5a_aula_pratica_Genetica_2011 2_-_Transcricao_e_traducao

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5ª Aula Prática: 
RNA, TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
RNA, TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO
(Genética Molecular – Parte II)
Semestre 2011/2
TIPOS DE RNA (ÁCIDO RIBONUCLÉICO)
� RNA MENSAGEIRO (mRNA)
� RNA RIBOSSÔMICO (rRNA)
� RNA TRANSPORTADOR (tRNA)� RNA TRANSPORTADOR (tRNA)
� receptores e transportadores de aá
� Ao menos 1 tRNA --- aá
Sítio de ligação
do aminoácido
RNA transportador
Alanina
Sítio de ligação
do aminoácido
FUNÇÕES DO MATERIAL GENÉTICO
� DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA (Crick)
TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃOREPLICAÇÃO
Núcleo
TRANSCRIÇÃO
� Processo de síntese de uma molécula de RNA
utilizando uma das fitas do DNA como molde
DNA
Citoplasma
DNA
(Informações)
mRNA
� Genes individuais ou grupos de genes
Síntese protéica
TRANSCRIÇÃO
� RNA polimerase
� Sítio promotor
� Desfaz as pontes de H+� Desfaz as pontes de H
� Síntese do RNA 5´ → 3´
� Procariontes vs Eucariontes
DNA
Transcrição
TRANSCRIÇÃO EM PROCARIONTES
mRNA
5’ 3’
5´ A G C A T T G A T 3´
3´ T C G T A A C T A 5´
DNA
Fita não molde ou senso
TRANSCRIÇÃO EM PROCARIONTES
3´ T C G T A A C T A 5´
Fita molde ou antisenso
5´ A G C A U U G A U 3´mRNA
RNA polimerase
5´ A G C A T T G A T 3´
3´ T C G T A A C T A 5´
DNA
Fita molde ou antisenso
TRANSCRIÇÃO EM PROCARIONTES
RNA polimerase
3´ T C G T A A C T A 5´
Fita não molde ou senso
5´ A U C A A U G C U 3´mRNA
TRANSCRIÇÃO
RNA polimerase RNA polimerase
Gene 1 Gene 2
m
m
5’
3’
5’
3’
Adição 3’
mRNA
DNA
RNA polimerase
� + Complexo →→ mRNA
� Segmentos de DNA = GENES ► ÉXONS + ÍNTRONS
TRANSCRIÇÃO EM EUCARIONTES
� ÉXONS - regiões que codificam aminoácidos
� ÍNTRONS - regiões não codantes
DNA
Transcrição
Pré-mRNA ou 
hnRNA
Éxon
Íntron
5’ 3’
TRANSCRIÇÃO EM EUCARIONTES
Processamento:
- Adição – capacete 5’ (G-CH3)
- Adição – cauda 3’ (poli - A)
- Retirada de íntrons e união de éxons
mRNA
G-CH3
5’ 3’
AAAAA
TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS
5´ ATGGATAGGTACTAACGATACGGTGAGGAACTAA 3´
DNA
3´ TACCTATC CATGATTGCTATGCCAC TCCTT GATT 5´
ÉXON 1 ÉXON 2ÍNTRON 1
Pré-mRNA ou hnRNA
5´ AUGGAUAGGUACUAACGAUACGGUGAGGAACUAA 3´
mRNA
G*
Capacete – Guanina metilada
Poli-A
Cauda Poli-A
5´ AUGGAUAGGAACUAA 3´
TRADUÇÃO – Síntese protéica
REPLICAÇÃO TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO
DNA mRNA Cadeia Polipeptídica
� Processo de decodificação da informação
existente na sequência de nucleotídeos do mRNA
em um sequência de aminoácidos da cadeia
polipeptídica
DNA mRNA Polipeptídica
� + complexo que a replicação e transcrição
(mRNA, tRNA, ribossomos, enzimas, aá, ATP e GTP)
TRADUÇÃO
� Ativação dos aá e carregamento dos tRNA
AÁ + ATP Aminoacil ~ AMP + PPi
Aminoacil – tRNA sintetase
Aminoacil ~ AMP + tRNA Aminoacil-tRNA + AMP
� Existe ao menos uma Aminoacil-tRNA sintetase
para cada aá
� INÍCIO – ELONGAÇÃO - TÉRMINO
Sítio de ligação
do aminoácido
ALANINA
RNA transportador
- A unidade do código é constituída de três letras - CÓDONS:
5’ UGU GUG UGU GUG 3’
cisteína valina
- O código tem ponto inicial 5’ AUG 3’
Formilmetionina (Proc.) e Metionina (Euc.)
PROPRIEDADES DO CÓDIGO GENÉTICO
Formilmetionina (Proc.) e Metionina (Euc.)
- O código não é sobreposto
- O código não tem vírgulas
-O código é degenerado (Exc. Metionina-AUG e Triptofano-UGG)
- O código não é ambíguo
- O código tem ponto final 5’ UAA 3’ 5’ UAG 3’ e 5’ UGA 3’
- O código é universal.
Segunda letra Primeira 
letra 
(posição 5’) U C A G 
Terceira 
letra 
(posição 3’) 
Fenilalanina 
(Phe) 
Serina 
(Ser) 
Tirosina 
(Tyr) 
Cisteína 
(Cys) 
U 
Fenilalanina 
(Phe) 
Serina 
(Ser) 
Tirosina 
(Tyr) 
Cisteína 
(Cys) 
C 
Leucina 
(Leu) 
Serina 
(Ser) 
Final de 
Tradução 
Final de 
Tradução 
A U 
Leucina 
(Leu) 
Serina 
(Ser) 
Final de 
Tradução 
Triptofano 
(Trp) 
G 
Leucina 
(Leu) 
Prolina 
(Pro) 
Histidina 
(His) 
Arginina 
(Arg) 
U 
Leucina 
(Leu) 
Prolina 
(Pro) 
Histidina 
(His) 
Arginina 
(Arg) 
C 
Leucina 
(Leu) 
Prolina 
(Pro) 
Glutamina 
(Gln) 
Arginina 
(Arg) 
A C 
Leucina Prolina Glutamina Arginina G Leucina 
(Leu) 
Prolina 
(Pro) 
Glutamina 
(Gln) 
Arginina 
(Arg) 
G 
Isoleucina 
(Ile) 
Treonina 
(Thr) 
Asparagina 
(Asn) 
Serina 
(Ser) 
U 
Isoleucina 
(Ile) 
Treonina 
(Thr) 
Asparagina 
(Asn) 
Serina 
(Ser) 
C 
Isoleucina 
(Ile) 
Treonina 
(Thr) 
Lisina 
(Lys) 
Arginina 
(Arg) 
A A 
Metionina 
(Met) 
Treonina 
(Thr) 
Lisina 
(Lys) 
Arginina 
(Arg) 
G 
Valina 
(Val) 
Alanina 
(Ala) 
Ac. Aspártico 
(Asp) 
Glicina 
(Gly) 
U 
Valina 
(Val) 
Alanina 
(Ala) 
Ac. Aspártico 
(Asp) 
Glicina 
(Gly) 
C 
Valina 
(Val) 
Alanina 
(Ala) 
Ac. Glutâmico 
(Glu) 
Glicina 
(Gly) 
A G 
Valina 
(Val) 
Alanina 
(Ala) 
Ac. Glutâmico 
(Glu) 
Glicina 
(Gly) 
G 
 
TRADUÇÃO: INÍCIO
Sequência 
Shine-Dalgarno
Códon de
iniciação
30S
• Procariotos
• Eucariotos
G* Poli-A5´ AUGGAUAGGAACUAA 3´
Crescimento
Cadeia polipeptídica
Peptidil 
transferase
Ligação peptídica
TRADUÇÃO: ELONGAÇÃO
Movimento do ribossomo Sítio A
mRNA
TRANDUÇÃO EM EUCARIOTOS
5´ ATGGATAGGTACTAACGATACGGTGAGGAACTAA 3´
DNA
3´ TACCTATC CATGATTGCTATGCCAC TCCTT GATT 5´
ÉXON 1 ÉXON 2ÍNTRON 1
Pré-mRNA ou hnRNA
5´ AUGGAUAGGUACUAACGAUACGGUGAGGAACUAA 3´
mRNA
G* Poli-A5´ AUGGAUAGGAACUAA 3´
5´ MET ASP ARG ASN 3´
Proteína
PROCARIONTES
mRNA
Crescimento da 
Cadeia polipeptítica
Processamento
Núcleo
Transcrição e
Processamento
Citoplasma
EUCARIONTES
Transporte
mRNA
Crescimento da 
Cadeia polipeptítica
MUTAÇÃO
� Mecanismo capaz de criar variabilidade – novos
alelos de um gene
� Mudanças hereditárias que representam as bases
genéticas da variação
TRANSVERSÃO
A
G
T
C
TRANSIÇÃO TRANSIÇÃO
TRANSVERSÃO
TRANSVERSÃO
5’ . . . TCG . . . 3’
3’ . . . AGC . . . 5’ Fita moldeDNA
5’ . . . UCG . . . 3’mRNA
transcrição
tradução
H2N . . . SERINA . . . COOH Polipeptídio
TIPOS DE MUTAÇÃO: Substituição de bases
5’ . . . TTG . . . 3’
3’ . . . AAC . . . 5’
5’ . . . TAG . . . 3’
3’ . . . ATC . . . 5’
transcrição transcrição
5’ . . . UUG . . . 3’ 5’ . . . UAG . . . 3’
Polipep-
tídio
tradução tradução
H2N ... LEU ... COOH H2N ... Términio 
5’ . . . TCC . . . 3’
3’ . . . AGG . . . 5’DNA
transcrição
5’ . . . UCC . . . 3’mRNA
H2N ... SER ... COOH 
tradução
Silênciosa Sentido errado Sem sentido
5’ ATG CCG ACG TAT CAG TAA 3’
3’ TAC GGC TGC ATA GTC ATT 5’ Fita molde
5’ AUG CCG ACG UAU CAG UAA 3’mRNA
transcrição
tradução
H2N MET PRO THR TYR GLN COOH Polipeptídio
DNA
TIPOS DE MUTAÇÃO: Adição ou deleção de bases
5’ ATG CCG TAC GTA TCA GTA A 3’
3’ TAC GGC ATG CAT AGT CAT T 5’
5’ ATG CCG ACT ATC AGT AA 3’
3’ TAC GGC TGA TAG TCA TT 5’
Deleção G na 9ª posiçãoAdição T na 7ª posição
H2N MET PRO TYR VAL SER VAL
5’ AUG CCG UAC GUA UCA GUA A 3’
tradução
transcrição
H2N MET PRO THR ILE SER
5’ AUG CCA ACU AUC AGU AA 3’
tradução
transcrição
GENE versus ALELO
� Gene: segmento de DNA situado em loco
específico dos cromossomo
� Genes diferentes
� Diferentes nº de pb
� Diferentes nº de éxons e íntrons
� Alelos: segmentos homólogos de DNA (formas
alternativas de um gene)
� Mesmo nº de pb (mutação por substituição)
� Nº semelhantes de pb (mutação por adição oudeleção)
5´ GATGGATAGGTACTAACGATAGGGTGAGGTACAGGACCTAA 3´
DNA
3´ CTACCTATC CATGATTGCTATC CCA CTCCAT GTCCTGGATT 5´
ÉXON 1 ÉXON 2ÍNTRON 1
Pré-mRNA ou hnRNA
5´ GAUGGAUAGGUACUAACGAUAGGGUGAGGUACAGGACCUAA 3´
ÉXON 3ÍNTRON 2
5´ GAUGGAUAGGUACUAACGAUAGGGUGAGGUACAGGACCUAA 3´
mRNA
5´ GAUGGAUAGGGUGAGGACCUAA 3´G* Poli-A
5´ MET ASP ARG VAL ARG THR 3´
Proteína