Biologia Molecular (1)

Prévia do material em texto

Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
Biologia Molecular 
 
 
1 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
❖ Uma carta ao consumidor 
 
Este resumo foi feito com base nas aulas de Biologia Molecular ministradas no curso 
de medicina. Ele foi feito com base nas aulas ministradas e na bibliografia indicada. 
O resumo procura ser o mais completo e correto possível, porém é um documento 
passível de erros. 
 
Ele foi elaborado por uma estudante que só queria encontrar métodos eficientes para 
estudar. Ela não se responsabiliza pelos efeitos causados pelo resumo, sendo 
completamente livre de suas consequências. 
 
Esperamos que este documento consiga ajudá-los em algo, foi feito com muito 
esforço e dedicação. 
 
Boa sorte, 
 
Marina. 
 
2 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
 
 
❖ Sumário 
 
Uma carta ao consumidor 2 
Sumário 3 
Ciclo celular 4 
Ácidos Nucleicos 7 
Organização do genoma humano 11 
Genoma Humano 13 
Gene e transcrição 18 
Transcrição: processamento do RNAm 20 
Tradução 21 
Degradação, Enovelamento, Endereçamento e Modificações de proteínas 23 
Regulação gênica em eucariotos 32 
Mutações gênicas 36 
Replicação do material genético 38 
Controle do Ciclo Celular 41 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
❖Ciclo celular  
 
Interfase → É a maior parte do ciclo celular 
 
• G1 e G0 (exerce sua função) 
 
- Nessa fase, temos 46 moléculas de DNA que 
correspondem a 46 cromossomos, ou seja, os 
cromossomos encontram-se na sua forma simples I 
(não duplicada). Portanto, temos cada cromossomo 
com a dupla fita de DNA. 
 
1 cromossomo : 1 molécula de DNA 
46 cromossomos I : 46 moléculas de DNA 
 
- Nessa fase os cromossomos não são visíveis. Em 
toda a interfase não enxergamos os cromossomo, pois o DNA está em forma de 
cromatina 
 
- A fase de G1 é a que representa a maior duração do ciclo celular da célula. Portanto, 
na maior parte da vida da cél, teremos 1 cromossomo para cada molécula de DNA→ 
Quando o cromossomo está visível, significa que ele já duplicou o seu material 
genético, ou seja, ele está com 2 moléculas de DNA (a única forma visível do 
cromossomo é na sua forma duplicada!) 
 
• S (duplicação) 
 
- Nessa fase irá ocorrer a duplicação. Assim, ao final dela, teremos 92 moléculas de 
DNA compondo cada cromossomo duplicado. Portanto, teremos 92 moléculas de 
DNA e 46 cromossomos duplicados X. Isso porque, cada DNA replicado será unido à 
sua réplica pelo centrômero, formando o cromossomo duplo. 
 
1 cromossomo X : 2 moléculas de DNA 
46 cromossomos X : 92 moléculas de DNA 
 
- Cada cromossomo duplicado apresenta 2 moléculas de DNA que correspondem 
justamente às cromátides. Portanto, no cromossomo duplo temos 2 cromátides 
irmãs. 
 
4 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
1 cromossomo X: 2 DNA = 2 cromátides irmãs 
46 cromossomos X : 92 DNA = 92 cromátides irmãs 
 
- As cromátides irmãs unidas garantem que cada molécula de DNA idêntica vá para 
cada célula ao final da divisão celular. 
 
- A linha que delimita as cromátides irmãs no cromossomo duplo é denominada 
sulco. Já a região de constrição é denominada centrômero. Além disso, os 
cromossomos duplos podem ser classificados de acordo com a posição dessa 
constrição. No caso abaixo, trata-se de um cromossomo metacêntrico. 
 
 
 
• G2 (prepara para entrar na mitose) 
 
- Nessa fase o cromossomo duplicado passa por uma checagem para então seguir 
para a divisão celular. 
 
 
● Divisão Celular (Mitose) 
 
1. Prófase 
2. Metáfase 
3. Anáfase 
4. Telófase 
 
Obs: Desde a fase S até a metáfase, temos: 46 cromossomos duplos = 92 moléculas 
de DNA = 92 cromátides irmãs. 
 
1. Prófase 
 
É nessa fase que o cromossomo começa a se condensar. 
5 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
2. Metáfase 
 
Na metáfase temos 46 cromossomos duplicados, ou seja, 92 moléculas de DNA que 
correspondem às cromátides irmãs. 
 
46 cromossomos X = 92 moléculas DNA = 92 cromátides 
 
Nessa subfase da divisão celular, teremos a condensação máxima dos cromossomos, 
sendo portanto o melhor momento de visualização dos cromossomos na microscopia. 
 
3. Anáfase 
 
Durante a vida da célula, ela poderá apresentar, momentâneamente, 92 
cromossomos. Isso porque na anáfase teremos a separação das cromátides irmãs dos 
cromossomos duplicados, formando cromossomos simples, sem que ainda tenha 
ocorrido a divisão citoplasmática. Assim, a célula passa a ter 92 cromossomos 
simples ou filhos. 
 
1 cromossomo simples : 1 molécula de DNA 
92 cromossomos simples : 92 moléculas de DNA 
 
4. Telófase 
 
Na telófase, temos 46 cromossomos simples dentro de cada núcleo da célula que está 
sendo formada. Portanto, cada núcleo terá 46 cromossomos. Porém, se ainda não 
tiver ocorrido a citocinese (divisão do citoplasma), podemos considerar que a célula 
ainda se encontra com 92 cromossomos simples. 
 
Obs: Note que o termo “cromátides irmãs” é a mesma coisa que “cromossomo 
simples”, porém são atribuídos nomes distintos de acordo com a fase do ciclo celular. 
Então, nós falamos “cromátides irmãs” quando os “cromossomos simples” estão 
unidos pelo centrômero, enquanto que o termo “cromossomo simples” torna-se 
correto quando essas “cromátides irmãs” se “soltam” do centrômero. 
 
 
6 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
❖Ácidos Nucleicos  
 
RNA e DNA são polímeros de ácidos nucleicos. Estes ácidos nucleicos são formados 
por uma pentose, um fosfato e quatro tipos de bases 
nitrogenadas. 
 
Uma ligação glicosídica une a 
pentose com a base nitrogenada e 
posteriormente são transferidos 
os fosfatos. 
 
Existem diversos ácidos nucleícos: ADP, ATP, AMP, 
UDP, GTP, AMPc… 
Existem também dois tipos de pentose, a ribose e a 
desoxirribose, a diferença entre elas está no carbono 
dois onde a desoxirribose apresenta um oxigênio a 
menos. Comumente a ribose é utilizada para a 
produção de RNA e a Desoxirribose para a produção 
de DNA. Na ribose no 
carbono dois temos a 
presença de um oxigênio, 
enquanto na 
desoxirribose essa 
hidroxila não está 
presente e temos apenas o 
hidrogênio. 
É muito importante 
sabermos a numeração dos carbonos na 
ribose. O carbono 5’ é localizado fora do 
anel da pentose 
 
As bases nitrogenadas são compostas por 
anéis contendo nitrogênio. Elas se 
diferenciam em 5 tipos e de acordo com sua 
estrutura química. 
 
Quando possuem um anel só são 
pirimidinas e quanto tem dois anéis são 
purinas. 
7 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
Adenina e Guanina são purinas, Citosina e Timina são as pirimidinas, eles compõem 
os nucleotídeos do DNA. Já as 
pirimidinas Uracila junto com a 
Citosina são as pirimidinas do RNA. 
Uma fita de nucleotídeos se forma por 
meio de ligações diéster. Monômeros 
em trifosfato irão se unir para formar 
uma cadeia, uma macromolécula.Na 
hora dessa ligação fosfodiéster ocorre 
uma clivagem entre o primeiro e 
segundo fosfato, gerando uma reação de forte energia que irá unir o primeiro fosfato 
do 5’ carbono com a hidroxila do 3’ carbono, liberando um oxigênio negativo que irá 
se juntar com o hidrogênio existente no meio, formando uma molécula de água 
(reação de condensação).É importante lembrar que as ligações sempre ocorrem 
nesse sentido 5’ → 3’. 
 
Dessa forma a leitura do DNA é sempre feita no sentido 5’ → 3’. Para o pareamento 
da dupla hélice ser estável temos a presença de pontes de hidrogênio entre as bases 
nitrogenadas. As ordens sempre serão (no DNA) Adenina - Timina (duas pontes de 
hidrogênio) e Citosina - Guanina (3 pontes de hidrogênio). 
 
8 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
Assim sabendo uma fita de DNA nós conseguimos saber a outra: 
 
5’ACTGGATT3’ 
3’TGACCTAA5’ 
 
O RNA simples fita mas com regiões em duplas hélice, semelhante a grampos de 
cabelo ‘hairpin loops’. 
 
A fita de DNA que gera um RNA aparentemente semelhante é chamada de fita 
codificante, enquanto a outra fita é chamada de fita complementar. No momento da 
produção de RNA, a fita complementar é que será usada como molde, para que o 
RNA forme uma fita ‘complementar a fita complementar’, ou seja uma fita de RNA 
9 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
que seja complementar ao DNA molde/complementar que é semelhante a 
informação carregada pela fita decodificante. 
 
5’ACTGGATT3’ → fita codificante 
 
3’TGACGTAA5’ → fita complementar (molde) 
 
5’ACUGCAUU3’ → fita de RNA com informação semelhante a fita molde. 
 
 
Sempre que ambas as fitas estão juntas não importando sua etiologia (DNA, RNA) 
elas sempre estão no sentido antiparalelo, ou seja, elas ficariam uma no sentido 5’→ 
3’ e outra no sentido 3’ → 5’. 
 
10 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
❖Organização do genoma humano 
 
No núcleo existem proteínas denominadas histonas que sempre se apresentam em 
conjuntos de oito, formando octâmeros. O DNA segue dando voltas nessas proteínas, 
formando um nucleossoma.Essa sequência de nucleossomas que vamos chamar de 
cromatina, formando uma fibra um pouco mais grossa e coesa. Ela que irá se 
enovelar e dar origem ao cromossomo. 
 
O nucleossoma é composto por 8 
histonas + 1 histona H1, servindo 
como uma espécie de presilha, e as 
duas voltas de DNA dupla hélice. Um 
conjunto de nucleossomos que se 
dobra em zigue-zague acaba se 
agrupando, formando uma fibra mais 
grossa chamada de solenóide. Os 
nucleossomos se juntam e se dobram 
pois a histona H1 apresenta afinidade 
entre si, formando parte dos 
dobramentos e consequentemente o 
solenóide. 
Existem proteínas responsáveis por organizar a 
estrutura deste solenóide para a formação do 
cromossomo. 
 
A condensina é o principal componente do 
cromossomo mitótico, responsável pela 
condensação do cromossomo. Esta proteína tem a 
capacidade de formar laços, um ao lado do outro. 
Isso ocorre até que o DNA dupla-hélice adquira 
uma aparência helicoidal. ESQUELETO DO 
CROMOSSOMO → ESTRUTURA DE 
CONDENSINA 
 
 
 
 
Aos poucos as condesinas 
vão se unindo e aos poucos 
estruturando-se a forma dos 
11 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
cromossomos como estamos acostumada a ver nos livros. 
Existe uma outra proteína denominada Coesina, responsável 
por manter as cromátides irmãs unidas. 
 
As proteínas não histonas são aquelas que foram o arcabouço 
e dão estrutura ao cromossomo: coesinas e condensinas. - 
essas proteínas só começam a atuar quando a célula está se 
preparando para a divisão celular, caso contrário não há 
necessidade de estrutura, e o DNA está em sua forma de 
cromatina. 
 
 
● Núcleo interfásico: 
 
Eucromatina = menos condensada genes 
transcricionalmente ativos 
 
Heterocromatina = mais condensada genes 
transcricionalmente inativos. 
 
Os cromossomos apresentam bandas mais 
claras e bandas mais escuras, tendo regiões de 
eucromatina (ATIVA) e heterocromatina 
(INATIVA). 
 
 
Em qualquer célula em estado super 
condensado conseguimos encontrar 
células nessa mesma condição. Os 
telômeros estão presentes em região 
de heterocromatina, onde não há a 
presença de genes. 
 
O braço longo é o ‘q’ e o braço curto é o 
braço ‘p’ do cromossomo. 
 
12 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
❖Genoma Humano  
 
Um mesmo gene pode codificar mais de um tipo de proteína dependendo da célula 
onde esse gene é expresso. Os genes têm íntrons e éxons. 
 
 
 
- O gráfico acima mostra 
que 1,5% do nosso 
genoma são codificadores 
de proteínas, ou seja, são 
sequências relativas aos 
éxons (trechos 
codificantes dos genes). 
Ainda fazendo parte dos 
genes, temos introns, que 
são as porções não 
codificantes. Note que os 
genes (porção vermelha + laranja) correspondem a cerca de ¼ do nosso genoma, em 
que aproximadamente 1% é realmente codificante. 
 
- O resto do genoma acaba sendo dividido em algumas porções 
 
● Miscelânia: é a porção em que não se sabe o que faz e não entra em categoria 
alguma 
 
● Sequências repetidas longas: são porções que ocupam grande volume do DNA, 
como os telômeros e os centrômeros, ou seja, toda ponta e toda região 
centromérica de cromossomo são porções que se repetem e são desprovidas 
de genes. 
 
● Duplicações de segmentos: partes duplicadas de DNA, ou seja, são repetidas 
no genoma também 
 
● Repetições de sequências simples: são trechinhos repetidos enfileirados e 
seguidos, variam muito entre os humanos (podem indicar origens). 
 
- Por fim, tudo aquilo que está em cinza é resquício evolutivo, uma vez que está 
presente em quase todos os seres vivos. Tratam-se de elementos de transposição, ou 
seja, trechos de DNA que se retiram e se inserem no genoma denominados 
13 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
transposons (elementos transponíveis de DNA), retrotransposons (sequências que 
vem a partir de RNAs e se inserem no genoma), SINEs (Elementos Nucleares 
Entremeados ou intercalados Curtos) e LINEs (Elementos Nucleares Entremeados 
Longos) → Não se sabe o que é tudo isso, nem o porquê de um volume tão grande 
disso. 
 
- DNA repetitivo disperso 
● SINEs 
● LINEs 
● Transposons 
● Retrotransposons 
 
- DNA repetidos seguidamente 
(repetições em tandem = seguido, ou 
seja, não espalhado) → é a porção 
informativa 
● Centrômeros 
● Minissatélites 
● Microssatélites 
 
* Os micro e minissatélites se diferenciam pelo tamanho → Mini > Micro 
 
* Micro e minissatélites, que correspondem a 3% do genoma, são as porções 
informativas, apresentando relevância na identificação humana, uma vez que elas 
variam muito entre as pessoas. Aquilo que varia muito entre os indivíduos, 
denominamos região polimórfica do genoma ou polimorfismo genético ou 
polimorfismo gênico 
 
● Polimorfismo Gênico 
 
- Não necessariamente está em um gene, pois pode estar em um locus gênico, que é 
um lugar do genoma. 
 
- Se toda a população for igual para uma determinada porção do genoma, então ela 
não será uma região polimórfica. De forma oposta, se uma determinada população 
apresentar uma variação em uma porção do 
genoma que é diferente de outra população e 
isso for frequente em mais de 1% da 
população, aí teremos o que chamamos de 
polimorfismo gênico, ou seja, essa região do 
DNA é polimórfica. 
 
14 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
- Os polimorfismos são porções pequenas do nosso genoma, altamente variáveis 
entre as pessoas,mesmo que elas sejam consideradas geneticamente “iguais” 
(lembrando que temos cerca de 99,5% de compatibilidade do nosso DNA) 
 
As regiões variantes de micro e minissatélites são muito úteis para mapear genes em 
estudos de parentesco (teste de paternidade) e medicina forense, por exemplo. Isso 
porque, são regiões muito variáveis entre as pessoas, mas muito semelhantes, e até 
idênticas, quando essas pessoas são parentes, o que confere o seu poder informativo. 
 
● Mini e Microssatélites 
 
Essas regiões de mini ou micro satélites, 
que variam em número de repetições 
seguidas (2x, 4x, 6x, etc), vão estar 
presentes em várias partes do nosso 
genoma, majoritariamente entre genes 
(quando dentro dos genes, normalmente 
estão em regiões de íntrons). Elas servem 
para mapear genes em vários estudos que 
envolvam humanos. 
- A análise de micro e minissatélites é chamada de VNTR (Número Variável de 
Repetições em Tandem). 
Exemplo 1: Minissatélite 
A figura mostra um minissatélite, em que 
cada retângulo, presente em cada molécula 
de DNA, apresentará essa repetição de 
nucleotídeos. Os números 12 e 17 
referem-se ao número de repetições em 
cada cromossomos e, como são mais de 10 
repetições em ambos, então é um 
minissatélite. 
 
Considerando que no meu cromossomo 1, por exemplo, eu tenha um minissatélite, 
ou seja, uma região variável em um certo locus do meu cromossomo 1. No 
cromossomo herdado da minha mãe, ou seja, no alelo que eu herdei da minha mãe,, 
nesse mesmo lugar do DNA investigado, há 12 repetições em tandem desse 
minissatélite (dentro de cada retângulo está escrita essa sequência de nucleotídeos 
do minissatélite). Já, no alelo que eu herdei do meu pai há 17 repetições dessa 
sequência de nucleotídeos. 
 
Portanto, eu tenho uma origem de 12 repetições proveniente da minha mãe e, 17, do 
meu pai. Caso eu queira comprovar parentesco, eu posso estudar essa mesma região 
15 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
no cromossomo da minha mãe e do meu pai, em que eu terei que encontrar 12 
repetições na minha mãe e 17 no meu pai. Por isso que essas repetições ajudam a 
identificar e mapear indivíduos. 
 
Note que o filho já sofreu uma variação ao herdar esses cromossomos com essas 
repetições, inclusive varia em 50% caso esse filho tenha um irmão. Em geral, 
dizemos que há uma homologia de 50% entre irmãos devido a possibilidade de 
recombinações. 
 
 
● Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) 
 
SNPs são mais aplicáveis na medicina (exceção da identificação e medicina forense), 
uma vez que são variações relacionadas aos fatores genéticos que predispõem a 
doenças → Ex: Em uma família de pessoas hipertensas, qual é a chance de um 
descendente ter hipertensão? 
 
- Esse fator genético costuma ser pequenas variações dentro de genes, na maior parte 
das vezes, que estão fazendo com que a proteína / enzima esteja funcionando um 
pouco diferente, predispondo a uma certa condição. A mesma coisa ocorre para 
medicamentos associadas a resposta a drogas (diferença da enzima, de proteína 
transportadora, receptor, etc). 
 
- Quando em regiões intergênicas, acabam não alterando em nada do aspecto 
médico, apenas para filogenia e ancestralidade, mas quando estiver em região em 
que há expressão gênica, aí pode estar relacionado a fatores predisponentes a 
doenças e efeitos de drogas. 
 
● DNA mitocondrial 
 
DNA circular pequeno em fita dupla que não apresenta íntrons nem histonas. É 
autorreplicativo, super enrolado e compacto. São derivados por herança materna. A 
transcrição e a tradução acontecem na matriz mitocondrial. 
 
O número de mitocôndrias varia por célula dependendo da sua necessidade de 
geração de energia. 
 
● O gene 
 
O gene é composto por diversos elementos, e 
são compostos de segmentos funcionais do 
DNA. Todo gene relacionado a uma proteína 
16 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
apenas (um RNA) é chamado de monoscistrômico, ele é interrompido por sequências 
não codificantes chamadas de íntrons. Dentre eles temos: 
 
 
- Um promotor que será a sequência responsável pro promover o início da 
transcrição gênica localizado exatamente anterior ao gene na ponta 5’, 
sempre, sem exceção. Está próxima ao 1º éxon. Ele inicia a transcrição. São 
mais comumente encontrados os elementos TATA, CAAT e GC boxes onde se 
ligam os fatores de transcrição. 
- Os éxons são as porções que de fato apresentam informação codificante. 
- Os íntrons, porções não codificantes dos genes, localizadas entre os éxons, 
‘intrusos’. 
- Reguladores que podem estar localizados longe do gene mas são responsáveis 
por regular a quantidade de vezes que determinado gene será transcrito. 
Podem ser amplificadores ou inibidores da transcrição. 
- Sequências de terminação próximo a uma região AATAA, marcam o fim da 
transcrição e o 
desligamento da RNA 
polimerase do DNA. 
 
 
Do primeiro éxon e 
do último éxon nem 
tudo deles é 
codificante - como 
mostrado na figura 
pela porção azulada. 
Esses éxons são assim 
pois o processo de 
tradução começa e termina nesta porção vermelha não atingindo a parte azul. Essa 
porção chamamos de 5’UTR e 3’UTR. 
 
 
 
Para falar de algo que está antes da margem 5 linha nós dizemos a5’ (a montante, 
upstream) e depois de 3 linha nós dizemos a3’ (a jusante, downstream). 
 
Como as proteínas ativadoras atuam? Elas se agrupam aos fatores de transcrição 
aumentando sua potência ou inibindo seu funcionamento. 
 
17 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
❖Gene e transcrição  
 
A transcrição é o processo pelo qual são sintetizados todos os RNA celulares. Esse 
processo conecta a informação presente no genótipo (DNA) e no fenótipo regulando 
e levando as características funcionais da célula. 
 
A enzima responsável pela transcrição é a RNA polimerase dependente de DNA. O 
processo começa com o ínicio onde temos os genes promotores que sinalizam o local 
de formação do complexo RNA-DNA para o início da transcrição. Em seguida temos 
a fase de alongamento da cadeia, onde a molécula de RNA é sintetizada e por fim a 
fase de terminação onde os códons terminadores irão indicar que ali é o local de fim 
do processo de transcrição. 
 
No DNA temos a fita codificante e a fita complementar ou molde. Essas duas fitas 
compõem o DNA dupla fita e são antiparalelas, sendo que uma está no sentido 5’→ 
3’ e a outra no sentido 3’→ 5’. Dessa forma a RNA polimerase irá utilizar a fita molde 
para a formação do RNA e esse será igual ao DNA codificante com exceção da troca 
de bases A por U. 
 
 
 
 
No núcleo da célula após a transcrição o transcrito primário vai sofrer diversas 
modificações, até se tornar de fato um RNA maduro. 
 
Depois que ocorre a transcrição do RNAmensageiro primário vai receber o CAP vai 
ser adicionado na margem 5’ e a cauda de PoliA na extremidade 3’ para dar 
18 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
estabilidade ao RNA mensageiro e impedir que ele seja degradado. O CAP estabiliza e 
protege o RNAm da degradação. A cauda poliA na extremidade 3’ adiciona um monte 
deA e quanto mais extensa essa cauda mais estável ela é no citoplasma. 
 
Em seguida temos o processo de Splicing para a 
retirada dos íntrons, por meio do spliceossomo 
(conjunto de enzimas formado por proteínas, 
pequenas RNAm). Existem sequências de 
consenso que são reconhecidas pelo 
spliceossomo que irão retirar essas porções em 
específicas ( começando em regiões que se 
iniciam com região GU e finalizando com AG). 
Na porção final temos a presença de um A que 
irá atuar formando um laço que será retirado, 
retirando assim o íntron e ligando os éxons. 
Então quando o RNA estiver madura ele sai e vai 
diretamente para o citoplasma. 
 
 
 
Splicing alternativo → quando o RNAmensageiro no momento do splicing sofre 
seleção de alguns éxons, podendo formar algumas proteínas diferentes (isoformas de 
uma mesma proteína) que dão origem a proteínas com estruturas diferentes, então 
ocorre alguns éxons e reordenamento de éxons. 
 
 
 
 
19 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
❖Transcrição: processamento do RNAm 
 
O RNAtransportador (não será traduzido) apresentam transcrito precursor passando 
diversas modificações: em primeiro lugar ocorre uma clivagem nas extremidades 5’ e 
3’, em seguida ocorre uma clivagem dessa alça removendo o íntron e deixando 
apenas a região do anticódon.Algumas bases são adicionadas na extremidade 3’ (essa 
extremidade que irá se grudar a base nitrogenada). 
 
 
Um RNA de fita simples consegue formar alças devido à atração química de suas 
próprias bases que se juntam e se enovelam. São formados no núcleo. 
 
O RNAribossomal é funcional e não 
será traduzido, é responsável por 
formar o esqueleto do ribossomo. No 
transcrito primário do RNAribossomal 
nós temos a presença de nucleotídeos 
que não podem ser degradados porque 
estão metilados. Dessa forma ocorre 
uma degradação dos nucleotídeos não 
metilados restando as outras porções 
que darão origem aos RNAs 
ribossomais. Nesse caso não sofre 
slicing. 
 
Eles irão fazer a transcrição em formato circular do RNAm. 
 
20 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
❖Tradução 
 
Essa sequência de nucleotídeos presentes no RNAm 
é lida em trincas. Uma trinca eu chamo de códon. 
Cada códon codifica para um aminoácido 
específico. 
 
Sempre o códon AUG (corresponde a metionina) 
vai dar início a síntese de proteínas. Já os códons 
UAA, UAG ou UGA são considerados códons de 
terminação, finalizando o processo de tradução. 
 
O ribossomo vai ser atraído para o RNAm pela 
região do CAP começando então o sequenciamento 
do RNAm até ele encontrar o primeiro AUG que irá 
sinalizar o início de fato do processo de tradução, 
indicando que a partir desse momento ele deve começar a montagem da proteína. 
 
Em seguida ele irá identificar um códon UAA, UAG ou UGA e parará o processo 
imediatamente. 
 
O RNAt vai até o ribossomo 
com o aminoácido acoplado e 
sua porção do anticódon irá se 
ligar a região específica do 
códon que está sendo lida pelo 
ribossomo. 
 
O códon sempre será no 
sentido 5’->3’ e o anticódon 
complementar no sentido 
3’->5’. Esses aminoácidos 
ligados ao RNAt são 
carregados até ele pela ​tRNAsintetase 
que irá adicionar o aminoácido x ao 
RNAt. Então para cada RNAt eu tenho 
uma aminoácil transferase. 
 
21 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
No ribossomo tradicionalmente nós temos 3 sítios diferentes de ligação. No sítio A é 
onde ocorre o recebimento do RNAt codificado ali pelo anticódon daquele RNAt 
específico. Já no sítio P temos o RNAt ligado a um peptídeo. Por fim no sítio E temos 
o RNAt que já sofreu hidrólise e não está mais ligado e a cadeia polipeptídica estando 
pronto para sair. 
 
Assim que o aminoácido chegar no sítio A, ocorre uma reação peptídica entre o 
aminoácido e o peptídeo do sítio P, juntando-os e aumentando a cadeia 
polipeptídica. 
 
Embora um ribossomo só possa sintetizar um polipeptídeo por vez, cada RNAm 
pode ser traduzido, ao mesmo tempo, por vários ribossomos. Um conjunto de vários 
ribossomos traduzindo um único RNAm é chamado de polirribossomo. 
 
Antes no início da tradução temos a presença 
da eIF4F que é um heterónimo de proteínas 
denominado de 4F com diversas funções. No 
geral atuam como proteína de ancoragem ( 
sua porção EIF4G), se ligam ao CAP na sua 
porção eIF4E, a eIF4A irá produzir uma 
helicase que irá desfazer os dobramentos da 
extremidade de 5’ a EIF4B irá estimular o 
EIF4A. A porção PABP irá se ligar à cauda de 
poli A. 
 
Em ordem: 
- Reconhecimento do CAP pela IF4E 
- Ação de helicase que irá desfazer as pontes de hidrogênio que mantém o 
RNAm agrupado 
- Em seguida a porção PABP vem junto com a porção menor do ribossomo 
(40s), vai ocorrer o transporte da subunidade 40s para a porção 5’ do RNAm 
- Em seguida chega a porção 80s carregando consigo um RNAt trazendo 
metionina 
- A subunidade menor começa a migrar até encontrar o primeiro AUG. 
- Tendo encontrado o AUG a subunidade maior se acopla a menor e todos os 
fatores serão dissociados e começa de fato a tradução. 
 
Os fatores de início de tradução 
mantêm os RNAm eucarióticos 
em círculos. Além de se ligarem à 
extremidade mRNA eucarióticos 
os fatores de início que preparam 
22 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
o mRNA associam-se também as proteínas de ligação à cauda poli A na extremidade 
3’ do mRNA 
 
 
Os códons de término são reconhecidos por proteínas chamadas de fatores 
de liberação no sítio A e isso faz com que não ocorra mais a entrada de RNAt 
mas sim uma proteína chamada de Fator de Liberação que irá promover a 
hidrólise da cadeia polipeptídica, separando-a do RNAt e do ribossomo, 
liberando-a. 
 
A transcrição ocorre no núcleo e a tradução no citoplasma. Já em procariotos 
ambas ocorrem no citoplasma. 
 
RBS = Sítio de ligação Ribossomo, ao longo do RNAm dessa forma ele 
permite o acoplamento da subunidade menor em diferentes pontos do 
RNAm e não necessariamente apenas nas pontas. Por isso eu digo que o 
RNAm é polistrônico. 
 
❖Degradação, Enovelamento, Endereçamento e       
Modificações de proteínas  
 
 
 
 
 
 
23 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
● Degradação 
 
Existem proteases que fazem a proteólise de 
enzimas soltas no citoplasma. Porém existe um 
complexo que irá fazer a degradação de várias 
proteínas. Esse complexo é formado por diversas 
proteases e é chamado de proteassomo. Ele está 
presente tanto no citosol quanto no núcleo. 
 
Esse complexo é importante por interferir 
diretamente na meia vida da proteína. Muitas 
vezes elas podem estar “mal feitas” com uma 
forma incorreta, sendo melhor que elas sejam 
degradadas. 
 
O proteassomo tem o formato de um cilindro central, formado por proteases com 
sítio ativo voltados para a parte interna da câmera. 
 
➔ Como uma proteína consegue entrar no proteassomo? 
 
Apenas as proteínas marcadas para a degradação conseguem acessar o proteassomo. 
Dessa forma ela deve receber uma cadeia de pequenas proteínas chamadas 
ubiquitina, ela deve receber diversas ubiquitinas. Assim a proteína fica “marcada” 
para degradação e acaba adentrando o proteossomo.As proteínas destinadas a ter curta duração, muitas vezes, contêm uma curta 
sequência de aminoácidos que as identifica como um alvo a ser ubiquitinado e 
degradado nos proteassomos. 
24 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
Proteínas danificadas ou erroneamente dobradas, proteínas que contêm aminoácidos 
oxidados ou alterados são também reconhecidas e degradadas por proteassomos. 
 
As enzimas que adicionam uma cadeia de poliubiquitina a essas proteínas 
reconhecem sinais que ficam expostos como consequência do dobramento incorreto 
ou de danos químicos - por exemplo, sequências de aminoácidos ou motivos 
conformacionais internos ou inacessíveis na proteína normal. 
 
 
● Enovelamento 
 
As chaperonas (HSPs) vão auxiliar no enovelamento de proteínas. Algumas proteínas 
quando feitas sozinhas adquirem sua estrutura terciária (por meio da atração e 
pontes de hidrogênio de seus 
aminoácidos), já algumas outras 
proteínas às vezes precisam de ajuda 
(se essa ajuda não acontecer as 
proteínas com enovelamento incorreto 
irão agregar e proteínas agregadas 
sinalizam para a célula que há algo de 
errado → pode desencadear apoptose). 
 
Por conta disso as chaperones irão se 
ligar a proteína sintetizada e irão 
auxiliar a proteína a adquirir o seu 
enovelamento correto. Algumas têm 
cavidades, fazendo com que as 
proteínas enoveladas entrem, uma outra chaperona atua como tampa. Ocorre gasto 
de ATP, elas se movimentam fazendo que grupos químicos entrem em contato 
fazendo com que as proteínas se enovelam corretamente. 
 
EXTRA: Proteínas mal 
enoveladas sinalizam e 
atuam como receptores, 
ficam ativadas e tentam 
aumentar a capacidade 
de enovelamento 
celular. Porém em 
algumas situações as 
chaperonas também 
podem estimular a 
25 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
produção de inibidores da síntese proteica que irão sinalizar que a célula não está 
dando conta de enovelar, para frear a síntese. 
 
● Endereçamento 
 
Cada proteína feita na célula é sempre feita no citoplasma. Algumas são feitas no 
citosol e se distribuem para núcleo, mitocôndria, peroxissomo ou podem ficar 
normalmente no citosol. Já algumas outras são feitas no retículo plasmático. 
 
Os ribossomos são encontrados no citosol e na superfície do retículo endoplasmático 
rugoso. 
 
Dessa forma, na própria proteína existe um 
trecho dos seus aminoácidos chamado de 
“Peptídeo Sinal” que sinaliza quando ela 
precisar ir para algum compartimento 
membranar. Caso a proteína não tenha 
nenhum peptídeo sinal ela ficará no citosol. 
 
EXTRA: A síntese de todas as proteínas 
começam em ribossomos no citosol, exceto as 
poucas proteínas sintetizadas nos ribossomos 
das mitocôndrias. 
 
Seu destino depende da sua sequência de aminoácidos - sinais de endereçamento 
direcionam seu envio a locais fora do citosol ou a superfícies de organelas. Aquelas 
que não possuem o peptídeo sinal permanecem no citosol. 
 
Apresentam sinais de endereçamento específicos → núcleo, RE, mitocôndria, 
peroxissomos. 
 
Uma vez dentro do retículo, ela irá ficar dentro de vesículas. 
 
● Quatro famílias de compartimentos intracelulares das células 
eucarióticas: 
 
Retículo Endoplasmático 
 
No início da tradução se os primeiros ribossomos representarem o peptídeo sinal 
para o retículo, o ribossomo com a proteína feita irá se translocar até o retículo e se 
conectar a um microporo fazendo com que essa proteína adentre o retículo durante o 
processo de tradução. 
26 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
Isso é chamado de Translocação Cotraducional. 
 
Podemos ter também uma co-tradução 
pós-traducional ocorre com proteínas livres que 
depois tenham passado por um cotransdutador. 
 
Núcleo 
 
Proteínas e moléculas de RNA se movimentam entre 
o citosol e o núcleo através de complexos do poro 
nuclear no envelope nuclear. 
 
 
A proteína nuclear tem exposto o seu peptídeo sinal de localização nuclear. Uma 
proteína chamada receptor de importação nuclear tem um sítio de ligação para o 
peptídeo sinal. Ocorre uma acoplação e só assim, esse complexo “proteína-receptor” 
irá conseguir atravessar o poro. Em seguida a proteína é solta e liberada no núcleo 
enquanto o receptor é mandado novamente para fora da carioteca, por meio da sua 
ligação com a RAN - GTP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
27 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 Mitocôndria 
 
A molécula de proteína transportada em geral precisa desdobrar-se para passar pelo 
translocador do citosol para o lúmen do RE ou para a mitocôndria. 
 
Na mitocôndria ela irá se ligar ao receptor de importação. Ali existem chaperonas 
citosólicas que irão esticar a cadeia polipeptídica, em seguida o peptídeo sinal será 
reconhecido por uma proteína que pertence ao complexo TOM na face externa da 
mitocôndria.Dessa forma essa proteína TOM consegue se deslocar no plano da 
membrana até ficar pareada com outra proteína semelhante na membrana interna 
que é a TIM. Assim a proteína esticada passa pelo TOM e pelo TIM chegando na 
matriz mitocondrial. Existem chaperones dentro da matriz mitocondrial que vão 
fazer essa matriz chegar a seu enovelamento correto. Além disso, uma protease cliva 
o peptídeo sinal. 
 
 
 
Caso ela seja uma proteína da cadeia transportadora de elétrons, a proteína vai 
perder um peptídeo sinal que vai expor outra sequência de aminoácidos que atuam 
como peptídeo sinal para ir para um compartimento dentro da própria mitocôndria. 
 
Transporte Vesicular 
 
Vesículas de transporte esféricas levam proteínas de 
um compartimento a outro. As vesículas são carregadas 
com moléculas derivadas do lúmen de um 
compartimento, se desprendem da sua membrana e o 
28 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
conteúdo é descarregado em um segundo compartimento por fusão com a sua 
membrana. 
 
Do retículo endoplasmático brotam vesículas em direção ao complexo de golgi. O que 
entra no retículo vai para o golgi e de lá outros fins como por exemplo exocitose ou 
intracelular na membrana plasmática por exemplo, pode formar lisossomos. 
 
Cada vesícula quando brota recebe um revestimento proteico que encapa a vesícula 
pelo lado de fora, são as proteínas COPI, COPI II e CLATRINA. 
 
Se a vesícula recebe COPI II ela sai do retículo e vai direto para o Golgi. Caso ela 
brote entre o golgi e vai para a membrana apenas para repor proteína de membrana, 
ela é chamada de COPI. No caso de ser uma vesícula secretora ela recebe um 
revestimento de CLATRINA que se solta posteriormente indo para a exocitose ou 
para as enzimas lisossomais. Caso volte do golgi para o retículo ela é por meio de 
COPI I. 
 
 
 
Na vesícula que está brotando e indo para a membrana alvo há uma proteína presa 
na membrana chamada de V-SNARE. Essa proteína precisa encontrar seu 
complemento na membrana alvo chamado de T-SNARE. Isso permite a ancoragem, 
aproximação das vesículas e fusão. 
29 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
 
 
● Golgi 
 
São pilhas de sacos membranosos, achatados e empilhados chamados de cisternas. 
Cada pilha de cisternas contém vesículas transportadoras associadas envolvidas com 
o transportede moléculas entre as cisternas e também para outras organelas. Elas 
brotam e fundem a partir da região cis (próxima ao RE), passam pela região medial e 
depois a região trans (mais distante). 
Proteínas sintetizadas pelos ribossomos do RER podem: 
 
- permanecer dentro do próprio retículo 
- ser transportadas para o complexo de Golgi 
- formar lisossomos 
- compor a membrana plasmática 
- ser secretadas da célula (exocitose) 
 
O que pode acontecer tanto no retículo quanto no golgi são os processos de 
glicosilação de proteínas. Os processos de glicosilação são dois: 
 
N-glicosilação → o N- quer dizer o nitrogênio da amina onde o açúcar é ligado no 
aminoácido. Esse processo é concomitante ao processo de tradução, ocorrendo no 
RER. Geralmente sempre a asparagina vai receber o glicopeptídeo. Esse bloco de 
glicosídeos está ligado a um lipídio da membrana na face interna do RER.A 
oligossacarídeo transferase corta esse lipídeo separando do oligossacarídeo e junta 
no aminoácido. No golgi o oligossacarídeo é modificado. Esse aminoácido 
geralmente é asparagina. 
 
30 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
O-glicosilação → só começa no retículo e após a síntese proteica um oligoglicosídeo 
irá se ligar ao oxigênio de um aminoácido e isso vai acontecer com aminoácidos ou 
serina ou treonina. 
Se eu estiver lidando com uma célula 
exócrina, algumas enzimas são secretadas 
por meio de SECREÇÃO NÃO REGULADA 
OU CONSTITUTIVA → Nesse caso essas 
vesículas secretórias brotam do golgi e já vão 
direto para a membrana, ficam secretando 
sem parar. Ex: saliva,muco. 
 
Porém algumas vesículas podem ficar 
esperando sinais extracelulares para serem 
excitadas, é o caso da EXOCITOSE 
REGULADA ou SECREÇÃO REGULADA. 
Ex: insulina → espera o aumento da 
glicemia. 
31 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
❖Regulação gênica em eucariotos  
 
A regulação gênica pode ser: 
 
- Temporal:genes que são expressos em diferentes fases do ciclo celular ou 
desenvolvimento embrionário. 
- Espacial: genes específicos são expressos em diferentes tipos celulares. 
 
 
 
 
Os genes constitutivos estão na forma de eucromatina (são transcritos 
frequentemente). Alguns genes chamados de “regulados” não são ativos o tempo 
todo estando presentes em apenas alguns momentos, estando inativo em outros. 
Esse processo ocorre por meio de: 
 
● Acetilação de histonas 
 
As histonas acetilam resíduos de lisinas 
da cauda N-terminal das histonas pela 
enzima histona acetil transferase, 
reduzindo a afinidade da histona pelo 
DNA. Isso faz com que a região fique 
menos condensada, mais frouxa se 
tornando eucromatina e contribuindo 
para a ativação de transcrição, pois os 
genes ficam expostos. 
32 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
● Metilação de histonas 
 
Da mesma forma como as histonas são acetiladas elas podem ser metiladas, isso 
ocorre por meio da histona metil transferase que metila as histonas, aumentando sua 
afinidade com o DNA e reprimindo a transcrição dos genes. 
 
 
● Metilação do DNA 
 
Há uma dupla de nucleotídeos CG, que quando há essa repetição nós denominamos 
ilhas CpG. Essa citocina pode ser metilada e quando ela está metilada nós 
denominamos ilhas mCpG (com m porque agora está metilado), os fatores de 
transcrição não se ligam a região promotora e a transcrição é inibida. 
 
33 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
● CAP, cauda poli A e SPLICING 
 
Ambos esses fatores já ditos anteriormente interferem no processo de processamento 
do RNA. Quanto a CAP e poli A eles permitem a estabilidade do RNAm evitando que 
seja degradado e permitindo que seja traduzido por mais tempo. 
 
Já o splicing atua no processo de maturação retirando os íntrons e formando um 
RNAm maduro, pronto para ser traduzido e evitando sua degradação. 
 
● RNA i e microRNA 
 
 
São RNAs funcionais que não serão traduzidos 
fazem parte do controle pós transcricional. 
 
MicroRNAs são endógenos e codificados por genes 
denominados mir, esses genes possuem nucleotídeos 
repetidos em sentidos opostos que quando 
transcritos originam RNAs que formam 
grampos/hairpins. Devido as sequências invertidas 
que formam pontes de hidrogênio entre si. Quando o 
microRNA é inicialmente transcrito nós o chamamos 
de pré-microRNA. 
 
Existe uma proteína denominada exportina 5 que irá 
transportar esse pré-microRNA para o citoplasma. 
Esse pré-microRNA sofre ação da dicer que irá clivar 
as extremidades desse pré-microRNA dando origem 
a um pedacinho de RNA fita dupla. Em seguida a dicer vai se unir a um complexo de 
enzimas denominada argonauta e formar 
um complexo chamado RISC. Essa 
maquinaria vai desfazer as alças e separar a 
dupla fita de RNA degradando uma delas. 
Em seguida ela vai transportar esse 
pedacinho de microRNA até o RNAm alvo 
que possui uma sequência complementar a 
esse pedacinho de microRNA. 
 
Se essa complementaridade for total esse 
RNAm vai ser degradado imediatamente. 
Caso a complementaridade seja parcial esse 
34 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
RISC fica parado no RNAm evitando que a subunidade menor do ribossomo se 
acople impedindo que o RNAm seja traduzido. 
 
Eles também são circulantes no sangue podendo atuar e em células distantes do seu 
local de produção. 
 
Os siRNA são moléculas sintéticas que têm a mesma ação do que os microRNA. A 
diferença é que esse é feito em laboratório. 
 
● Conduta da tradução 
 
 
Fatores ambientais: a falta de nutrientes, podem desencadear a fosforilação de 
fatores que participam do início da tradução e consequentemente a síntese protéica 
será inibida. 
 
● Expressão gênica regulada por hormônios 
 
O hormônio vai até o núcleo e leva ao processo de transcrição de genes específicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
❖Mutações gênicas  
 
Mutações e recombinações gênicas são muito importantes para o surgimento da 
variabilidade que no processo evolutivo podem ocorrer ou não por seleção natural. 
 
As alterações no DNA podem ser letais, dar origem a doenças, serem silenciosas ou 
polimorfismos. Quando o alelo apresenta na população com frequência acima de 1% 
então é considerado polimorfismo. 
 
Quando a alteração ocorre em células germinativas é passada para a próxima 
geração. Já quando ocorre em células somáticas ficará presente apenas no núcleo. 
 
● Tipos de mutações 
 
- Inserção: nós temos a inserção de uma um aminoácido ou segmento em uma 
parte do DNA. 
ex: Tay-Sachs, Doença de Huntington 
- Deleção: ocorre o apagamento de dezenas ou apenas um nucleotídeo. 
- Substituição 
a) Transição - uma troca de aminoácidos equivalentes, purina por purina 
e pirimidina por pirimidina. 
b) Transversão - purina por pirimidina e vice-versa. 
 
- Mutação com sentido trocado 
a) Conservativo - o códon alterado a uma substância similar ao 
aminoácido por conta disso é mantido. 
b) Não conservativo - Códon alterado específica para um aminoácido 
quimicamente diferente. 
ex: Anemia falciforme 
 
- Mutação sem sentido: o códon alterado indica o término da cadeia. Ele 
antecipa o término da cadeia. 
ex: Neurofibromatose do tipo I 
- Mutação silenciosa: o códon alterado específica o mesmo aminoácido e dessaforma não causa modificações. 
 
- Mutações que alteram a matriz de leitura (frameshift): inserção e deleção. 
a) Na inserção após a inserção de um único códon ocorre a mudança em 
todos os seguintes códons mudando o que deveria estar ali. 
36 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
b) Na deleção muda o aminoácido que deveria estar ali, mudando tudo o 
que deveria aparecer. 
 
 
 
EX: FIBROSE CÍSTICA - defeitos de splicing, mutações em códon de parada, pós 
tradução, folding, defeito de tráfego. Premature stop codon, folding\trafficking 
defect, gating defect, narrow channel, splicing defect, decrease stability. 
 
37 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
❖Replicação do material genético  
 
A replicação começa a acontecer na fase S. É uma 
duplicação semiconservativa pois as duas fitas 
são utilizadas como molde, ou seja, mantemos 
uma das fitas e sintetizamos uma nova fita. 
Inicialmente para se iniciar o processo de 
replicação ele se inicia por meio de uma 
sequência comum de 11 pares de bases que serão 
reconhecidos por um complexo enzimático 
denominado “ Complexo de reconhecimento de 
origem de replicação” . A partir do momento que 
o complexo reconhece esse processo, ele começa 
a atrair as enzimas que vão estar atuando no 
processo de replicação. Primeiramente temos a 
helicase, ela irá desenrolar a dupla hélice e 
desfazer as pontes de hidrogênio entre as bases 
nitrogenadas. Concomitantemente a isso outras enzimas vão participar desse 
processo, juntamente com a DNA 
polimerase. 
 
O segmento de DNA que se replica a 
partir de uma origem de replicação é 
denominado replicon. Esses replicons 
vão surgindo, até se juntarem e 
formarem o que chamamos de “bolha 
de replicação”. 
 
Quando temos o replicon ocorre a 
formação de uma estrutura em forma 
de Y (ao redor do replicon) 
que chamamos de “forquilha 
de replicação”, ela vai 
aumentando tanto para a 
esquerda quanto para a 
direita, ou seja, há uma 
helicase nos dois lados dessa 
fita. Esse aumento acontece 
até que eu tenha as duas fitas 
38 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
replicadas, separadas e duplicadas. 
 
Em células procariontes há apenas uma única origem de replicação, enquanto nas 
eucariontes temos diversas origens de replicação. 
 
A DNA HELICASE é a primeira enzima a se ligar na origem de replicação, 
desenrolando o DNA (quebrando pontes de hidrogênio entre os pares de bases 
nitrogenadas. Ao mesmo tempo que isso ocorre, as PROTEÍNAS LIGADORES DE 
FITA SIMPLES (SSBP) recobrem as fitas separadas de DNA próximo a forquilha de 
replicação, impedindo-as de ligarem-se novamente a uma dupla hélice. 
 
A separação das duas cadeias de uma molécula de DNA provoca um 
superenrolamento da hélice na região imediatamente à frente da forquilha de 
replicação. A TOPOISOMERASE (OU GIRASE) evita o 
superenrolamento com a introdução de cortes em uma das 
cadeias do DNA. A topoisomerase cliva e liga novamente, 
evitando a formação de nós super enrolados. 
 
A síntese de DNA ocorre pela adição de nucleotídeos na 
extremidade 3’ da cadeia em crescimento, formando o 
sentido 5’--> 3’ da cadeia que está sendo formada. A ligação 
fosfodiéster vai acontecer entre a hidroxila do carbono 3’ e o 
fosfato do carbono 5’ do nucleotídeo seguinte. 
 
39 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
A DNApolimerase comete erros, porém ela mesmo tem a capacidade de corrigir esses 
erros. Assim, a partir do momento que ela percebe que o nucleotídeo foi inserido 
errado, ela retira o nucleotídeo errado e insere o correto. 
 
Quando o nucleotídeo está errado, no momento que a DNApolimerase retira o 
nucleotídeo para corrigir seu erro, muitas vezes não existe energia suficiente para 
realizar essa ação. Por conta disso, a partir do primeiro erro da DNApolimerase, o 
crescimento de toda essa fita de replicação é interrompida. 
 
A DNApolimerase não consegue adicionar um nucleotídeo sem que haja um 
nucleotídeo anterior. Dessa forma para adicionar o primeiro nucleotídeo nós 
precisamos da PRIMASE que irá adicionar um pequeno fragmento de RNA para que 
tenhamos uma hidroxila livre e para que a DNApolimerase consiga adicionar os 
nucleotídeos livres. 
 
A DNApolimerase se liga de forma 
extremamente coesa ao DNA e faz seu trabalho 
pois ela fica presa à fita molde do DNA por 
meio da proteína GRAMPO DESLIZANTE que 
forma uma cinta, que prende a DNApolimerase 
a fita molde, fazendo-a percorrer toda a fita 
molde de DNA. 
 
Após a finalização da duplicação teremos 
uma cadeia contínua e uma cadeia 
descontínua, fragmentada, conhecida como 
cadeia tardia. Cada um desses fragmentos 
são chamados fragmentos de “Okazaki”. Nas 
regiões onde há o 
primer de RNA vão 
ocorrer diversas reações 
para a retirada de 
primer de RNA. A 
enzima RNAseH irá 
degradar esse primer de RNA, deixando um espaço livre para 
que a DNApolimerase I preencha esse local com nucleotídeos, 
finalizando a ligação dos dois fragmentos. 
 
Ocorre a formação de uma alça na fita tardia que é feita pela 
DNA polimerase para que ambas possam formar um dímero e 
percorrer no mesmo sentido. 
 
40 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
 
❖Controle do Ciclo Celular  
 
Durante a vida celular existem intervalos “gap” os períodos de G1 e G2 que preparam 
a células para seus processos de mitose e replicação. A entrada nos ciclos celulares 
depende de estímulos externos, que surgem dos fatores de crescimento (comumente 
proteínas) que ligam-se em receptores e sinalizam para a célula a sua entrada em G1 
por exemplo, e sua passagem por um ponto, denominado “ponto de restrição”. 
 
Quando a célula está quiescente ela está no G1 alargado, denominado “fase de 
repouso ou G0”. Quando ela é estimulada 
ela entra em G1 e passa por esses 
processos. 
 
Exemplo de moléculas indutoras da 
multiplicação celular: 
 
- Somatomedina (estimula a 
proliferação de células 
cartilaginosas durante o 
crescimento ósseo, em resposta ao 
GH, IGF-1). 
- Fatores de Crescimento (secretados por células da vizinhança, exemplo FGF, 
EGF, PDGF, HGF, NGF…) 
- Fatores hematopoiéticos (estimulam a proliferação de tipos de células 
presentes na medula óssea). 
 
Existem mecanismos chamados de Sistemas de Controle do Ciclo Celular que estão 
presentes em todos os 
eucariotos e esse sistema de 
controle do ciclo celular, 
garante que uma célula que 
não foi devidamente 
estimulada não entre no 
ciclo celular, garante que 
uma célula com DNA 
danificado não o replique 
ao entrar na fase S. Garante 
que após a replicação não 
41 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
tenham ocorridos erros durante esse processo. Além disso, também garante que os 
cromossomos sejam igualmente segregados entre as células filhas. 
 
Existem três momentos, chamados pontos de checagem ou pontos de verificação, 
“checkpoint” são cruciais para o processo do ciclo celular. Um deles está na transição 
G1 para S, principalmente relacionado a danos que o DNA possa ter. Outro no final 
de G2 antes da entrada na fase M procurando notar se o DNA não foi completamente 
duplicado ou se foi danificado.Ainda, um terceiro no desalinhamento cromossômico 
durante a Mitose. Nesses pontos, se necessário a célula pode efetuar uma parada 
para resolver eventuais problemas, esperar estímulos ou até causar sua própria 
morte. 
 
Nesses três pontos podem ocorrer pausas, paradas no ciclo celular, para que sejam 
corrigidos esses erros antes do ciclo seguir adiante. 
 
● O que desencadeia a fase M? 
 
Existe um fator denominado MPF (fator que promove maturação) que é o 
responsável pela entrada da célula na fase M. O MPF é um complexo protéico 
formado por duas subunidades. Elas são 
denominadas Ciclina B - regulatória e 
Cdc2 (kinase dependente de ciclina) - 
catalítica. 
 
A subunidade catalítica irá tornar uma 
reação ativa e mais rápida, porém era só 
irá funcionar na presença de uma 
subunidade reguladora que é a ciclina. 
 
Essas duas proteínas são bem conservadas 
e presentes em todos os eucariotos. Ao 
longo do ciclo celular, o MPF está 
presente e ativo durante a fase M e na 
interfase, os níveis e a atividade desse 
complexo somem. Porém desmembrando a ciclina e a CDK viram que a ciclina não 
está em níveis constantes ao longo do ciclo. Ou seja vai alternando. Já as quinases 
apresentam níveis constantes ao longo do ciclo celular. 
42 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
O SPF é o fator promotor de fase S e o MPF é o fator promotor de fase M, que são 
combinações de ciclinas com Cdks específicas. O controle das fases do ciclo 
dependem da ativação de complexos específicos de cada fase. As quinases precisam 
ser ativadas por fosforilação para que o complexo possa ser ativado e a célula entre 
em sua respectiva fase. 
 
Assim que as proteínas são feitas, se combinam, sofrem processo de ativação e fazem 
com que a célula entrem naquela fase ocorre um processo de ubiquitinação que irá 
degradar rapidamente a subunidade ciclina fazendo com que a fase dos ciclos se 
encerre rapidamente. 
 
Como o controle do ciclo é algo extremamente complexo, para que esse complexo 
fique ativo atuam sobre esse complexo uma quinase inibitória é uma quinase de 
ativação. Dessa forma na proteína vão ser fosforilados três aminoácidos na proteína 
quinase. 
 
 
 
A ativação só acontece com a fosforilação da treonina presente na posição 160. Dessa 
forma, precisamos de uma fosfatase que irá remover os fosfatos que estão inibindo a 
atividade da proteína quinase. Assim são removidos os fosfatos do sítio de inibição, 
restando apenas os de ativação. 
 
A quinase inibidores é a Wee1 e a fosfatase é a Cdc25. 
43 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
 
Quando a fosfatase tá ativa ela remove os fosfatos inibitórios permitindo que o MPF 
ou SPF fique ativo. Porém quando o MPF está ativo, a cdk fosforila alvos, sendo um 
deles a própria fosfatase levando a uma retroalimentação positiva. Por conta disso, a 
ativação do MPF em específico é abrupta. Isso tem a ver com o aumento da taxa de 
transcrição, isso gera um acúmulo de ciclinas. 
 
Em seguida ocorre uma degradação abrupta da ciclina via proteassomos, o que faz 
com que rapidamente a atividade seja cessada. 
 
 
 
 
Essa figura resume bem tudo 
o que foi dito até agora. 
 
Entretanto, se por algum 
motivo, não seja adequado a 
célula ir para a fase 
correspondente àquele fator, 
será produzido um inibidor 
44 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
de CDK, chamado de CKI. Ele irá impedir que a proteína quinase, faça a fosforilação 
dos seus alvos, ou seja, não progrida para sua próxima fase do ciclo celular. 
 
 
● O que faz a célula entrar no ciclo celular? 
 
Quem faz isso são os fatores de crescimento: RAS, RAÍ, ERK, que por meio de uma 
via de sinalização celular vão gerar um aumento da síntese de ciclinas do tipo D. 
Cdk4,6/ Ciclina D, o que permite que a célula passe o seu ponto de restrição e 
adentre o ciclo celular. 
 
 
Chegando na fase M 
com o MPF ativo, ele vai 
fazer o seguinte: 
 
- Condensação da 
cromatina (pela 
fosforilação de 
condensinas). 
- Quebra do 
envelope nuclear 
(fosforilação da lâmina). 
- Fragmentação de 
Golgi e ER ( fosforilação de GM130). 
- Formação de fusos (instabilidade dos microtúbulos). 
 
 
45 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
Alguns dos fatores envolvidos nessas fases são: 
 
- A proteína PRB que não permite a entrada em G1 ou seja envolvendo um 
ponto de restrição. 
- A proteína P53 que induz a produção de CKI, a inibidora de CDK não 
permitindo a ida pra fase S 
- Inibição da fosfatase ativadora, ou CDC25, e se ela estiver “não ativada” 
Ocorre o retardo da finalização da mitose, não deixando a célula fazer a 
anáfase. 
 
A entrada da célula no ciclo celular é controlada pelos genes chamados genes 
suspensores de tumor. Em alguns casos a desregulação desses ciclos, ou seja, onde os 
genes estejam mutados a célula tende a ser descontrolada do ponto de vista do seu 
ciclo, vindo a se tornar uma célula tumoral, cancerígena. 
 
A proteína Rb é está regulando uma proteína que ative a regulação gênica quando a 
célula está em repouso, impedindo que está faça o seu trabalho. Porém quando chega 
o complexo protéico MPF ou SPF, eles irão fosforilar a Rb e permitir que ela se 
inative, liberando a proteína que irá fazer o processo de transcrição de genes 
específicos para aquela fase. 
A proteína Rb bloqueia o fator de 
transcrição E2F, mas quando 
fosforilada pela ciclina/cdk libera-o, 
permitindo a proliferação celular. 
 
A parada do ciclo celular no ponto de 
checagem em G1 por lesões do DNA 
46 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
que ativam a p53. Isso faz com que uma série de proteínas varram o DNA buscando 
por erros. Se danos forem encontrados, a p53 é ativada por fosforilação que fica 
ativada. Caso contrário ela é degradada. 
 
Se ela estiver ativada ela irá pausar o ciclo celular. Em seguida, essa proteína ativada 
irá se ligar na região promotora do gene p21, promovendo a transcrição desse gene. 
Essa proteína p21 será uma CKI, que irá inibir o processo do ciclo celular. 
 
 
A entrada em G1 na fase 
S também é controlada, o 
que garante um único 
momento de cópia da 
fase S. No início de G1 
nós temos as ORC 
(complexo de 
reconhecimento ligado à 
origem), ela está ligada às 
origens de replicação, 
junto dela temos a CDc6. 
Em G1 serão expressos 
genes de helicases. 
 
Elas irão se acumular ao longo de G1 e irão se ligar a esse complexo ORC, formando o 
complexo pré-replicativo. Durante essa ligação ela desloca a Cdc6. Nesse momento o 
complexo S-CDK irá fosforilar o complexo ORC, fazendo com que a helicase 
fosforilada se solte, se deslize e comece o processo de replicação, formando as 
forquilhas bidirecionais e dando início a replicação do DNA. 
 
A proteína CDC6 é fosforilada e marcada para replicação então em G2 ela não está 
presente o que impede que a célula entre novamente em outra fase de replicação do 
DNA. 
 
Em G2 o ponto de checagem também tem a ver com a integridade do DNA. Dessa 
forma considerando a replicação incompleta ou dna danificado, isso irá ativar Chk1que fosforila e inibe a Cdc25, a fosfatase que ativa o MPF pela remoção dos fosfatos 
inibitórios. 
 
47 
Marina Silva Rodrigues - Turma XXIV 
 
 
 
Para ocorrer a apoptose temos o seguinte processo: Ocorrem danos ao DNA que irão 
levar a ativação da proteína p53. Essa proteína pode fazer a repressão de genes Bcl2 
(anti apoptóticos) e indução de genes pró apoptóticos (BAX), levando a liberação de 
citocromo c das mitocôndrias que irá se ligar em um complexo chamadas APAF-1 e 
formando um apoptossomo. Ele será então capaz de ativar a Capase 9 que irá ativar 
as capazes efetoras (3,6,e7) que irão levar a fragmentação do dna, organelas, 
envelope nuclear, levando a apoptose e formação de corpos apoptóticos. 
 
 
 
 
48