Nucleo e nucléolo

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Núcleo e nucléolo 
Daniel Ardisson-Araújo
DNA  RNA  Proteína
Núcleo 
Estrutura:
Cromatina
• Cromatina transcricionalmente ativa é 
menos condensada - eucromatina.
• A heterocromatina é altamente 
condensada e transcricionalmente 
inativa.
• Os cromossomos mitóticos são 
formados por cromatina no seu estado 
mais condensado 
Cromossomos
• Estruturas dos cromossomos: linear
• 1 centrômero
• 2 telômeros 
• várias origens de replicação
Cromatina
cromatina
• As histonas são as principais proteínas estruturais dos 
cromossomos eucarióticos
• existem por volta de 60 milhões de moléculas por núcleo (outra 
proteína normalmente é de 10 mil) . Rica em aminoácidos 
básicos (lisina e arginina)
• Formam a partícula unitária da cromatina: o nucleossomo
• tipos H2A, H2B, H3 e H4 (histonas nucleossomais) entre 102 a 
135 a.a.
• existem 20 cópias de cada um genes de histonas no genoma
Os nucleossomos são 
empacotados com a ajuda 
da histona H1 (220a.a.) 
para a formação de 
estruturas regulares com 
grau de espiralização 
maior.
Nucleossomos
Replicação do DNA
enzimas/proteínas
1. DNA pol
2. Helicase
3. Primase
4. ssDBP
5. Ligase
6. Topoisomerase II
Fita retardada
Fragmentos de Okazaki
1ª limitação de DNA polimerase
Replicação
RNA Primase
2ª limitação de DNA 
polimerase
Topoisomerase
Produz quebras numa cadeia do DNA e 
permite o giro da cadeia quebrada sobre a 
cadeia intacta. 
A enzima restaura a ligação fosfodiéster e 
sela a quebra. 
Topoisomerase pode relaxar 
superespiralamentos no DNA.
A DNA polimerase é
autocorretiva
Mecanismo de verificação
(Proofreading)
DNA-polimerase possui
•Uma atividade de polimerização 5’3’
•Uma atividade de exonuclease 3’5’
Telômeros x Telomerase
Telômeros X Telomerase
Telomerase
• rico em repetições das bases 
GGGTTA, humano
• adicionados ao final do cromossomo 
pela enzima telomerase. 
Telomerase
Transcrição
Visão geral dos processos biológicos:
DNA ProteínaRNA1 2
3
1. Transcrição (RNA polimerase)
2. Tradução (Ribossomos)
3. Replicação ou duplicação (DNA polimerase)
4. Respiração (Mitocôndria)
Para o desempenho de cada processo é necessário ENERGIA!
Açúcares
Lipídeos
ENERGIA
(ATP)
4
Dogma central da biologia molecular
Algumas descobertas posteriores não coincidiram com este Dogma:
1. O RNA pode sofrer replicação em alguns vírus e plantas
2. O RNA viral, através de uma enzima denominada transcriptase reversa, pode ser transcrito
em DNA
3. ODNA pode diretamente traduzir proteínas específicas sem passar pelo processo de
transcrição, porém o processo ainda não está bem claro
Genes celulares (perpetuação e expressão)  o dogma é aplicado!
Do DNA a proteína
1.Eucariotos
2.Procariotos
A seqüência de nucleotídeos de um gene
determina a seqüência de AAs de uma proteína
RNA deriva de informações permanentemente ARMAZENADAS
no DNA  essas informações são processadas durante a
TRANSCRIÇÃO por meio de um sistema enzimático
mRNA  codifica sequencias de aminoácidos que 
compõe um (euc.) ou mais (proc.) polipeptídeos
tRNA  lê a informação codificada pelo mRNA e 
leva consigo o aminoácido adequado.
rRNA  constituinte dos ribossomos
Como a célula sabe qual gene expressar 
(qual proteína produzir) se nós temos mais 
de 20.000 genes no núcleo de nossas 
células? Onde iniciar a transcrição? Qual 
das duas fitas usar?
E sendo o DNA uma dupla-fita contínua, 
com vários genes concatenados, como a 
célula sabe onde parar a transcrição?
• No DNA existem sequências reguladoras específicas que
indicam INÍCIO e TÉRMINO de transcrição
• Transcrição é semelhante a replicação em dois pontos:
1) precisa de um molde (3’5’)!
2) É feita da 5’3’
• Dividida em três fases:
1. Iniciação ligação do DNA (PROMOTOR)
2. Alongamento  produção da fita!
3. Terminação  fim da transcrição
Não precisa de iniciador tipo Primer como na replicação, 
apenas segmentos limitados do DNA estão envolvido 
e apenas uma fita está relacionada!
Reconhecimento da região promotora no DNA
Cada gene 
tem seu 
próprio 
promotor!
RNAs transcritos sofrem modificações pós-
transcricionais antes de estarem maduros e úteis!
• tRNA e rRNA  clivados
• Pré-mRNA  splicing / Cap 5’ / poliA 3’
5’-ATG AAA TTT GAC GGA CAA TAA-3’  DNA-codificante
3’-TAC TTT AAA CTG CCT GTT ATT-5’  DNA-molde
3’-TAC TTT AAA CTG CCT GTT ATT-5’
5’-AUG AAA UUU GAC GGA CAA UAA-3’  RNA produzido
EUCARIOTOS
Sai do núcleo  poro nuclear!
Transcrição
Transcrição = síntese de RNA
•RNA polimerase
•3 espécies de RNA polimerase são responsáveis pela transcrição 
em eucariotos: RNA pol I (rRNA), RNA pol II (mRNA) e RNA pol III 
(tRNA e 5S rRNA)
•Os precursores do mRNA são modificados em ambos os lados 
(cauda poli a e cap)
•O processamento do mRNA remove grandes sequências de 
nucleotídeos do meio das moléculas de RNA.
Genes
• A maioria do DNA contido no genoma de organismos 
superiores não codifica proteínas ou RNAs (98,5% 
do genoma humano não codifica proteína). 
Genes
• Nos organismos superiores é comum genes com mais de 
100.000 pbs (alguns chegam mais de 2 milhões). 
Entretanto, apenas 1000 pbs são necessários para codificar 
uma proteína de tamanho mediano ( 300 a 400 aminoácidos)
• Íntrons e exons
• Genes grandes consistem de vários exons e íntrons 
alternados e além disso existe regiões reguladoras, 
responsáveis pela expressão do gene
Íntrons e exons
Splicing
RNA SPLICING
• Imediatamente após a síntese dos precursores do mRNA, 
ocorre a ligação de snRNPs. 
• snRNPs = Proteínas + pequenos RNAs (aprox. 250 
nucleotídeos denominados de U1 a U12) .
• O transporte do mRNA para o citoplasma é retardado até que o 
processo de splicing seja concluído
Splicing gera variabilidade gênica
Nucléolo
• O nucléolo é uma máquina de fazer ribossomos e é 
desmontado e montado após cada mitose.
• RNA ribossômico (rRNA)
• Seres humanos possuem 200 cópias por genoma haploide
• O rRNAs eucarióticos: 28S (5070nt), 18S (1869nt), 5.8S 
(156nt) e 5S (121nt)