...Material genético... A partir da molécula de DNA é possível a replicação do DNA, reparo do DNA e recombinação genética. Além disso, podemos sintetizar o RNA (transcrição). A partir da transcrição do RNA, por trincas, temos a síntese de proteínas (tradução). Há dois tipos de ácidos nucleicos (AN): DNA e RNA. O DNA terá fita dupla e bases nitrogenadas C, G, A e T e uma pentose desoxirribose. Ao passo que o RNA terá fita simples, C, G, A e U e uma pentose ribose. Observação: é possível identificar a diferença a partir da ligação no carbono 2, onde, se houver H, teremos uma desoxirribose e, se tivermos OH, teremos uma ribose. Todo AN será formado a partir da junção de nucleotídeos, que nada mais é que uma base nitrogenada + açúcar-fosfato. Será a BN que modificará as informações. O AN será unido através da ligação fosfodiéster, juntando o açúcar 3' ao açúcar 5'. Além disso, os nucleotídeos podem se modificar: • Pirimidina – possui apenas um anel de nitrogênio (C, T, U); • Purina – possui dois anéis de nitrogênio (A, G). O modelo de dupla-hélice é formado por uma cadeia polinucleotídica em orientação antiparalela, onde o "esqueleto" de açúcar- fosfato ficará na periferia enquanto que as BN irão de unir por ligações de hidrogênio. Observação: apesar da ligação de hidrogênio não ser uma ligação forte, por termos diversas ligações ao longo da fita de DNA, essa ligação estará bem integrada. O pareamento específico entre as BN irá garantir uma molécula de diâmetro regular permitindo uma alta estabilidade e permite a hereditariedade. Os eucariotos tem um conjunto de cromossomos (22 pares autossomos e 1 par sexual) lineares com regiões codificantes (éxon) e não codificantes (íntron) guardadas no núcleo. Além disso os cromossomos terão um alto grau de compactação. O nucleossomo é a unidade estrutural dos cromossomos, de forma globular e composta por um octâmero de histonas envolvido pelo DNA. A cromatina pode ser encontrada no eucarioto de duas formas: • Heterocromatina – filamento condensado no qual o material genético está inativo; • Eucromatina – filamento menos condensado e que apresenta atividade genica. Ou seja, para que haja transcrição é necessário que haja descompactação do material genético do eucarioto. Transcrição e processamento do RNAm................................ O gene é uma sequência de DNA/nucleotídeos que contém uma informação que codifica RNA ou proteína. E a transcrição dará origem a todos os tipos de RNAs, menos o mRNA. TIPOS DE RNA Os RNAs apresentam funções estruturais, catalíticas e regulatórias. Todo gene iniciará seu processo a partir de uma região promotora e finalizará na região terminal. A transcrição irá ocorrer dentro do núcleo e, após finalização, o material irá para o citoplasma para que se inicie a tradução. Transcrição no procarioto A RNA-pol será responsável pela sintetização do RNAm no sentido 5'-3'. Contudo, nos procariotos, será necessário o fator-sigma para que haja o reconhecimento do promotor, sendo o primeiro passo para o início do processo. Com a associação do fator-sigma e a RNA-pol ocorre a abertura da dupla-hélice e então temos o início da transcrição. Após um determinado tamanho, há perda da interação com o promotor e o fator sigma é liberado, de forma que o RNA-pol passa a atuar de forma independente. A fita irá se alongando até encontrar a região terminadora e o RNA-pol será dissociado e ocorre liberação do RNAm, podendo ser imediatamente traduzido já que a fita do procarioto apenas tem sequencias codificadoras. RNAm DO PROCARIOTO Transcrição no eucarioto O material genético será compactado em cromatina, podendo ser heterocromatina ou eucromatina. A iniciação da transcrição ocorre em diferentes níveis de compactação do DNA e o RNA-pol só tem acesso ao gene descompactado. A transcrição no eucarioto ocorre na presença de 3 RNA-pol diferentes: • RNA-pol I; • RNA-pol II – ela irá codificar os RNAm e necessita do auxílio de diversas proteínas acessórias (fatores gerais de transcrição); • RNA-pol III. O TFIID é um fator do RNA-pol II que reconhece a região TATA box, rica em T e A e indica a região promotora da maioria dos eucariotos. Em seguida o TFIIH, que funciona como o DNA-helicase, passa a atuar rompendo as ligações de hidrogênio e separando as fitas. E então é montado um complexo de iniciação da transcrição, ou seja, inúmeros fatores de transcrição se associam e permitem a chegada do RNA-pol. Ou seja, RNA-pol requer uma maquinaria molecular complexa, além de ser necessário a indução de fatores que estimulem a transcrição. No processo de transcrição é necessário a identificação tanto da ponta 5' (capeamento) como da ponta 3' (poliadenilação), além da identificação dos éxons e íntrons. Splicing – é a retirada íntrons e união dos éxons. Sem essas etapas, o RNAm não conseguirá ter funcionalidade, podendo não ser exportado para o citoplasma. O capeamento do RNAm é importante para a distinção do RNAm de outros. Dessa forma, a fosfatase irá remover um fosfato (Pi) da extremidade 5'. A guanil-transferase irá adicionar um GMP. E, por fim, uma metil- transferase irá adicionar um metil a guanosina. É um processo inicial, logo que os primeiros nucleotídeos começam a ser pareados pela RNA-pol. Posteriormente irá ocorrer o splicing. Todo esse processo forma o spliceossomo, ou seja, ele identifica os íntrons e éxons, promovendo clivagem dos íntrons e união dos éxons. O splicing alternativo permite que a partir de um gene/éxons/sequencia codificante seja possível produzir produtos proteicos diferentes. Ou seja, um gene não é uma única proteína. A poliadenilação da extremidade 3' é o processo final. Nesse processo o RNAm será clivado e então teremos a adição de +/- 200 nucleotídeos de adenila para identificar a cauda 3'. Esses processos são importantes visto que é necessário a modificação na extremdiade 5'- 3'. O RNA maduro é chamado de RNA monocistrônico, ou seja, ele apenas tem informação para uma única proteína. Após o processo de transcrição no núcleo o RNAm deve ser exportado para o citoplasma, para que seja traduzido. Essa exportação acontece pelos fatores de exportação nuclear, guiando o RNAm pelo poro nuclear para o citoplasma. Uma vez no citoplasma, será reconhecido pelo ribossomo, que fará a tradução, que pode ser: • Livre no citoplasma; • No RER. Tradução.................................................................................................................... Quando o RNAm é exportado para o citoplasma, ele será traduzido pelos ribossomos e transformado em proteínas que poderão ir para o citoplasma, núcleo, mitocôndrias, peroxissomos e cloroplastos. Quando é traduzido por ribossomos aderidos ao RE ela poderá ir para o RE, Golgi, Lisossomos, MP e ser secretada (ex plasmócitos). Vão participar do processo de tradução o RNAm, ribossomo e RNAt. Ribossomo Os ribossomos são formados, basicamente, por proteínas ribossomais e diversas moléculas de RNA ribossomais (RNAr), formados pelo nucléolo. Os ribossomos serão formados por duas subunidades: • Subunidade grande – responsável pela formação da cadeia polipeptídica (ou seja, união dos AA) através da catalise das ligações peptídicas; • Subunidade pequena – responsável pelo pareamento dos RNAt sobre os códons do RNAm. Ou seja, o códon do RNAm irá combinar com o anticódon do RNAt. Quando a síntese de proteínas não está ativa, as duas subunidades ribossomais estão separadas. Um AA só será codificado graças a 3 nucleotídeos consecutivos no RNAm, o códon. Observação: a mudança da posição das trincas