Duplicação, Transcrição e Tradução

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Replicação do DNA: 
O DNA precisa estar desnaturado para acontecer a replicação, depois disso primeiramente ocorre a separação das fitas duplas de DNA pelo rompimento das ligações pontes de hidrogênio, que ocorre pela enzima helicase. Para manter essas fitas separadas é preciso a atuação das proteínas SSP que impedem a renaturação das fitas.
Com o desenrolamento das fitas, as regiões próximas sofrem um “super-enrolamento” que acabaria dificultando o processo de replicação. Com isso a enzima topoisomerase entre em ação reconhecendo esse problema e rompendo as ligações fosfodiéster em uma das fitas de DNA, que desenrola, e religa-as, diminuindo a tensão do “super-enrolamento”. 
A síntese de novas fitas é feita pela enzima DNA-polimerase, sendo que ela não pode sintetizar outra fita a partir dos nucleotídeos livres. Com isso ela precisa de um primer que é um pedaço de RNA sintetizado por uma RNA polimerase chamado de Primase. 
Após a síntese do primer a DNA Polimerase III (δ) começa começar a polimerização no sentido 5’ →3 . Além da polimerização, a DNA-polimerase III possui atividade exonucleásica 3’ → 5’, essa atividade permite que logo após serem adicionados, os nucleotídeos sejam retirados e é conferido se o seu pareamento está correto de acordo com a Lei de complementariedade das bases.
As fitas de DNA são antiparalelas, e o DNA polimerase caminha em um sentido do DNA, que é no sentido 5’→3’, apenas uma das fitas será sintetizada de forma contínua e a outra de forma descontínua.
A fita descontínua é feita em pequenas partes, o primer é sintetizado e a fita sofre um “loop” de forma que a polimerização ocorra na mesma direção da fita contínua. Desta forma, a fita complementar à fita descontínua é formada em pequenos fragmentos de aproximadamente 100 bases chamados fragmentos de Okazaki.
Logo após as sínteses das fitas de DNA-polimerase III, entra em cena a DNA-polimerase I que retira os primers e os substitui pelo desoxinucleotideos. Após a substituição do primer, o primeiro nucleotídeo do fragmento de Okazaki não está ligado no último nucleotídeo de fragmento exterior, então uma enzima chamada DNA ligase catalisa essa ligação. Portanto as duas fitas de DNA já estão finalizadas e naturalmente se enrolam formando a dupla hélice. 
P.s: A replicação em eucariotos segue o mesmo padrão, a maior das diferenças está nas polimerases que são cinco (α, δ, ε, β e γ) sendo uma exclusivamente mitocondrial (γ) e as outras quatro nucleares. As polimerases α, δ e ε se correlacionam funcionalmente com as polimerases I, III e II de procariotos respectivamente.
Propriedades da replicação do DNA:
Semiconservativa: representa o fenômeno resultante da reprodução da molécula de DNA, em que uma das moléculas recém-formadas conserva uma das cadeias, um dos filamentos de polinucleotídios, precedente da molécula mãe, produzindo uma nova cadeia complementar a que lhe serviu de molde.
Fidelidade: A fidelidade da replicação é muito grande, com uma média de apenas um erro por bilhão de nucleotídeos incorporados após a síntese e correção de erros durante e imediatamente após a replicação. A alta fidelidade é necessária para estabilidade genética no decorrer das gerações, pois um erro de incorporação não corrigido, produz uma mutação.
Assincrônica: Duplicação acontece no DNA em partes, e não completa. Sendo uma técnica para evitar altos erros.
Bidirecional: A partir de cada origem de replicação formam-se forquilhas que permitem a replicação bidirecional.  Assim, a extensão de fita molde vai se ampliando e permitindo a entrada de nucleotídeos complementares que se orientam espontaneamente no sentido antiparalelo ao da fita molde.
Transcrição do RNA: 
É o processo de formação de uma fita de RNA complementar a uma região do DNA. E enzima responsável pela transcrição é a RNA polimerase, que nos procariontes é única, enquanto nos eucariontes são em três (RNA polimerase I, II e III).
Para iniciar a transcrição, a RNA polimerase deve reconhecer um local especifico onde começará a síntese. Esse local chama-se promotor. O reconhecimento do RNA polimerase se dá graças ao fator sigma que à RNA polimerase fazendo com que estas tenham maior afinidade com as sequencias promotoras. 
A RNA polimerase liga-se ao promotor e inicia a síntese da fita de RNA complementar a fita molde até parar em uma região chamada terminador. Em procariotos, que não possuem envoltório nuclear, a transcrição ocorre no mesmo lugar onde ocorre a tradução, dessa forma, tão logo o RNA comece a ser formado, a tradução já se inicia. Por esse motivo diz-se que a transcrição e a tradução nos procariotos é acoplada. Nos eucariotos a transcrição ocorre no núcleo e a tradução ocorre no citoplasma. O RNA recém sintetizado nos eucariotos ainda precisa passar por várias modificações antes de estar pronto (retirada dos íntrons, adição de uma cauda de poli Adenina, adição de 7-Metil Guqqanosina na primeira base do RNA e outras).
Tipos de RNA: 
Os RNAs formados durante a transcrição podem ser três tipos: o RNAm (mensageiro) que é responsável de conter a sequência que codifica a proteína; o RNAt (transportador) que leva os aminoácidos até os ribossomos e possibilita a leitura da informação contida no RNAm durante a tradução e o RNAm que faz parte das estruturas dos ribossomos.
Processo do RNAm: 
Nas células eucarióticas, o DNA encontra-se no núcleo da célula, portanto, a transcrição ocorre no núcleo. O RNAm primário recém-sintetizado no núcleo deve passar por modificações (splicing ou processamento do RNA) até ser transformando em RNAm maduro. 
Quando a RNA -polimerase (RNAP) sintetiza a molécula de RNA, esta molécula recém-sintetizada é chamada de RNA primário. Os transcritos primários (RNA primário) que se tornará um RNAm, precisam sofre algumas modificações como: 
Splicing ou Processamento do RNA: Os eucariotos, os genes estruturais possuem íntrons e éxons. Os íntrons necessitam ser removidos durante o processamento do RNA primário, neste caso os íntrons serão retirados do RNA primário e os éxons são reagrupados.
Adição de nucleotídeos na extremidade 5’, o CAP – é adicionado na extremidade 5’ que é um nucleotídeo modificado com um grupo metil (CH3) associado RNA recém-sintetizado. 
Adição da poliadenilação na extremidade 3’ (calda poli A) – uma enzima adiciona uma série de nucleotídeos adenina (A), chamada de cauda poli A na extremidade 3’ do RNA. 
Após o término dessas modificações o RNAm deve ser transportado para o citoplasma por pequenos poros existente no envelope nuclear onde participará do processo da síntese de proteína.
Tradução: 
A Tradução converte a informação na forma de trincas de nucleotídeos em aminoácidos, que darão origem a uma proteína. A transcrição ocorre em uma estrutura citoplasmática chamada ribossomo, formada por várias proteínas e RNAr. 
Considerando o modelo bacteriano, o início da tradução se dá ao códon de iniciação AUG (com raras exceções, a tradução sempre começa no códon AUG, correspondente a uma metionina).
O ribossomo possui dois sitios de entrada da RNAt, o sítio P (peptídeo) e o sítio A (aminoácido). O primeiro RNAt entra no sítio P e o segundo entra no A, fazendo a ligação do primeiro aminoácido com o segundo, promovendo a ligação peptídica, dessa forma, no sítio A ficará o segundo RNAt com um dipeptídeo. Através de um processo chamado translocação o ribossomo se desloca um códon a frente de forma que o dipeptídeo-RNAt fica no sítio P. A partir daí, esse processo se repete, formando um tripeptídeo no sítio A que é translocado para o sítio P formando assim sucessivamente a proteína. A tradução termina quando o ribossomo encontra um códon de terminação, que não codifica nenhum aminoácido, são eles: UGA, UAG e UAA. A estes códons se liga um fator para terminação da síntese. Após a tradução as proteínas ainda têm que passar por algumas modificações para que possam exercer adequadamente suas funções.
Semelhanças e Diferenças: 
Replicação: 
S: A replicação do DNA nos organismos eucariontes é fundamentalmentesemelhante à replicação em procariontes. Os mecanismos básicos de replicação do DNA, como geometria da forquilha e composição da maquinaria de replicação, são semelhantes em procariontes e eucariontes. 
D: As diferenças entre os mecanismos de replicação do DNA em pro e eucariontes são devidas em parte ao maior tamanho do DNA eucariótico
Uma outra diferença entre a replicação do DNA em procariontes e eucariontes refere-se às polimerases do DNA. Existem 5 tipos mais importantes na replicação são as designadas pelas letras gregas ε e δ, que replicam as cadeias contínuas e descontínuas, respectivamente. A polimerase γ está presente nas mitocôndrias, sendo responsável pela replicação do DNA dessa organela citoplasmática. As demais polimerases estão relacionadas a complexos mecanismos de reparo de lesões na molécula de DNA.
Enquanto as bactérias apresentam apenas uma origem de replicação em seu cromossomo, a replicação de uma molécula de DNA eucariótico inicia-se em diversos sítios.
Transcrição: 
S: A transcrição do RNA nos organismos eucariontes é fundamentalmente semelhante à replicação em procariontes. Os mecanismos básicos de transcrição do RNA, como geometria da forquilha e composição da maquinaria de replicação, são semelhantes em procariontes e eucariontes. 
D: Nos eucariontes a transcrição ocorre no núcleo, enquanto a tradução ocorre no citoplasma. Já nos procariontes tal separação celular não existe, sendo os dois processos muito bem acoplados no espaço.
Outra diferença é que o transcrito primário de RNAm dos eucariontes, ao contrário dos procariontes, é amplamente processado. O RNA nascente sofre uma série de alterações: aquisição de revestimento (cap) na sua extremidade 5’, cauda poli-A na extremidade 3’ e remoção exata de introns (splicing) para a formação de RNAms maduros com mensagens contínuas. Alguns RNAms maduros chegam a ser até dez vezes menores em tamanho que seus precursores.
Uma outra diferença entre a transcrição em procariontes e eucariontes refere-se às polimerases do RNA. Existem 3 tipos importantes na transcrição dos eucariotos que são designadas pelos números 1,2 e 3. A transcrição em procariontes possui apenas uma DNA polimerase. 
Tradução 
S: A tradução ocorre nos eucariotos e nos procariotos no citoplasma.