3) Ação Gênica

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Ação Gênica: 
Transcrição e Tradução da 
informação genética 
 
TRANSCRIÇÃO 
 
 ANTECEDENTES HISTÓRICOS: 
 
•Como as proteínas eram geradas a partir do DNA? 
•George Gamow-1954 propôs que as 4 bases seriam as 
letras de um código para a seqüência dos 20 aminoácidos. 
•1954-1966: intensas discussões. Crick postulava a 
existência de uma molécula intermediária. 
•Nirenberg & Leder (1964) e Khorana e cols.(1966) 
desvendaram o código genético: 1 aminoácido=1códon. 
 
A SÍNTESE DE PROTEÍNAS OCORRE NO 
 CITOPLASMA 
Síntese in vitro: Zamecnik & Keller, 1954 
aminoácidos marcados com carbono14 
ATP 
Retículo Endoplasmático rugoso (RER) 
Sobrenadante com atividade enzimática: aminoácidos 
ativados 
Relação entre rRNA e síntese protéica 
•Hoagland e cols, 1958: sobrenadante-RNA solúvel, molécula 
pequena, associada aos aminoácidos ativados- RNA transportador 
(tRNA). 
•RNA :molde para a síntese de proteínas 
•rRNA:transporte da informação?? não responsáveis pelas rápidas 
mudanças nos níveis de síntese enzimática em bactérias - estáveis 
•Jacob, Monod e cols.: atividade da -galactosidase em E.coli 
RNA não estável, sintetizado e 
degradado rapidamente: molde 
para a síntese de proteínas 
Transcrição nos Eucariotos 
PROCESSO DE TRANSCRIÇÃO 
Crescimento da 
molécula de 
RNA: 5’ 3’ 
RNAs Ribossomais - Procariotos 
RNAs Ribossomais - Eucariotos 
RNA transportador 
A UNIDADE DE TRANSCRIÇÃO 
•Seqüência de DNA transcrita pela RNA Polimerase 
RNA polimerase e seus componentes 
Seqüências promotoras para início da transcrição 
Início da Transcrição 
Alongamento do transcrito (40 nucleotídeos/ seg) 
Término do transcrito dependente de Rho 
Término do transcrito independente de Rho 
Transcrito primário 
 procariotos 
Transcrito primário 
 eucariotos 
Detalhamento: 
Remoção dos íntrons: íntron autoprocessante e 
spliceossomo 
Maturação de 
mRNAs 
 
 adição do capacete G 
 
 adição do poli – A 
 
 retirada dos íntrons 
 
 
“Splicing” do gene de ovoalbumina 
Código Genético e Tradução 
Mutações Gênicas e Proteínas 
Alteradas 
 Como o DNA codifica a informação genética? 
 1953 - George Gamow : existência de um código genético 
 1957 - Vernon Ingram : relação entre mutações gênicas e 
proteínas alteradas. 
 Exemplo mais conhecido: SICLEMIA OU ANEMIA FALCIFORME 
 Linus Pauling-1945 : doença molecular 
 
 HbA hemoglobina normal 
- carga aniônica negativa 
 
 Hbs hemoglobina siclêmica 
- eritrócitos em forma de foice, apolar 
Hemoglobina: duas cadeias e duas cadeias : 
transporte de oxigênio por todo o corpo. 
 
Substituição aa 6ª posição cadeia 
Ácido Glutâmico Valina 
 
Genótipos possíveis: 
HbAHbA HbAHbS HbSHbS 
 
 Normal Siclêmico Letal 
 
Código Genético: 
Decifração - NIREMBERG et al. (1961) 
 
Pré-requisitos necessários 
 
 síntese protéica in vitro 
 
 produção de mRNAs sintéticos – ex: poli A, poli G, 
poli C e seus derivados 
Conseqüências: 
Características do Código Genético 
• fórmula que converte a informação hereditária dos 
genes em proteínas. 
• 4 bases para 20 tipos de aminoácidos 
• combinação de bases = códon 
• quantas bases? 42=16; 43=64 
• código é degenerado: cada aminoácido pode ser 
especificado por mais de um códon. 
Descrição das 
degenerações 
Conseqüências da degeneração 
Código Não Sobreposto 
Código sem vírgulas 
• a seqüência de bases é lida, trinca a trinca, a partir de um ponto 
fixo localizado à esquerda, sem nenhuma pontuação entre elas. 
Perda de Fase (Frameshift) 
Propriedades: 
mutações nos códons 
 
 alterações nas 3as letras não geram substituições 
 
 alterações nas 1ªs letras geram substituições de 
aminoácidos com propriedades físico-químicas 
semelhantes 
 
 alterações nas 2ªs letras geram substituições de 
aminoácidos não relacionados 
Propriedades: 
substituições de aminoácidos: 
transições 
 pi pi 
 pu pu 
transversões 
 pu pi 
mis-sense – mudança de 1 aa por outro 
non-sense – terminação precoce 
 
Propriedades: 
Código não universal 
 
exceções à universalidade: 
códon UAG 
• procariotos – códon de término 
• eucariotos – codifica para triptofano 
 
códon CUN 
• procariotos – codifica para treonina 
• eucariotos – codifica para leucina 
Aminoácido iniciador 
N - formilmetionina 
O Código 
Genético 
Códons de 
terminação: 
UAA, UAG 
e UGA 
BIOSSÍNTESE DE 
PROTEÍNAS 
Ribossomos como sítio de síntese 
 
aminoácido marcado (LEU*) na ração 
 
 
 sacrificados logo após * fração microssomal 
Ratos sacrificados dias após * todas as frações 
Zamenick (1950) 
Homogenado de fígado + ATP + aa* 
incorporação em 
proteínas 
microssomais 
1ª vez que foi possível síntese de proteínas in vitro 
Fração microssomal: 
Subfracionamento 
ação do desoxicolato de sódio 
 
partículas ribonucleoproteícas 
 
 
 RIBOSSOMOS 
RIBOSSOMOS + fração solúvel + ATP + aas proteínas 
fator termo-lábil tRNA sintetases 
fator termo-estável tRNAs 
Detalhamento: 
Reação de ativação dos aas: 
1º passo 
ATP + aa aminoacil – AMP + ppi 
 
 
2º passo 
amino-acil – AMP aminoacil – tRNA 
 + AMP 
Detalhamento: 
aminoacil sintetases 
 centro ativo 
aminoácidos 
tRNAs 
ATP 
Papel adaptador dos tRNAs 
Detalhamento do processo de iniciação de 
síntese 
SITIO DE LIGAÇÃO DOS RIBOSSOMOS (RBS) 
Formação do 
complexo de 
iniciação 
Detalhamento do processo de iniciação de síntese da 
proteína 
Alongamento da Cadeia Polipeptídica 
Finalização do 
processo de 
síntese 
Produção em 
grande escala