Genética Resumo

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Genética
Estrutura e função do Dna e Rna
Eles foram identificados pela primeira vez por Friedrich Miescher, em 1869.
Foi chamado de ácido nucléico porque foi isolado inicialmente do núcleo de células e tinha caráter ácido.
Inicialmente, não se acreditava que seria o material genético devido sua menor complexibilidade em comparação a proteínas.
Dna
Ácido Desoxirribonucleico.
Encontrado no núcleo das células e também nas mitocôndrias. Ele é o carregador da informação genética, ou seja, ele transmite a informação genética de uma célula para outra (exceção para alguns vírus)
Formado por unidades básicas chamadas nucleotídeos = Desoxirribonucleotídeos
O Desoxirribonucleotídeo apresenta na sua estrutura: Açúcar = Desoxirribose
 Fosfato
 Base Nitrogenada
O Açúcar é a Desoxirribose, é uma pentose ( 5 carbonos). Onde a base nitrogenada fica ligada ao carbono 1 da desoxirribose. Formando uma ligação glicosídica. Tem um Átomo de H no carbono 2.
O fosfato faz a ligação fosfodiester entre vários nucleotídeos. A ligação da hidroxila do carbono 3 com o fosfato outro nucleotídeo quando tiver ligado ao ácido nucléico.
Fosfato--- extremidade 5´ 
Hidroxila--- extremidade 3´
Rna
Ácido ribonucleico.
Produzido a partir do DNA
Encontrado tanto no núcleo quanto no citoplasma.
Transfere a informação genética do DNA ao citoplasma onde a informação é utilizada na síntese de proteínas.
Seu açúcar é chamado de Ribose. Tem um grupo hidroxila no carbono 2.
Ácidos Nucléicos 
São polímeros de nucleotídeos.
Polímeros são macromoléculas formadas por estruturas menores/básicas por ligações periódicas.
Tem como estrutura básicas os nucleotídeos que são ligados uns aos outros para formarem polímeros. Através da ligação fofosdíester.
Ou seja, vários nucleotídeos ligados uns aos outros por ligações fosfodiester para formar um polímero de nucleotídeos que são os ácidos nucleicos que podem ser tanto DNA quanto RNA.
Nucleotídeos= monômeros 
Ácido Nucleico= polímeros
Nucleotídeos
Como unidade básica de construção dos ácidos nucleicos, eles têm uma estrutura que é definida pela presença do Fosfato, de um Açúcar/ Pentose e por uma Base Nitrogenada (amina).
Base nitrogenada+ Pentose (ribose) = nucleosídeo, que não é a unidade básica do ácido nucléico.
Os nucleotídeos podem ser monofosfatado, difosfatado ou trifosfatado.
Bases Nitrogenadas
Purinas= Adenina e Guanina. Cada purina tem um anel de seis membros preso a um anel de cinco membros.
Pirimidinas= Citosina, Timina (DNA) e Uracila (RNA). Cada pirimidina tem apenas um anel de seis membros.
5 LINHA
3 LINHA
3 
Estrutura do Dna
James Watson e Francis Crick: em 1953 propuseram a Dupla Hélice. DNA era composto por duas cadeias de nucleotídeos que estavam em direções opostas e que se enrolavam uma sobre a outra para formar uma hélice girando para a direita, com açucares e fosfato no lado externo e as bases no lado interno.
DNA é um polímero em forma de hélice dupla.
A molécula de DNA é composta por duas cadeias polinucleotídicas dispostas em sentidos inversos – cadeias antiparalelas – enroladas em torno de um eixo imaginário.
Parte interna = bases nitrogenadas 
Parte externa= açúcar e fosfato
As cadeias polipeptídicas estão unidas por pontes de hidrogênio entre pares de bases nitrogenadas – complementação de bases.
As bases estão empilhadas numa estrutura coplanar.Como se fosse uma escada. Onde o corrimão são o açúcar e fosfato; e os degraus são as bases.
Esqueleto hidrofílico dos grupos fosfato e desoxirribose alternantes 
estão do lado de fora da dupla hélice.
Os polinucleotídeos são antiparalelos. DNA fita dupla antiparalela.
As direções das fitas são inversas.
A geometria das bases contribui para a fidelidade da replicação
Analisando o conteúdo de uma das fitas de DNA, é possível conhecer o conteúdo da outra, de forma que a representação é feita apenas 
com uma delas.
Pareamento de bases intercadeias. Timina com Adenina; Guanina com Citosina.	
 
Estrutura do Rna
É um polímero de ácido nucleico.
Precisa de DNA para ser formado (molde).
O açúcar é a Ribose.
A Uracila é exclusiva do RNA. Não tem Timina.
Guanina e Citosina. Uracila e Adenina.
Ele é formado por uma única fita. Uma fita simples.
Devido a presença de OH no carbono 2´da pentose, torna o RNA menos estável que o DNA.
Pode formar estruturas secundárias devido o pareamento de bases Intracadeia.
Os pares de bases complementares podem se unir dentro da fita formando estruturas secundárias.
O DNA dupla fita pode sofrer desnaturação e renaturação. As duas fitas da dupla hélice de DNA podem ser reversivelmente separadas quando as pontes de hidrogênio são quebradas pelo aumento de temperaturas ou por extremos de pH.
O material genético tem obrigatoriamente informações complexas.
Em primeiro lugar, o material genético tem de ser capaz de armazenar muita informação – instruções para traços e as funções de um organismo.
O material genético obrigatoriamente codifica o fenótipo. Precisa ter a capacidade de ser expresso para codificar traços (o fenótipo). O produto de um gene é uma proteína ou uma molécula de RNA, então é crucial que exista um mecanismo para que as instruções genéticas do DNA seja copiadas em RNAs e proteínas.
As fitas de um DNA não são idênticas, mas sim complementares.
DOGMA CENTRAL: afirma que a informação genética passa do DNA para a proteína em uma via unidirecional de informação de mão única.
 Estrutura molecular dos cromossomos
Cromossomos= compactação do DNA
Compactação globais = mitose ou replicação (todo o DNA)
Compactações locais= parte do DNA, um local, um gene.
Cromatina>>>> cromossomo (extrema compactação)
 Participação de enzimas de modificação que alteram o estado DNA de várias formas.
Histonas = carga positiva, são básicas, papel estrutural. Principais> H1,H2A,H2B,H3 e H4.
Não Histonas = são ácidas, carga negativa, estruturais e funcionais. Esqueleto 
Nucleossomo: as histonas se ligam ao DNA permitindo a formação de subunidades estruturais chamados nucleossomos. São compostos por um octamero de histonas (H4,H3,H2B e H2A) com o DNA enrolado em volta.
A Histona 1 prende o DNA ao octamero como se fosse um pregador.
Nível de compactação: nível de condensação máxima durante a metáfase.
Nucleossomo Fibras de Cromatina Alças de fibra cromatina CROMOSSOMO
 Interações caudas se enrola + várias alças
Cromossomos > intensa helicoidização das alças
Proteínas não histonas servem como suporte, ancoragem, onde as alças se prendem
Alterações na estrutura genica: metilação ou acetilação
Estrutura e Expressão dos genes
É a tradução de informações que estão codificadas no gene humano em um produto funcional.
Desde a transcrição até a degradação da proteína.
Gene corresponde a uma molécula de DNA.
Tem uma região que não possui sequência de informação entre os genes chamada de Região Intergenica.
Diferentes sequencias formam diferentes genes que formam diferentes informações.
Toda proteína é produto de um gene> sequência de aminoácidos.
Processos que regulam a expressão de um gene: - Desenrolamento do DNA
 - Transcrição
 - Processamento do RNA
 - Exportação para o citoplasma
 - Tradução
 - Pós-Tradução
Replicação ocorre no núcleo
Transcrição ocorre no núcleo.
Tradução ocorre no citoplasma (ribossomo sintetiza proteínas)
GENE: é uma sequência de DNA que contem s informação em uma sequência de bases nitrogenadas para codificar um produto final (em geral, proteínas), sendo os responsáveis pela transmissão hereditária das características entre gerações.
Dentro do núcleo= cromatina-
Expressão dos genes= dogma central da genética ou Biologia Molecular.
RNA faz o transito núcleo>citoplasma.Chamado de intermediário.
Estrutura do Gene Humano
Todo gene é composto por três elementos: - Promotor
 - Sequência codificadora
 - Finalizador (sítio de poli A)
Promotor: é a região do DNA à qual se liga uma RNA polimerase para iniciar a transcrição. É a sequência de bases que antecedem a sequência codificadora de um determinado gene. Ponto de reconhecimento na transcrição. Importante para o reconhecimento do gene a ser transcrito. Sequência conservada. Nunca muda.
Se alterada a sequência conservada, não ocorre o reconhecimento, posteriormente, não terá transcrição, nem tradução e, portanto, não terá síntese de proteínas. 
Sequência codificante = EXON (nucleotídeos) Região codificante
Sequência Não codificante = ÍNTRONS 
Os Íntrons serão transcritos para o RNA primário, porém não estão presentes no RNA mensageiro final.
SPLICING ALTERNATIVO: retirada dos íntros, deixando apenas os Exons. Ocorre a combinação de diferentes Exons. Ocorre no DNA. Vem antes da tradução. Um mesmo gene pode resultar uma, duas ou mais proteínas.
Replicação do Dna
Necessidade da replicação (duplicação) do DNA: duas moléculas geneticamente iguais.
Processo que precede a divisão células através do qual são geradas cópias idênticas das moléculas de DNA presente na célula-mãe, a seguir herdadas pelas duas células-filhas.
Toda replicação de DNA ocorre de modo semiconservativo. Filamento antigo (molde) + novo filamento.
A natureza complementar das duas fitas de nucleotídeos em uma molécula de DNA sugere que, durante a replicação, cada fita serve como molde para a síntese de uma nova fita. Fita conservada
Origem da replicação: 
As unidades de replicação são chamadas de Replicons, cada uma com uma origem de replicação.
Começa em pontos específicos do DNA, chamados de ‘Pontos de origem’ ou ORI.
Em cada ORI vamos ter origens de replicações de uma forma rápida.
O DNA de fita dupla começa a se desenrolar na origem, produzindo fitas de nucleotídeos de fita única que servem como moldes nos quais o novo DNA pode ser sintetizado.
O desenrolamento da dupla hélice gera uma alça, chamada de Bolha de replicação.
O ponto de desenrolamento, onde as duas fitas únicas de nucleotídeos se separam da hélice de fita dupla do DNA, é chamado de Forquilha de replicação.
Replicação Bidirecional, abrindo simultaneamente.
O que acontece dentro da Forquilha?
Iniciação= proteína de iniciação que desenrola um pequeno segmento de DNA.
Desenrolamento
DNA Helicase : rompe as pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas de uma molécula de DNA. Não pode iniciar o desenrolamento. Separa os polinucleotídeos dando acesso as bases nitrogenadas, deixando as fitas prontas para a leitura.
OBS: a força física sobre o DNA pode deixa-lo super helicoidisado.
Proteínas ligadorasde DNA fita únicas (SSB): após o DNA ser desenrolado pela helicase, as SSBs se prendem firmemente ao DNA de fita única exposto para proteger as cadeias de nucleotídeos de fita única e evitam a formação de estruturas secundárias como grampos. São indiferentes as sequências de bases. Mantem os polinucleotídeos separados.
OBS: existe a tendência química para unir novamente os polinucleotídeos.
Topoisomerase : DNA Girase, uma enzima que reduz a tensão de torção (torque) que surge a frente da forquilha de replicação como resultado do desenrolamento. Rompe a fita dupla em um segmento da hélice de DNA passando outro segmento da hélice através da ruptura. Evita o super dobramento do DNA, deixando espaços entre os polinucleotídeos.
Como é construído o polinucleotídeo?
Alongamento
Na fase de alongamento da replicação, o DNA de fita única é usado como um molde para a síntese de DNA.
Síntese dos primers: todas as DNA polimerases precisam de um iniciador chamado Primer, um nucleotídeo com um grupo 3´OH livre. A primase sintetiza segmentos curtos de nucleotídeos de RNA, ou primers. Esse primers envolvidos são removidos e substituídos por nucleotídeos de DNA.
DNA polimerase: realizam a polimerização dos nucleotídeos, ou seja, sintetizam DNA. Após o DNA ser desenrolado e um primer ser adicionado, as DNA polimerases prolongam a fita nova de polinucleotídeos ao catalisar a polimerização. Além do processo de replicação, elas fazem o reparo do DNA. Possuem atividade polimerásica de 5´para 3´.
OBS: deve-se manter o antiparalelismo. Umas das fitas de replicação do DNA vai ser contínua, de 5´para 3´( Cadeia líder)
Fragmentos de Okasaki: DNA construídos em pedaços. Replicação Descontínua. Criado na cadeia atrasada durante a replicação. Cadeia de sentido de 3´para 5´. A célula faz a cópia da cadeia de uma forma descontínua (Cadeia atrasada). Fragmentos vão ser replicados à medida que a forquilha avança. Os fragmentos estão sendo sintetizados no sentido de 5´para 3´. DNA ligase liga os fragmentos formando uma nova cadeia contínua.
DNA Polimerase δ (delta): completa a replicação no filamento descontínuo adicionando nucleotídeos. 
DNA Polimerase £ (Épsilon): replicação do filamento contínuo adicionado nucleotídeos.
DNA Polimerase ß (beta): reparo corrigindo possíveis erros da replicação. Ex: bases em pares errados. Substituição dos primers de RNA colocando nucleotídeos de DNA. 
DNA Ligase : ligação dos fragmentos de Okazaki e das ligações fosfodíester (catalisando).
Qual a importância do DNA unifilamentar? A capacidade das bases fazerem pares leva a replicação.
Existe um problema de replicação na ponta dos cromossomos chamados de Telomeros. Falta de hidroxila. Enzima específica chamada Telomerase que é responsável pela replicação nas pontas do cromossomo. Células germinativas, células somáticas proliferativas e em organismos unicelulares.
Transcrição do Rna
RNA é unifilamentar.
Pareamento Intrafilamentar: dentro dele. Filamento se dobra e pareia suas próprias bases.
Classes principais: RNA Transportador, RNA Mensageiro e RNA Ribossômico.
mRNA: possui instruções codificantes para a síntese das proteínas. É o intermediário entre o gene (molécula de DNA) e a síntese de proteína.
tRNA: adaptador entre sequência codificante do mRNA e a sequência de aminoácidos de uma cadeia polipeptídicas. Transporta o aminoácido.
rRNA: junto com as proteínas ribossômicas. Constitui o ribossomo.
RNA é a molécula intermediária entre o núcleo e o citoplasma.
 Transcrição: processo no qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir da informação contida na sequência de bases nitrogenadas de uma molécula de DNA.
Cada RNA sintetizado corresponde a um gene de molécula de DNA.
Temos dois grupos de genes: - Gene Housekeeping> relacionado ao metabolismo energético.
 - Gene Tecido Específico> de acordo com a função da célula e do tecido do qual ela faz parte. De acordo com a necessidade da célula.
 Gene Ativo 
A transcrição se refere a síntese de todos os RNAs celulares, passam por modificações.
Apenas uma fita molde de DNA é utilizada para a síntese de RNA.
Fita não molde não é utilizada.
O RNA é complementar a fita molde de DNA.
RNA transcrito tem a mesma sequência de bases que a do filamento não molde, mas tem Uracila em vez de Timina.
Sentido da transcrição é de 5´ para 3´
Transcrito a partir da sequência codificante.
Quem faz a transcrição?
RNAs Polimerases: enzimas em eucariotos. Forma o RNA.
Gene de rRNA> RNA Polimerase 1
Gene de tRNA> RNA Polimerase 3
Gene codificador de proteínas /mRNA> RNA Polimerase 2
Transcrição – RNA Polimerase 2
Requer modificação na estrutura do nucleossomo ( octamero de histonas+H1)
Acetilação: adição de um grupo acetil nas histonas deixando o DNA livre iniciando a transcrição.
Reconhecimento do Promotor: fatores de transcrição (TF) requerem proteínas TF.
RNA polimerase 2 + Fatores de transcrição forma o aparelho basal de transcrição no promotor que regula a expressão do gene.
Separação dos polinucleotídeos.
DNA Unifilamentar- molde.
Nucleotídeos de RNA complementares a fita molde são adicionados na ponta 3´do RN crescente.
ALONGAMENTO: síntese do RNA
 Regiãohíbrido DNA- RNA > preso por ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.
Síntese do RNA transcrito: 5´ para 3´
Término da Transição: síntese do RNA além das sequências codificantes RNA crescente – sítio de clivagem onde o que restou é degradado e o RNA é cortado e liberado.
A ponta do RNA transcrito é clivada.
No outro pedaço liga-se a endonuclease Rat1 degradando RNA.
Durante a transcrição não temos sistema de reparo, pois são degradados, quando houver erro, vários são sintetizados além do errado.
Molécula Transcrita >>> RNA
FITA 3´para 5´
RNA POLIMERASE FAZ TUDO
NO CITOPLASMA.
Processamento de Transcritos primários de mRNA (modificações):
São três modificações no mRNA: - Adição de CAP
 - Poliadenilação ( Cauda Poli A)
 - Splicing 
Adição de CAP: extremidade 5´do mRNA que vai receber o CAP. Adição de um Nucleotídeo Metilado (m7) protegido na extremidade 5´do pré mRNA . Proteção do mRNA de nucleases ( contra exonucleases). Reconhecimento do mRNA pelo ribossomo na tradução.
Poliadenilação/ Adição da Cauda Poli A: consiste na adição de 50 a 250 nucleotídeos de adenina a ponta 3´do pré mRNA. Auxilia no transporte do mRNA ao citoplasma. Confere estabilidade ao mRNA aumentando o tempo em que este permanece intacto e disponível para a tradução.
SPLICING: RNA nuclear vai ter seus introns removidos e a união dos exons. Splicingsossomos.
Transcrição de todos os RNAs celulares 
Tradução: síntese de proteínas 
Decodificar o conteúdo de um mRNA em uma sequência linear de aminoácidos (que determina a função da proteína)
 
mRNA é lido em códon
- Iniciação
- Alongamento
- Término