Ácidos nucleicos Replicação TranscriçãoTradução Char 2019

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Ácidos Nucleicos: DNA e RNA 
Profa. Dra. Charlotte Cesty Borda de Saenz 
Disciplina: Processos Biológicos 
Escola de Ciências da Saúde 
Curso de Ciências Biológicas 
GENES 
Gene: Segmento do DNA 
Segmento da molécula de DNA que contém uma informação genética. 
Considerado a unidade básica da herança. Cada gene codifica a síntese de um 
polipeptídeo que direta, ou indiretamente, determinará uma característica do 
indivíduo. Há características condicionadas por um gene e outras por dois ou 
mais genes. 
Locus Gênico 
• Local específico nos cromossomos onde estão situados os genes. O plural de 
locus é Loci. 
 
Alelos 
• São genes situados no mesmo locus em cromossomos homólogos. Estão, portanto, 
envolvidos com a determinação da mesma característica. Podem ser iguais ou 
diferentes. 
 
Genótipo 
• Conjunto de genes de um indivíduo para uma ou mais características. É a 
própria constituição genética do indivíduo. 
Fenótipo: 
• É a expressão do genótipo no ambiente. Representa o conjunto de aspectos 
visíveis ou não de um indivíduo resultante da ação do genótipo com o meio. 
 
• FENÓTIPO = GENÓTIPO + AMBIENTE 
 
Do DNA ao Fenótipo 
Fenótipo (traços hereditários, 
características como tipo 
sanguíneo, cor da pele, estatura etc) 
 
Replicação 
Transcrição 
Tradução 
Proteína 
Dogma central da biologia 
RNA 
RNA: polímero de ácido nucléico que usa ribose como pentose (ao invés de 
desoxiribose do DNA) e base uracila (U) no lugar de timina (T). 
DNA 
(Fita simples) (Dupla fita) 
Dupla hélice de DNA: 
Watson-Crick, 1953 
Sulco 
maior 
Sulco 
menor 
Ácidos Nucléicos 
 São formados por subunidades chamadas 
nucleotídeos. 
 Cada nucleotídeo é composto por três partes: um 
grupo fosfato, uma pentose (ribose no RNA e 
desoxirribose no DNA) e uma base nitrogenada. 
Pirimidinas Purinas 
Bases Nitrogenadas 
Uracila Timina 
Citosina 2´desoxirribose 
Ribose 
Adenina Guanina 
Ácido fosfórico 
Componentes dos Ácidos Nucleicos 
 Bases Púricas, ou Purinas: Adenina e Guanina. 
 Bases Pirimídicas, ou Pirimidinas: Citosina, Timina e 
Uracila. 
DNA e RNA 
DNA e RNA DNA RNA 
um grupo metil a menos 
Ligação Fosfodiéster: 
Une os ácidos nucleico 
Ligação Fosfodiéster: 
Une os ácidos nucleicos 
 O número 5’ indica a ligação do 
fosfato (P) com o carbono 5 da 
desoxirribose. 
 
 O número 3’ indica a ligação da 
hidroxila (OH) com o carbono 3 
da desorribose. 
 
 Por convenção, as bases de uma 
sequência são sempre descritas 
da extremidade 5’ para a 
extremidade 3’. 
 
 As ligações fosfodiéster podem 
ser quebradas enzimaticamente 
por enzimas chamadas 
NUCLEASES. 
DNA RNA 
Adenina 
Guanina 
Citosina 
Timina Uracila 
AS PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE OS ÁCIDOS DNA E RNA 
 
 
DNA RNA 
Pentose Desoxirribose Ribose 
Bases púricas Adenina e Guanina Adenina e Guanina 
Bases pirimídicas Citosina e Timina Citosina e Uracila 
Estruturas Duas cadeias 
Helicoidais 
Uma cadeia 
Enzima hidrolítica Desoxirribonuclease 
(DNAase) 
Ribonuclease 
(RNAase) 
Origem Replicação Transcrição 
Enzima sintética DNA - polimerase RNA - polimerase 
Função Informação genética Síntese de proteínas 
 
http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microorg/%E1cidos_nucl%E9icos.htm 
Dogma central da biologia 
Metabolismo celular é controlado pelos ácidos nucleicos, 
compostos que coordenam uma série de reações em que 
estão envolvidas inúmeras enzimas. 
 
DNA → replicação → DNA → transcrição → RNAm → 
tradução 
 
Replicação de DNA 
Profa. Dra. Charlotte Cesty Borda de Saenz 
Disciplina: Processos Biológicos 
Escola de Ciências da Saúde 
Curso de Ciências Biológicas 
Forquilha de replicação 
Polaridade da síntese define fitas 
líder e retardada (descontínua) 
Enzimas envolvidas na duplicação do DNA 
Enzima Função 
DNA iniciase / 
primase 
Inicia a síntese do fragmento do DNA iniciador 
DNA helicase Desenrola a dupla hélice de DNA 
DNA polimerase Adiciona ou remove nucleotídeos durante a 
síntese 
DNA ligase Une o nucleotídeo correto à fita em síntese 
DNA 
topoisomerase 
Desfaz as “regiões de superdobramento” da 
dupla hélice de DNA 
Tipos de DNA polimerase 
DNA polimerase I 
Descoberta em 1956 (Kornberg pai) 
Função precisa descoberta apenas em 1969: remove o 
primer de RNA da fita descontínua 
 
DNA polimerase III 
Descoberta em 1970 (Kornberg filho) 
Principal enzima que realiza a replicação em procariotos 
DNA polimerase II 
Lenta, envolvida em reparo do DNA 
Replicação das fitas 
• Fita líder (rápida, contínua) 
–Primase age uma vez 
 
 
 
 
 
• Fita retardada (lenta) 
–Primase age várias vezes 
–1967, Fragmentos de Okasaki 
 Okazaki R, Okazaki T, Sakabe K, Sugimoto K. Mechanism of DNA replication 
possible discontinuity of DNA chain growth. Jpn J Med Sci Biol. 1967 
Jun;20(3):255-60 
Replicação semi-conservativa 
Replicação semi-conservativa 
 Um complexo enzimático 
contendo a enzima HELICASE se 
liga à molécula de DNA em uma 
região → sequência de 
nucleotídeos → origem de 
replicação. 
 
 HELICASE → separa as duas 
cadeias de DNA através da 
quebra pontes de hidrogênio. 
 TOPOISOMERASES: “força extra” 
nas forquilhas de replicação. 
 
 
I. Ação das Helicases (e das topoisomerases) 
 
 
II. Ação das SSBP 
 Proteínas de ligação à cadeia simples (SSBP – single 
strand binding proteins). 
 
 Ligam-se às cadeias separadas 
 
 Impedem que as fitas voltem a se unir. 
 
 
III. Ação da Primase 
 DNA polimerase não consegue iniciar a síntese de uma nova cadeia 
de DNA do “zero”→ sintetiza a partir de uma cadeia pré-existente. 
 
 Quem inicia a cadeia → região de iniciação→ enzima PRIMASE → 
sintetizará um fragmento de cadeia simples de RNA → primer ou 
iniciador de RNA 
 
 
IV. Ação da DNA polimerase III 
 Após a síntese do iniciador de RNA, a 
primase se desliga/desassocia da 
molécula de DNA. 
 
 Enzima DNA POLIMERASE III se liga à 
cadeia de DNA, na ponta do iniciador 
de RNA. 
 
 Inicia a leitura das bases 
nitrogenadas da cadeia de DNA que 
serve de molde, adicionando à nova 
cadeia nucleotídeos com bases 
nitrogenadas complementares 
 
 
V. Ação da Ligase 
 Na cadeia líder → complexo DNA polimerase só se desliga ao 
término do processo de replicação → cadeia contínua → só um 
primer. 
 
 Cadeia lenta → descontínua → síntese de vários primers de RNA → 
ligações repetidas de DNA polimerases III → fragmento de Okazaki 
→ Antes do término do processo, DNA polimerase I remove os 
primers de RNA (atividade exonuclease), a enzima LIGASE adiciona 
nucleotídeos de DNA e liga todos os fragmentos das novas cadeias. 
 
 
VI. Ação da DNA Polimerase II 
A DNA polimerase II → efetua checagem de erros (adição de 
nucleotídeo cuja base nitrogenada não seja o par correto daquele 
lido na cadeia mãe). 
 
Neste caso → remoção pela DNA POLIMERASE II do nucleotídeo 
mal pareado → substituição pelo correto 
 
Sistema de reparos → eficaz → taxa de erros: 1/1 a cada 1 bilhão 
→ agentes mutagênicos diversos elevam esta taxa.. 
Reparo pela Polimerase 
• Mecanismo de verificação 
(Proof-reading) 
 
• DNA-polimerase possui 
• Uma atividade de polimerização 
5’→ 3’ 
• Uma atividade de exonuclease 
3’→ 5’ 
 
 
Visão geral 
 
Repare na 
posição do 
primer de 
RNA 
Eliminação 
dos 
fragmentos 
de Okasaki 
 
 
DNA Pol I 
DNA Replication 
• DNA Pol precisa de um molde 
inicial 
 
• Primase: gera um molde de 
RNA complementar 
 
• A DNA Pol III agora é capaz de 
adicionar bases à extremidade 
3’OH 
Doenças causadas por problemas no 
mecanismos de replicação 
• Ataxia de Friedreich's 
• dano progressivo no sistema nervoso (problemas 
musculares, na fala e doenças no coração) 
• forma mais comum das ataxias herdadas 
• A seqüência GAATTC se repete, quando existem 
mais de 40 repetições, o indivíduo apresenta a 
doença. 
 
• Xerodermapigmentosum 
• envelhecimento precoce 
• aumento na incidência de câncer 
• Falha no mecanismo de reparação 
do DNA causado pela luz UV 
 
Resumo 
 Replicação semi-conservativa 
 Bolha de replicação avança em duas direções 
 Fita líder e fita retardada 
 Helicases (tb topoisomerases) desenrolam o DNA 
 Primase faz o primer 
 DNA polimerase III, DNA polimerase I 
 DNA ligase 
 Telomerase 
Revisão da aula anterior 
 
https://www.youtube.com/watch?v=TNKWg
cFPHqw 
 
https://www.youtube.com/watch?v=TNKWgcFPHqw
https://www.youtube.com/watch?v=TNKWgcFPHqw
O “Dogma Central da Biologia” 
(Watson & Crick, 60’s) 
 
DNA RNA PROTEÍNA 
TTTrrraaannnssscccrrriiiçççãããooo TTTrrraaaddduuuçççãããooo 
RRReeeppplll iiicccaaaçççãããooo 
GENE → segmento de uma molécula de DNA que contém um 
código para a produção dos aminoácidos da cadeia polipeptídica + 
as sequências reguladoras para sua expressão. 
No gene: sequências codificantes e não codificantes. 
 
Sequências codificantes → são denominadas ÉXONS 
Sequências não - codificantes → são denominadas ÍNTRONS 
 
Os íntrons são inicialmente transcritos em RNA no núcleo, mas não 
estão presentes no mRNA final no citoplasma. 
 
Em muitos genes, o tamanho dos exons é muito menor que o de 
íntrons. 
Transcrição 
Profa. Dra. Charlotte Cesty Borda de Saenz 
Disciplina: Processos Biológicos 
Escola de Ciências da Saúde 
Curso de Ciências Biológicas 
 Transcrição é a primeira etapa da expressão do gene. 
 
 Envolve a cópia da sequência de DNA de um gene para 
produzir uma molécula de RNA. 
 
 É realizada por enzimas chamadas RNA polimerases, que 
ligam nucleotídeos para produzir uma cadeia de RNA 
(usando uma cadeia de DNA como modelo). 
 
 A transcrição tem três estágios: 
 - iniciação, alongamento e término. 
 
 A transcrição é controlada separadamente para cada 
gene em seu genoma. 
 A RNA polimerase liga-se a 
uma sequência de DNA 
chamada REGIÃO 
PROMOTORA ou 
PROMOTOR, encontrada 
próximo ao início de um 
gene. 
 
 Cada gene tem seu próprio 
PROMOTOR. 
 
 Uma vez ligada, a RNA 
polimerase separa as fitas de 
DNA, provendo o molde de 
cadeia simples, de um só 
filamento, necessário à 
transcrição. 
INICIAÇÃO 
 Um filamento de DNA → 
molde para a RNA polimerase. 
 
 Conforme "lê" esse molde uma 
base por vez, a RNA polimerase 
constrói uma molécula de RNA 
feita de nucleotídeos 
complementares, formando 
uma cadeia que cresce de 
5´para 3´. 
 
 O transcrito de RNA carrega a 
mesma informação que o 
filamento não-molde 
(codificador) de DNA , mas ele 
contém a base Uracila (U) em 
vez de tiamina (T) 
ALONGAMENTO 
 Sequências chamadas finalizadores sinalizam que o transcrito de 
RNA está completo. 
 
 Uma vez transcritos os finalizadores, a fita de RNA transcrita se 
libera da RNA polimerase. 
 
 Um exemplo de um mecanismo de término envolvendo a formação 
de um grampo no RNA é mostrado abaixo. 
TÉRMINO 
Modificações no RNA de eucariontes 
 
Nas bactérias, os transcritos de RNA podem atuar imediatamente como RNAs 
mensageiro (RNAms). 
 
Nos eucariontes, o transcrito de um gene codificador de proteínas é chamado um pré-
RNAm → ainda no núcleo → processamento → antes da tradução. 
 
Pontas modificadas: adição de um cap 5' (no começo) e uma cauda poli A 3' (no final). 
 
Os pré-RNAms também sofrem splicing → íntrons são removidos e os éxons são 
unidos. 
Tradução 
Profa. Dra. Charlotte Cesty Borda de Saenz 
Disciplina: Processos Biológicos 
Escola de Ciências da Saúde 
Curso de Ciências Biológicas 
O código genético será decifrado..... 
“Decifra-me ou devoro-te.” 
Édipo Rei - Sófocles 
A, O, M, R. 
 
AMOR, ROMA, ORAM, MORA, RAMO. 
 
Se uma das letras puder ser repetida: 
 
MORRO e AMORA, por exemplo. 
 
 
Observe que usamos as mesmas letras, porém formamos palavras 
com significados diferentes. 
 
A mesma idéia pode ser aplicada para o DNA. 
 
 Os 4 tipos de nucleotídeos se arrumam de diversas maneiras na 
molécula de DNA, formando os diferentes seres vivos. 
 mRNA (RNA mensageiro) processado: carrega a 
“informação”(ou seja, a sequencia de bases) para a síntese da 
proteína; 
 
 rRNA (RNA ribossômico): um constituinte estrutural e 
funcional dos ribossomos → onde acontece a síntese proteica; 
 
 tRNA (RNA transportador): carrega os aminoácidos que serão 
adicionados a proteína nascente, e faz a “leitura”da sequencia 
de bases do mRNA. Isso quer dizer que o tRNA é a molécula 
que decodifica o código genético. 
RNAs necessários para efetuar a síntese proteica 
RNAm 
 Leva a informação da seqüência protéica a ser 
formada do núcleo para o citoplasma, onde 
ocorre a tradução. Ele contém uma seqüência 
de trincas correspondente a uma das fitas do 
DNA. 
 
 Cada trinca (três nucleotídeos) no RNAm é 
denominada códon e corresponde a um 
aminoácido na proteína que irá se formar 
1 códon  3 nucleotídeos no RNAm 
7 códons  21 nucleotídeos 
Código Genético 
• “Dicionário” → correspondência da sequencia 
de nucleotídeos levando à sequencia de 
aminoácidos; 
• Códon → 3 bases nucleotídicas no RNAm que 
codificam cada aminoácido (“palavra”); 
• Códon: 
–RNAm → A, G, C e U; 
–“escrita” da direção 5’ para 3’; 
–64 combinações diferentes de bases; 
O código genético "padrão" 
AUG é também sinal de iniciação 
aminoácidos com quatro códons 
aminoácidos com seis códons 
aminoácidos com três códons 
aminoácidos com dois códons 
aminoácidos com um códon 
CÓDIGO GENÉTICO 
CÓDONS DE FINALIZAÇÃO: 
 
UAA,UGA e UAG que indicam à 
célula que a sequência de 
aminoácidos destinada àquela 
proteína acaba ali 
CÓDON DE INICIAÇÃO AUG: 
• indica que a sequência de 
aminoácidos da proteína começa a ser 
codificada ali. 
 
• codifica o aminoácido Metionina 
(Met) de forma que todas as proteínas 
começam com o aminoácido Met. 
RNAt 
 Levam os aminoácidos para o RNAm durante o 
processo de síntese protéica. As moléculas de 
RNAt apresentam, em uma determinada região, 
uma trinca de nucleotídeos que se destaca, 
denominada anticódon. 
 
 É através do anticódon que o RNAt reconhece o 
local do RNAm onde deve ser colocado o 
aminoácido por ele transportado. Cada RNAt 
carrega em aminoácido específico, de acordo 
com o anticódon que possui 
Etapas da Tradução 
1. Ativação do Aminoácido (metionina se liga ao tRNA) 
2. Iniciação 
3. Elongação ou Alongamento 
4. Terminação e Liberação do complexo mRNA + rRNA + tRNA 
5. “Folding” (moldagem) e Processamento proteico pós-tradução 
 
 
A Iniciação da Tradução: 
 
- A subunidade menor do 
ribossomo tem três sítios de 
ligação: um sítio de 
aminoácido (A), um sítio 
polipeptídico (P) e um sítio de 
saída (E). 
 
- O tRNA iniciador carrega o 
aminoácido metionina liga-se 
ao códon start AUG.do RNAm, 
correspondente à subunidade 
P – onde os aminoácido serão 
incorporados. 
 
 
 
https://www.nature.com/scitable/topicpage/transl
ation-dna-to-mrna-to-protein-393 
https://www.nature.com/scitable/topicpage/transl
ation-dna-to-mrna-to-protein-393 
 A subunidade maior do 
ribossomo se liga à 
subunidade menor e 
completa o complexo de 
iniciação. 
 
 A molécula tRNA 
iniciadora – carregando o 
aminoácido metionina 
(que servirá como primeiro 
aminoácido da cadeia 
polipeptídica – liga-se ao 
sítio p do ribossomo.. 
 
 O sítio A irá se alinhar com 
o próximo anticódon do 
próximo tRNA 
A Elongação da Tradução: 
códon 
Sítio de ligação 
ao aminoácido 
C G C 
RNAm 
A U G U U U C U U G A C C C C U G A 
U A C A A A 
 Quando o RNAm chega ao citoplasma, 
ele se associa ao ribossomo. 
 Nessa organela existem 2 espaços 
onde entram os RNAt com 
aminoácidos específicos (P e A). 
 Somente os RNAt que têm sequência 
do anticódon complementar à 
sequência do códon entram no 
ribossomo. 
AUG = aa 
Metionina 
Códon de 
iniciação 
A U G U U U C U U G A C C C C U G A 
U A C A A A 
 Uma enzima presentena 
subunidade maior do 
ribossomo realiza a ligação 
peptídica entre os 
aminoácidos. 
A U G U U U C U U G A C C C C U G A 
U A C 
A A A 
 O RNAt “vazio” volta para 
o citoplasma para se ligar a 
outro aminoácido. 
A U G U U U C U U G A C C C C U G A 
U A C 
A A A G A A 
 O ribossomo agora se 
desloca uma distância de 1 
códon. 
 o espaço vazio é 
preenchido por um outro 
RNAt com seqüência do 
anti-códon complementar à 
seqüência do códon. 
A U G U U U C U U G A C C C C U G A 
U A C 
A A A G A A 
 Uma enzima presente na 
subunidade maior do 
ribossomo realiza a ligação 
peptídica entre os 
aminoácidos. 
A U G U U U C U U G A C C C C U G A 
U A C A A A 
G A A 
 O RNAt “vazio” volta para o 
citoplasma para se ligar a outro 
aminoácido. 
 E assim o ribossomo vai se 
deslocando ao longo do RNAm 
e os aminoácidos são ligados. 
A U G U U U C U U G A C C C C U G A 
G G G 
Códon de 
terminação 
 Quando o ribossomo passa 
por um códon de terminação 
nenhum RNAt entra no 
ribossomo, porque na célula 
não existem RNAt com 
sequencias complementares 
aos códons de terminação. 
Fator de liberação: 
não codifica 
nenhum aa 
A Terminação da Tradução: 
A U G U U U C U U G A C C C C U G A 
G G G 
 Então o ribossomo se solta 
do RNAm, a proteína recém 
formada é liberada e o 
RNAm é degradado. 
Vários ribossomos podem traduzir simultaneamente uma molécula 
de mRNA 
Os ribossomos movem-se ao longo de 
um mRNA na direção 5'3' 
O conjunto é conhecido como 
polissomo ou polirribossomo 
Cada ribossomo funciona 
independentemente dos demais 
https://youtu.be/Ikq9AcBcohA 
 
https://youtu.be/Ikq9AcBcohA
Resumindo 
 proteína  + de 70 aminoácidos 
 
 1 códon  3 nucleotídeos no RNAm 
 
 1 códon  1 aminoácido na proteína 
 
 Anticódon  3 nucleotídeos no RNAt 
 
1. O processo de síntese de proteínas é denominado de tradução e 
se baseia na união de aminoácidos a fim de se formar uma 
proteína. Qual tipo de RNA está envolvido no processo? 
 
a. Apenas RNA mensageiro e RNA transportador. 
b. Apenas RNA mensageiro e RNA ribossômico. 
c. Apenas RNA transportador e RNA ribossômico. 
d. RNA mensageiro, transportador e ribossômico. 
e. Nenhum tipo de RNA, pois a síntese de proteína ocorre graças a 
moléculas de DNA. 
2. A síntese proteica pode ser dividida em três etapas. A etapa 
em que ocorre a junção dos aminoácido por ligações 
peptídicas é chamada de 
 
a. iniciação. 
b. finalização. 
c. conexão. 
d. alongamento. 
e. ligação 
3. Na síntese proteica, observam-se os seguintes eventos: 
 
I. o gene (segmento de DNA) é transcrito em RNA mensageiro; 
II. o RNA mensageiro combina-se com um complexo de ribossomo, 
RNAs transportadores e aminoácidos; 
III. a proteína é sintetizada. 
 
Num experimento de laboratório hipotético, realizou-se uma síntese 
proteica utilizando-se: DNA de um gene humano, RNAs 
transportadores de ovelha e aminoácidos de coelho. Ao final do 
experimento, obteve-se uma proteína 
 
a. humana. 
b. de ovelha. 
c. de coelho. 
d. quimérica de homem e ovelha. 
e. híbrida de homem e coelho. 
4. Assinale a alternativa correta a respeito do processo de síntese 
proteica. 
 
a. Para sintetizar moléculas de diferentes proteínas é necessário que 
diferentes ribossomos percorram a mesma fita de RNAm. 
b. Se todo o processo de transição for impedido em uma célula, a 
tradução não será afetada. 
c. É a sequência de bases no RNAt que determina a sequência de 
aminoácidos em uma proteína. 
d. Se houver a substituição de uma base nitrogenada no DNA, nem 
sempre a proteína resultante será diferente. 
e. A sequência de aminoácidos determina a função de uma proteína, 
mas não tem relação com sua forma.