Processos biológicos básicos - unidade 4
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Processos biológicos básicos - unidade 4


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PROCESSOS BIOLÓGICOS BÁSICOS
UNIDADE 4 - INFORMAÇÕES GENÉTICAS: 
QUAL SEU INÍCIO, MEIO E FIM?
Nicolas Murcia/ Vinícius Canato Santana
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Introdução
Você já deve saber que as células são dotadas de uma extraordinária capacidade de replicação e geração de
gametas por meio dos processos de divisão celular, certo? Graças a esses fenômenos é possível que organismos
completos se desenvolvam e se reproduzam novamente. O material genético, constituído por DNA, forma os
cromossomos, e esses, por sua vez, têm papel fundamental nesses eventos (ALBERTS et al., 2017). O DNA
 e esses, por sua vez,constitui os cromossomos contêm os genes.
No núcleo das células eucarióticas, os cromossomos são organizados em pares e . Dessaautossomos sexuais
forma, nosso conjunto de genes é chamado de \u201cgenoma\u201d, e ao conjunto de cromossomos visualizados ao
microscópio damos o nome de \u201ccariótipo\u201d. Além disso, geneticamente, as células podem programar sua morte
por um mecanismo denominado \u201capoptose\u201d, que difere da necrose, a qual ocorre devido a lesões celulares
irreversíveis. Você já parou para pensar que, no futuro, muitas questões de saúde serão compreendidas e
resolvidas com base em conhecimentos e práticas de genética? Você sabia que muitos grupos multidisciplinares
têm unido esforços no sentido de aumentar os conhecimentos e as evidências clínico-laboratoriais no campo da
genética?
Com os estudos desta unidade, você terá a oportunidade de aprender mais sobre as informações genéticas. Bons
estudos!
4.1 Ciclo celular e replicação do DNA
Uma célula pode se dividir em duas clones). Por essa lógica, a divisão celularaté originar uma população (
promove o crescimento dos organismos multicelulares e o reparo tecidual em situações de regeneração, além de
estar relacionada à reprodução e à transferência de material genético nos organismos unicelulares. Com exceção
dos erros que podem ocorrer ao acaso, todas as células de um clone são geneticamente idênticas. Quando as
células procariontes se dividem, o conteúdo da célula-mãe é dividido entre as células-filhas num processo
chamado \u201cfissão\u201d. Na divisão das células eucariontes os cromossomos duplicados, assim como as organelas,
precisam ser distribuídos entre as células-filhas. Isso ocorre graças a um mecanismo chamado \u201cdivisão celular\u201d,
que é bastante complexo e altamente regulado.
Fique atento, pois iniciaremos nossos estudos conhecendo mais sobre a regulação do ciclo celular. Vamos lá?!
4.1.1 Regulação do ciclo celular
Células eucariontes, ao se dividirem, passam por uma série de fases que, juntas, constituem o . Aciclo celular
sequência das fases é G1 \u2192 S \u2192 G2 \u2192 M. Nessa sequência, S (Síntese) é a fase em que o DNA dos cromossomos é
duplicado. Já a fase M (Mitose) é o período em que há, de fato, divisão da célula-mãe, dando origem a duas
células. Essa fase geralmente tem dois componentes: , que é o processo de distribuição igual e exata dosmitose
cromossomos duplicados entre as células-filhas, e , das células-filhas. Ascitocinese processo de separação física
fases G1 e G2 são intervalos ( ) entre as fases, como você pode observar na figura a seguir.gaps
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Figura 1 - O ciclo de uma célula eucarionte. Esse ciclo tem 24h. A duração do ciclo varia em diferentes tipos 
celulares.
Fonte: SNUSTAD; SIMMONS, 2017, p. 16.
O ciclo celular é regulado por um conjunto de moléculas denominadas \u201cciclinas\u201d e \u201ccinases dependentes de
ciclina\u201d (CDK). As células que iniciam o ciclo de divisão podem fazer pausar em pontos de checagem. Elas
somente avançam caso haja condições favoráveis à continuação do ciclo (nutrição celular, integridade do
material genético e dimensões adequadas), sendo essas etapas importantes para obtenção de células-filhas
saudáveis.
Entre as fases G1 e S, ocorre a associação entre a ciclina D e CDK. Este complexo fosforila a proteína pRB, que é
uma proteína reguladora da divisão celular. Esse processo leva à liberação de E2F, um fator de transcrição de
genes da replicação do DNA, fazendo com que a célula avance para a fase S.
Um outro exemplo de regulação do ciclo celular se dá pela proteína p53, que age no ciclo de replicação das
células em pontos de checagem G1 \u2013 S e G2 \u2013 M. Ela promove \u201cparadas\u201d que permitem que o DNA seja reparado
em caso de danos. O material genético mutado (alterado) não é replicado, pois a ativação da p53 leva à
transcrição de genes codificantes da proteína p21, que inibem a CDK e a pRB.
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Na sequência, você poderá ampliar seus conhecimentos sobre a mitose. Acompanhe!
4.1.2 Replicação do DNA in vivo
A replicação do DNA é um processo semiconservativo, altamente fidedigno. Ele se inicia e pontos fixos do
genoma, denominados origens de replicação, e por vezes ocorre de forma bidirecional (ALBERTS et al., 2017). A
por bilhões média de erro é de apenas um de nucleotídeos incorporados.
Replicação Semiconservativa de Moléculas de DNA
A estrutura em dupla-hélice e a complementaridade das bases nitrogenadas é o fundamento do processo de
duplicação do DNA. Na replicação, a dupla-hélice se desenrola e os filamentos se separam, orientando a
produção de uma nova fita complementar. A sequência de bases de cada fita parental serve como molde. Observe
na imagem a seguir a replicação semiconservativa do DNA.
VOCÊ QUER LER?
Leia o texto \u201cCâncer e agentes antineoplásicos ciclo-celular específicos e ciclo-celular não
específicos que interagem com o DNA: uma introdução\u201d e faça uma correlação importante
sobre o ciclo celular e os processos de carcinogênese e tratamentos antineoplásicos.
Disponível em: .http://www.scielo.br/pdf/qn/v28n1/23048.pdf/
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Figura 2 - Replicação semiconservativa do DNA. Cada filamento parental (em azul) é conservado e serve de 
molde para a síntese de um novo filamento complementar (em rosa).
Fonte: SNUSTAD; SIMMONS, 2017, p. 214.
Cada nucleotídeo contém uma única base nitrogenada: adenina e guanina (purinas); timina e citosina
(pirimidinas). A base está ligada ao carbono 1\u2019, o grupo fosfato ao carbono 5\u2019 e há uma hidroxila (-OH) no
carbono 3\u2019 da desoxirribose.
DNA-polimerases são enzimas que associam os nucleotídeos na formação de uma fita simples. Essas enzimas só
conseguem adicionar um novo nucleotídeo na hidroxila no carbono 3\u2019 do açúcar do nucleotídeo anterior,
catalisando ligações covalentes entre o carbono 3\u2019 de um nucleotídeo e o grupo fosfato do carbono 5\u2019 do
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catalisando ligações covalentes entre o carbono 3\u2019 de um nucleotídeo e o grupo fosfato do carbono 5\u2019 do
nucleotídeo incorporado. Essa ação possibilita a formação de uma estrutura açúcar-fosfato, por meio de uma
ligação fosfodiéster. Nessa fita, o \u201ccarbono inicial\u201d é 5\u2019 do primeiro nucleotídeo. O nucleotídeo recém incorporado
deixa sua hidroxila ligada ao carbono 3\u2019 livre para reagir com um novo nucleotídeo que venha a ser incorporado
na fita. Assim, dizemos que o DNA é polimerizado no sentido 5\u2019\u2192 3\u2019, conforme você pode observar a seguir.
Figura 3 - Mecanismo de ação das DNA-polimerases com a extensão covalente de um filamento iniciador de DNA 
no sentido 5' \u2192 3'.
Fonte: SNUSTAD; SIMMONS, 2017, p. 214.
Para aprender mais sobre a replicação semiconservativa de moléculas de DNA, navegue no recurso a seguir.
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Para aprender mais sobre a replicação semiconservativa de moléculas de DNA, navegue no recurso a seguir.
Na molécula de DNA dupla fita, a parte externa de pentose-fosfato das fitas complementares é antiparalela. Uma
é orientada de 5\u2019 \u2192 3\u2019 e a fita oposta é orientada de 3\u2019 \u2192 5\u2019.
Essas orientações são importantes para o processo de replicação e para o mecanismo de identificação e
transcrição de genes.
A separação de uma fita dupla em duas fitas simples para a nova síntese de DNA é um processo complexo que
envolve diversas enzimas. Observe na imagem a seguir.
Figura 4 - Alongamento das fitas contínuas e descontínuas de DNA e a ação das enzimas de replicação.
Fonte: HARVEY;