são polímeros de aminoácidos 
A sequência de aminoácidos influi na forma tridimensional e no papel 
biológicos das moléculas protéicas 
Há proteínas que tem apenas uma cadeia polipeptídica enquanto outras 
possuem múltiplas cadeias, em geral umas diferentes das outras. Exemplo: 
hemoglobina: duas cadeias  e duas cadeias β. 
 
 
-Ligação peptídica: resultante da ligação 
covalente 
-Interções hidrofóbicas; 
-Pontes de hidrogênico; 
-Ligações dissulfeto: S-S ligações 
covalentes entre moléculas do 
aminoácido cisteína. 
A estrutura da molécula protéica é mantida por forças de estabilização: 
 
Moléculas chaperones auxiliam a formação das complexas 
moléculas protéicas e a destruição das proteínas defeituosas 
A função dos chaperones ou chaperonas é se unirem às cadeias 
polipeptídicas nascentes até que elas se liguem a outras cadeias 
polipeptídicas, para formar corretamente as complexas moléculas finais 
de proteínas. 
 
As principais chaperones são denominadas Hsp60 e Hsp70. A 
abreviatura provem do nome em inglês heat shock protein proteínas de 
shock térmico, porque elas aumentam de quantidade quandos a células 
são colocadas em temperatura mais elevada, o número se refere ao 
peso molecular em quilodaltons (KDa). 
 
Exemplo: doença da vaca louca. Sinais de perigo para o S.I. 
Vídeo. 
O RNA tranfere a informação do DNA para as 
proteínas 
Existem três tipos de RNA: 
 
1) RNAt = transportador ou de transferência 
 
2) RNAm = mensageiro 
 
3) RNAr = ribossômico (23 kDa) e 30(kDa) 
A função do RNA de tranferência RNAt é transferir aminoácidos para a 
posição CORRETA nas cadeias polipeptídicas em formação nos 
complexos ribossômicos. 
Reconhece locais na molécula de 
RNAm constituídos por uma 
seqüência de 3 bases chamado 
CÓDON. 
 
A seqüência de 3 bases que 
reconhece o CÓDON no RNAt é 
chamada ANTICÓDON. 
 
Para cada aminoácido existe pelo 
menos 1 RNAt específico 
 
O RNAm é uma molécula gigante que transcreve a 
informação contida na molécula de DNA 
A molécula de RNA varia de acordo com a proteínas que vai ser formada, no 
entanto, o RNAm é bem maior visto que são necessários três nucleotídeos para 
codificar um aminoácido. 
 
Cada molécula de RNA tem uma cauda poli- A (tail A) que é um prolongamento da 
molécula que é feita ainda no núcleo e é adicionado por uma enzima e não requer 
molde (template). Por outro lado a parte 5’ da molécula de RNAm recebe um 
pequeno capuz (cap) por outra enzima. 
 
Os RNAms são derivados de hnRNA (RNA hetegêneo) nucleares que são 
precurssores e apresentam grande heterogeneidade nos pesos moleculares e na 
composição dos nucleotídeos – splicing. 
 
O RNA ribossômico é muito mais abundante que os outros RNAs 
Os RNArs constituem 80% do RNA celular . Existem combinados com de proteínas 
formando partículas denomindadas RIBOSSOMOS. Quando estão presos ao RNAm 
formam os polirribossomos onde ocorrem a síntese proteíca. 
 
Existem dois tipos de ribossomos que se distinguem por seus coeficientes de 
sedimentação determinados na ultra centrífuga e expressos em unidades S ou Svedberg. 
 
As unidades se unem no início da síntese protéica de maneira reversível e se separam 
quando a proteína está formada. 
 
Em eucariontes a subunidade maior apresenta 3 tipos RNAs: 28S, 5,8S e 5S e a 
subunidade menor 18S 
O código genético é degenerado!!!! 
Foram feitas algumas investigações no sentido de decifrar o código genético mas foi o 
grupo de Gobind Khorana e Marshall Nirenberg que, em 1961, finalmente decifrou o 
código genético. Eles descobriram que cada conjunto de três nucleótidos do mRNA 
codificava um aminoácido, denominando-se codon. 
Provou-se experimentalmente que um mesmo aminoácido pode ser codificado por 
mais de uma trinca de, havendo assim, trincas sinônimas. Por isso, diz-se que o 
código genético é degenerado. 
Além disso, existem trincas que não codificam aa mais determinam o fim do 
polipeptídeo. 
Síntese de proteínas: tradução 
Codon 
A tradução ocorre em três etapas: iniciação, alongamento e término. 
O codon de iniciação é sempre o mesmo AUG e corresponde ao aa 
metionina. 
Os códons de terminação são: UAG, UAA ou UGA. 
As subunidadesmaior e menor se dissociam e a liberação do RNAm. 
A síntese completa leva de 20 a 60 segundos. 
Retículo endoplasmático Rugoso 
É abundante nas células especializadas em secreção de proteínas, como as 
céluals acinosas do pâncreas (enzimas digestivas), fibroblastos (colágeno), 
plasmócitos (imunoglobulinas). 
 Vídeos 
Replicação 
 
Transcrição e Tradução 
Mutações gênicas – conhecer o mecanismo de síntese protéica pode nos 
ajudar a compreender a manifestação de vários caracteres genéticos normais 
e patológicos. Afinal os genes manifestam-se por meio da síntese protéica. 
Exercícios: 
 
1) Explique a relação entre genes e proteínas. 
2) Por que alguns dos ribossomos encontram-se associados ao retículo 
endoplasmático. 
3) O pode ocorrer com a proteína se houver uma mutação no gene 
envolvido com a sua produção? 
4) Em que situação uma mutação não altera a molécula de proteína? 
5) Em que fase do ciclo celular ocorre a síntese proteíca? 
6) Se ao analisar uma molécula de DNA com 80 pares de bases eu obtiver 
36 bases de timina quantas bases de guanina essa molécula vai 
apresentar? 
7) Descreva com suas palavras o processo de replicação do DNA. 
8) Descreva com suas palavras o processo de síntese protéica. 
9) O que é um primer? 
10) Quais são as enzimas envolvidas com a síntese da molécula de DNA em 
eucariotos?