Bioquímica P3 Resumo

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Bioquímica P3 
Primeira aula 
ESTRUTURA DE ÁCIDOS NUCLEICOS
Gene: seguimento de DNA que determina informação para produção de um produto biológico funcional. (Pode ser RNA no caso de alguns vírus) Esse produto final é majoritariamente uma proteína, mas pode ser um RNA com capacidade catalítica. 
Antes se acreditava que um gene dá origem a uma enzima, depois passou a ser aceito que um gene dava origem a uma cadeia polipeptídica. Mas hoje isso não é totalmente verdade, pois podemos originar um RNA com atividade catalítica. 
RNA ribossomal – constituir a estrutura dos ribossomos (junto com proteínas). 
RNA mensageiro – levar a informação contida na molécula de DNA, no gene, para que esta possa ser traduzida para uma proteína. 
RNA transportador – transporta os aminoácidos para o ribossomo, para que eles possam ser ligados uns aos outros formando a cadeia polipeptídica. 
Temos muito mais proteínas do que genes.
Cada tipo celular tem sua característica determinada pelo meio onde a célula se encontra. [fatores ativadores e desativadores] Algumas regiões do DNA dessas células estão em conformações que torna os genes inacessíveis. 
A presença da hidroxila nas pentoses do RNA (ribose) permite ataques nucleofílicos que prejudicam a estabilidade do RNA, fazem com que ele quebre (um processo auto catalítico). Foi vantajosa para a evolução a molécula de DNA perder essa hidroxila, pois proporciona maior estabilidade. 
Nucleotídeos absorvem em torno de 260 nm, parecido com aminoácidos com cadeia lateral aromática (280 nm). Se formos fazer uma extração de ácidos nucleicos é interessante fazer uma análise do grau de pureza do material, fazendo leitura em 2 comprimentos de onda: 260 e 280. Fazendo uma relação de 260 por 280, quanto maior a quantidade de proteína, menor essa relação, e, portanto, maior a impureza. 
5’ – 3’ – fosfato ligado ao carbono 5’ de uma pentose, com a hidroxila 3’ do nucleotídeo que já está na molécula
Existem diferentes formas de DNA em dupla fita e alfa-hélice: forma A, B e Z. A forma B foi “descoberta” por Watson e Crick, uma fita voltada para direita. A forma Z é virada para a esquerda. A forma A é apenas uma compactação da forma B, pode acontecer quando falta água, e ela pode ocorrer em algumas regiões em que os cromossomos sejam da forma B. 
A maior compactação vai ser refletida na capacidade de acessar a informação nessa região, e consequentemente na expressão gênica associada a essa região. 
As bases nitrogenadas são apolares (interações hidrofóbicas), e ainda interagem entre elas por ligações de hidrogênio (uma em uma fita e outra em outra fita). Por esse motivo elas ficam na parte de dentro da estrutura das moléculas de DNA. 
O DNA não é encontrado só em dupla fita, existem estruturas tríplex e quadruplex, que acabam sendo outras formas de controlar o acesso a informação dos genes. 
Assim como proteínas, DNA também se desnatura. É MAIS DIFÍCIL DESNATURAR DNA COM MAIORES PROPORÇÕES DE CITOSINA E GUANINA QUE FITAS COM MAIORES PROPORÇÕES DE ADENINA E TIMINA. 
A compactação para eucariotos tem auxílio de proteínas. A molécula de DNA dá duas voltas em torno do octâmero de histonas. Essas histonas são ricas em lisina e arginina, que são aminoácidos de cadeia lateral polar, carregadas positivamente. A cadeia lateral desses aminoácidos interage com o fosfato presente na molécula de DNA. 
Quando temos o DNA dando duas voltas no octâmero de histonas, temos uma estrutura chamada de nucleossoma. O octâmero de histonas é feito pelas histonas 2ª, 2b, 3 e 4, a histona H1 se liga a um octâmero e puxa o outro, dando um outro nível de compactação. As histonas formando os nucleossomas podem sofrer modificações pós-traducionais (acetilação, metilação...) e com isso, o nucleossoma pode se dissociar e tornar os genes possíveis de serem acessados e consequentemente transcritos.
Segunda aula
Genes monocistrônicos x Policistrônicos
Monocistrônicos (em eucariotos) – um gene controlado por apenas uma região promotora.
Policistrônicos – vários genes controlados por uma região promotora. 
A região promotora se encontra na molécula de DNA, adjacente ao gene em questão (monocistrônico) ou adjacente a um dos genes (policistrônico). 
EUCARIOTOS TÊM MUITO MAIS REGIÕES DE ÍNTRONS DO QUE DE EXONS NA MOLÉCULA DE DNA.
Íntrons podem atuar como uma proteção do genoma (eventuais mutações não serão sentidas na síntese de proteínas quando esta ocorre na região dos íntrons). MAS, ATENÇÃO, isso não quer dizer que as regiões de íntrons não são transcritas. O transcrito primário contém os íntrons e depois é processado de modo a remover os íntrons e ligar os exons. 
O transcrito primário pode ser processado de formas diferentes (em alguns genes), e com isso, proteínas distintas serão formadas. 
Bactérias não tem íntrons, por esse motivo seu DNA é facilmente mutável, podendo torna-las resistentes a drogas, por exemplo.
Operon é uma unidade genética funcional de bactérias, e são constituídos de uma região promotora e vários genes. Por exemplo, o operon da lactose controla três genes que codificam proteínas que vão ter função no metabolismo de lactose. 
Cada indivíduo tem uma SSR distinta, sequências de DNA que se repetem, o que é útil, por exemplo, para teste de paternidade. 
TRANSCRIÇÃO 
(escutar aula 33 de novo entre 20 e 41 minutos)
Como a RNA polimerase sabe onde tem que se ligar? 
Existe uma sequência específica de nucleotídeos na região promotora que serve de sinal para que as enzimas envolvidas na transcrição reconheçam que aquela é uma região promotora e se liguem aí para que se inicie esse processo de transcrição. 
SÃO OS FATORES DE TRANSCRIÇÃO QUE RECONHECEM A REGIÃO PROMOTORA
HSF1 – fator de choque térmico. 
Se pegarmos um erlenmeyer com leveduras a 50ºC por 8 minutos cerca de 4% delas sobrevivem. Agora se colocarmos elas num banho a 40ºC por uma hora e depois transferi-las ao banho em 50ºC (tratamento térmico) cerca de 50% sobreviveria. Isso acontece porque há tempo suficiente para levedura “sentir” a mudança de temperatura e ativar o fator HSF1. Esse fator vai ao núcleo se ligar em várias regiões promotoras que a RNA polimerase reconhece e no final resultará na formação de proteínas de choque térmico, que ajudarão a levedura a sobreviver a temperaturas mais altas (CHAPERONAS – auxiliam proteínas a se renaturar). 
P53 – fator de transcrição - gene supressor de tumor. 
EXISTE UM GENE CHAMADO P53 QUE QUANDO TRANSCRITO VAI DAR ORIGEM A UMA PROTEÍNA CHAMADA P53.
Da mesma forma que existem FATORES DE TRANCRIÇÃO que INDUZEM a transcrição, temos fatores de transcrição que REPRIMEM a transcrição. 
QUANDO FALAMOS DE GENE TEMOS INDUÇÃO OU REPRESSÃO (NÃO CONFUNDIR COM ENZIMAS QUE PODEM SER ATIVADAS OU INIBIDAS\DESATIVADAS)
Por que é legal ter apoptose? A célula se mata de dentro pra fora, então não haverá mais nada dentro da célula que pode causar mal a outras células. Ela liberará aminoácidos, ácidos graxos, glicerol... de modo que as células vizinhas podem absorver. Caso não houvesse apoptose poderia desencadear um processo inflamatório. 
Em bactérias a transcrição e tradução ocorrem simultaneamente. 
A RNA polimerase não precisa de um primer iniciador
O RNA mensageiro tem uma vida bem curta (por conta o que for explicado na primeira aula, a hidroxila na pentose)
OBS: É QUASE CERTO DE CAIR NA PROVA TRANSCREVER O RNA A PARTIR DA FITA MOLDE OU COMPLEMENTAR DE DNA. (Saber como colocar as orientações 5’ e 3’ a partir daí – TEM A VER COM O CÓDON QUE INICIA)
A transcrição depende da região promotora.
Todas as fitas de DNA podem servir de molde.
Região TATA-box – facilita a abertura da dupla fita de DNA (pela RNA polimerase) por apresentar riqueza de timina e adenina (que fazem menos interações que guanina e citosina, tornando mais fácil abrir o DNA).
Terceira aula
Como as regiões promotoras foram descobertas? *experimento*
Cap 5’ – impede degradação por nucleases, gera estabilidade ao RNA, a adição do Cap 5’ acontece antes do término da transcrição. 
SPLICINGAUTO-SPLICING
SPLICEOSSOMO
- PASSAR O QUE ESTÁ NO NOTEBOOK PRA CÁ
TRADUÇÃO
Erros na síntese proteica NÃO OCORREM NA TRADUÇÃO, ou são na transcrição ou por mutação do DNA. 
Inserção ou Deleção de nucleotídeos – mudam o quadro de leitura da proteína.
Substituição de nucleotídeos – não mudam o quadro de leitura e é possível que sintetizem a mesma proteína, já que o código genético é degenerado. Substituição é mais comum. 
Se resultar na modificação de apenas um aminoácido no final das contas, caso os aminoácidos tenham a mesma propriedade química (ambos apolares, por exemplo) a estrutura da proteína dificilmente sofrerá modificação, podendo ter a mesma função. 
Quando chega o códon de terminação no RNA mensageiro, a síntese para por não existir um anticódon complementar a eles. Ao invés disso temos um release factor (uma proteína), para sinalizar que a síntese da cadeia polipeptídica chegou ao fim. 
Aminoacil-RNAt-sintetase – liga o aminoácido ao RNA transportador. Existem 20 RNAt e 20 aminoácidos, portanto 20 enzimas pra realizar essa ligação. 
Quarta aula 
O ribossomo sabe que tem que se ligar ao RNA mensageiro não só pelo cap 5’, mas por todo processamento que ele sofre (deve estar com a cauda poli-A e ter sofrido splicing também).
Todo o processo de transcrição e tradução é controlado por proteínas. A síntese de proteínas como um todo é um processo que gasta energia, muita energia. 
O aminoácido fica ligado a extremidade 3’ do RNAt. O aminoácido se liga pela sua carboxila a hidroxila do RNA.
O aminoácido que está no RNAt do sítio P do ribossomo é ligado ao aminoácido que está no sítio A através da enzima peptidil transferase.
[*como a proteína cresce no ribossomo – que sítio]
Existe uma droga específica que inibe a atividade peptidil transferase de bactérias e outra pra fungos. A da bactéria não afeta a do fungo e vice-versa, isso porque os ribossomos de procariotos e eucariotos são diferentes. ** o do fungo pode alterar o do ser humano. 
Sitio P (Peptidil) – é o sítio onde fica a cadeia polipeptídica em crescimento.
Sítio A (Aminoacil) – o sítio que recebe um novo RNAt carregando um aminoácido.
Sítio E (Exit) – é o sítio de saída do RNAt descarregado. 
O processo de transcrição e tradução em bactérias é simultâneo. Tem muitos ribossomos associados a um mesmo RNA mensageiro. 
Existem inibidores de síntese proteica específicos para certos sistemas biológicos. 
Cloranfenicol e Cicloheximida inibem a atividade da peptidil transferase. Sendo o primeiro utilizado para procariotos e o segundo para eucariotos. Se encubássemos uma levedura em cicloheximida, ainda que colocássemos depois uma droga que a fizesse se adaptar a condição de estresse a célula ainda responderia mal a condição de estresse. Isso acontece porque a droga em questão faria com que a levedura sintetizasse proteínas para que ela suportasse a condição de estresse. 
CONTROLE DA EXPRESSÃO GÊNICA
OPERON – ESTRUTURA DO GENE BACTERIANO.
Se colocarmos uma bactéria num meio com glicose ela não precisa ativar os genes que produzem o que é necessário para metabolizar lactose. No entanto, mesmo que também haja lactose, havendo glicose, o metabolismo da lactose não é necessário. Quando a glicose acaba, aí sim o operon da lactose deixa de ficar reprimido. 
O repressor está ligado ao operon lac formando uma alça com o DNA bacteriano, não permitindo ligação com a RNA polimerase. 
Glicose alta, AMPc baixo e lactose ausente – O repressor encontra-se ligado.
Glicose baixa, AMPc alto e lactose ausente – AMPc se liga ao ativador (CRP), mas o repressor ainda está ligado ao DNA, não há transcrição.
Glicose alta, AMPc baixo e lactose presente – O repressor fica ligado ao isômero da lactose, fazendo com que ele se solte da região promotora. A RNA polimerase agora pode se ligar e transcrever o gene. No entanto temos BAIXA EXPRESSÃO GÊNICA. 
Glicose baixa, AMPc alto e lactose presente – O repressor não estará ligado por haver lactose. Como temos AMPc alto, ele se liga a CRP e isso vai permitir muito mais RNAs polimerase se ligando a região promotora. 
OBS: lembre-se da matéria anterior, quando a glicose está baixa temos AMP cíclico alto.
 [aula – 36]
TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE