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Introdução: Dos elementos encontrados na natureza, temos quatro elementos encontrados com mais frequência: carbono(C), nitrogênio (N), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Além de outros elementos biologicamente importantes como: sódio (Na), potássio(K), cálcio (Ca), fosforo(P) e enxofre(S). Na composição química das células dos seres vivos existem dois grandes grupos de substancias: orgânicas e inorgânicas. Inorgânicas são a agua e sais minerais e já orgânicas são lipídeos, carboidratos, proteínas, ácidos nucleicos. Algumas características da água são: • Solvente da maioria dos solutos, o que permite a ocorrência de reações químicas (por isso a água é conhecida como SOLVENTE UNIVERSAL); • As reações catalisadoras por enzimas só ocorrem com a presença da água. Em algumas reações, ocorre a reação de hidrólise; • Alto calor específico; • Age como lubrificante nas articulações; • Fluxo contínuo de água no seu interior (ciclose). • Os sistemas de transporte dos animais (circulatório) e vegetais (vasos condutores) usam a água como meio de distribuição. Água e sais minerais: No homem, representa cerca de 70 % de sua massa, mas, pode ter variações como: • Idade • Sexo • Espécie • Atividade metabólica Características moleculares: • A água é composta por duas moléculas uma de oxigênio e duas de hidrogênio; • Estrutura angular, formando tetraedro irregular; • Molécula polar; • Ligado por ligação de hidrogênio São substâncias inorgânicas formadas por íons e são fundamentais para ser humano. São classificados como micronutrientes (ferro, zinco) e macronutrientes (cálcio, fósforo, enxofre, potássio). Como a célula é meio aquoso, não se encontra sais minerais, e sim íons inorgânicos. Veja os principais sais minerais: De modo geral, os sais na forma iônica atuam no metabolismo e na forma molecular estão presentes em estruturas esqueléticas como ossos, cascos, exoesqueleto, conchas, chifres, geralmente encontrados em carbonato de cálcio e fosfato de cálcio. Dica: para memorizar facilmente os sais minerais, imprima esta folha e cola na parede, antes de dormir leia ela, assim você memoriza mais rápido, ou você pode fazer flash cards é uma boa opção. Cálcio: participa nas estruturas dos cromossomos, das membranas, do esqueleto dos vertebrados, da contração muscular e coagulação sanguínea; Ferro: faz parte das moléculas dos citocromos, componente da respiração celular, molécula hemoglobina, pigmento transportador de O2 do sangue; Magnésio: encontrado na molécula da clorofila, pigmento fotossintetizante dos vegetais; Fosfato: componente do ATP e dos nucleotídeos DNA e RNA; Iodo: estrutura dos hormônios (tiroxina e triidotironina) secretados pela tireoide dos vertebrados; Sódio e potássio: equilíbrio iônico da célula, impulsos nervosos; Zinco, Cobre e cobalto: atuam coenzimas. Sais minerais: São os glicídios, açúcares, entre outros nomes. Os carboidratos ou hidratos de carbono são moléculas orgânicas formadas por átomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Os carboidratos desempenham algumas funções no metabolismo dos seres vivos, uma delas é a função energética. Os carboidratos são classificados de acordo com o número de moléculas em sua constituição como monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Monossacarídeos: São moléculas orgânicas formadas por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio na proporção 1:2: 1, respectivamente, apresentado na fórmula geral (CH 2O)n , em que “n” pode variar entre 2 a 7. O nome genérico do monossacarídeo esta relacionado a valor de n: N= 2 dioses N=3 trioses N= 4 tetroses N= 5 pentoses N=6 hexoses N=7 heptoses Carboidratos: Os monossacarídeos mais abundantes são as hexoses com fórmula geral (C6H12O6). Nessa classe, inclui a glicose, o mais importante combustível para a maioria dos seres vivos. Outras hexoses importantes são a frutose e a galactose. Outra classe importante dos monossacarídeos são as pentoses com a fórmula geral (C5H10O5). As pentoses (desoxirribose e ribose) são os componentes dos ácidos nucleicos (DNA e RNA respectivamente). Oligossacarídeos: • Os oligossacarídeos são moléculas orgânicas formadas pela união de 2 a 20 moléculas de monossacarídeos. Os mais importantes biologicamente são os dissacarídeos. Polissacarídeos: • São as moléculas orgânicas formadas pela união de mais 20 moléculas de monossacarídeos. Os polissacarídeos são abundantes na natureza, podendo ter função biológica de reserva energética, como amido e o glicogênio ou função estrutural, como a celulose e Dissacarídeo Unidades formadoras Fonte Sacarose Glicose + frutose Cana, beterraba Lactose Glicose + galactose Leite Maltose Glicose + glicose Cereais a quitina. O amido é o polissacarídeo de reserva energética dos vegetais. O glicogênio é o polissacarídeo de reserva energética animal, sendo armazenado no fígado e músculos. Amido e glicogênio são formados por milhares de moléculas de glicose e para serem aproveitados no metabolismo energético são transformados em moléculas de glicose. • A celulose é o polissacarídeo presente na membrana celulósica das células vegetais. Está relacionada com a estrutura e forma das células vegetais. O aproveitamento da celulose na forma de moléculas de glicose só é possível na presença da enzima celulase, que é produzida por microrganismos como bactérias e protozoário, que vivem mutualisticamente no sistema digestivo como ruminante, moluscos e cupins. No ser humano, a presença de celulose na dieta (alimentação) garante o bom funcionamento do intestino, a retenção de água ao bolo fecal, facilitando sua eliminação. • Nos artrópodes, o polissacarídeo quitina é um material impermeabilizante do exoesqueleto, garantindo boa adaptação à vida terrestre. Nos tecidos animais, a compactação entre as células é facilitada pela presença do polissacarídeo ácido hialurônico (cimento intercelular). A heparina também é um importante polissacarídeo que atua na circulação como anticoagulante, principalmente em regiões de grande irrigação como pulmões e fígado. Os lipídeos são moléculas orgânicas formadas pela união de ácidos graxos e um tipo de álcool, que é normalmente é o glicerol. Os lipídeos apresentam em sua constituição átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio, e diferem dos carboidratos por apresentarem menos átomos de oxigênio, podendo ter na sua estrutura, além do ácido graxo e glicerol, átomos de fósforo, colesterol, etc. De um modo geral, são substâncias pouco solúveis em água e solúveis em compostos orgânicos como éter, benzeno, clorofórmio e álcool. Glicerídeos ou triglicerídeos: São lipídeos formados por ácidos graxos e glicerol. Os glicerídeos mais comuns nos seres vivos são as gorduras e os óleos, que funcionam como reserva energética nos animais e vegetais. Nos animais as gorduras são encontradas no tecido adiposo e nos vegetais, os óleos são encontrados principalmente nas sementes. As gorduras e óleos podem ser diferenciados pelo aspecto, localização, origem e pelo tipo de ácido graxo (saturado nas gorduras e insaturado nos óleos). As gorduras são depositadas nos tecidos adiposos como forma de reserva energética. E a partir dos óleos vegetais são produzidas as gorduras vegetais. Lipídeos: Cerídeos: São lipídeos formados pela união de ácidos graxos de uma cadeia longa (de 14 a 36 átomos de carbono) com álcool de cadeia longa (de 16 a 30 átomos de carbono). As ceras tem importância biológica por revestimento e proteção de superfície dos corpos dos seres vivos. Por exemplo: revestem as folhas e frutos dos vegetais, diminuindo a taxa de transpiração, pois funciona como impermeabilizante. As secreçõesoleosas das glândulas sebáceas que protegem a superfície corporal dos mamíferos contra o ressecamento. Fosfolipídios: São lipídeos complexos formados por ácidos graxos, glicerol e grupo fosfato. Estão presentes nas membranas celulares. Esteroides: São lipídeos formados por ácidos graxos e álcoois de cadeia cíclica como o colesterol. Possuem importância metabólica na formação dos hormônios esteroides (testosterona, progesterona e estrogênio), hormônio do córtex suprarrenal (cortisona), calciferol (precursor da vitamina D) e componentes da bile. Colesterol: O colesterol é produzido no organismo e fornecido pela alimentação. Está presente exclusivamente nos alimentos de origem animal: carnes, frutos do mar, miúdos, gema do ovo, leite e derivados. Faz parte da estrutura membrana celular e necessária para produção de alguns hormônios e sais biliares. O colesterol é absorvido no intestino e incorporado pelos quilomícrons (proteína que transporta substancias graxas formadas pelas mucosas intestinais) e transportam os triglicerídeos. Após descarregar os triglicerídeos no tecido adiposo, os quilimícrons levam o colesterol para o fígado (uma parte será usada como precursor de hormônios e sais biliares, outra parte será eliminada no intestino e o resto se unirá a lipoproteínas muito leves e passará para sangue). Colesterol HDL e LDL: O colesterol inibe a sua própria síntese no fígado quando a concentração no sangue é muito alta. Porém, o sistema controla pode ser incompleto. As lipoproteínas de muito baixa densidade sofrem modificações, se convertendo em LDL (lipoproteína de baixa densidade) e HDL (lipoproteína de alta densidade). Os valores do HDL, ou conhecido como colesterol bom, pois a fração que irá até fígado será eliminada, devem ser maiores que 40 miligramas por decilitro, enquanto o LDL deve ser menor que 130. São moléculas formadas por unidades complexas conhecidas como nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por três subunidades: uma base nitrogenada, uma pentose e um grupamento fosfato. Nos seres vivos existem dois tipos de ácidos nucleicos: o desoxirribonucleico (DNA) e ribonucleico (RNA). O DNA dirige a síntese de proteínas, controla as atividades metabólicas e arquitetura das células e dos seres vivos. O RNA recebe as informações contidas nas moléculas de DNA e as transfere para os ribossomos, onde as enzimas e outras proteínas são produzidas. Já as ligações dos ácidos nucleicos ocorrem da mesma maneira: o grupo fosfato de um nucleotídeo se liga à pentose de outro grupo nucleotídeo, com a saída de uma molécula de agua. O grupo fosfato desse outro nucleotídeo pode se ligar à pentose de um terceiro nucleotídeo e assim sucessivamente. Os nucleotídeos vão se enfileirando e formando longos filamentos chamados de polinucleotídeos. As bases nitrogenadas que integram os nucleotídeos são classificadas: Purinas: adenina e guanina. Pirimidina: citosina, timina e uracila. Os açúcares que encontram na formação dos ácidos nucléicos são as pentoses (monossacarídeos com cinco carbonos): ribose (RNA) e desoxirribose (DNA). O grupamento fosfato origina-se do acido fosfórico e é o mesmo para os dois ácidos. Ácidos nucléicos: Ácido desoxirribonucleico (DNA): O DNA é material genético das células, é grande e complexo, além de conter diversas informações. Pode fazer autoduplicação, comanda síntese proteica, controla metabolismo e arquiteta as células. Nas moléculas de DNA, o número de nucleotídeos com Adenina é igual ao numero de nucleotídeos com timina, e os nucleotídeos com guanina existem na mesma quantidade de nucleotídeos com citosina. A=T e G=C O modelo de Watson e Crick mostra as moléculas de DNA como uma escada retorcida (ou dupla hélice), formada por dois filamentos paralelos de DNA. As bases complementares se mantêm próximas graças ao emparelhamento por meio de pontes de hidrogênio, que se formam sempre da mesma maneira: adenina com timina (duas ligações) e guanina com citosina (três ligações). O DNA tem capacidade de autoduplicar, o que permite geração de copias idênticas de si mesmo. Durante a autoduplicação, ou replicação os 2 filamentos de DNA se separam. A enzima DNA polimerase usa cada filamento como molde para a montagem de um novo filamento. Em cada molécula nova de DNA, apenas um filamento é realmente recém- formado, enquanto outro filamento foi preservado de molécula inicial. Dessa forma, dizemos que a replicação de DNA é semiconservativa. Ácido ribonucleico (RNA): O RNA é formado por uma fita simples de nucleotídeos. Rna mensageiro(RNAm): longo filamento de RNA, que se forma tendo um filamento de DNA como molde, a formação do RNAm chama de transcrição. O processo é catalisado pela enzima RNA polimerase. Rna transportador(RNAt): conhecido também como RNA de transferência ou solúvel. Suas moléculas tem aspecto de “folha de trevo”. A função é colocar cada aminoácido em sua posição correta, sobre a molécula de RNA mensageiro. Rna ribossômico (RNAr): é formado a partir de regiões especificas de alguns cromossomos chamados de regiões organizadoras de nucléolo. Trata-se do tipo de RNA encontrado em maior quantidade nas células, e é um dos componentes estruturais dos ribossomos, juntamente com proteínas. Relacionado com os dois tipos de ácidos nucleicos (DNA e RNA), estas são responsáveis pelo controle metabólico dentro da célula, numa complexa sequencia de reações químicas conhecidas como Síntese Proteica. Tabela resumida DNA e RNA: Componentes DNA RNA Pentose Desoxirribose Ribose Base nitrogenada Adenina, guanina, citosina, timina. Adenina, guanina, citosina e uracila. Base exclusiva Timina Uracila Nucleotídeo Fosfato +pentose +base nitrogenada Fosfato +pentose+ base nitrogenada Estrutura Dupla hélice Filamento simples Peso nuclear Alto Baixo A importância e utilidade da genética: Utilidade e função: ácidos nucleicos são como central de informação de uma célula, onde são distribuídas informações para cada célula executar sua tarefa. Importância da genética: • Diagnóstico, prevenção e tratamento de doenças genéticas ou não; • Desenvolvimento de fármacos; • Aplicação em identificação e criminalística; • Desenvolvimento em biotecnologia; • Estudo de herança e variação genética; • Teste de paternidade, transgênico, compreensão de um organismo que se desenvolvem a partir de uma célula; São substâncias orgânicas especiais que atuam em quantidades reduzidas, a nível celular, como desencadeadora de atividades de enzimas do metabolismo. São produzidas nas estruturas de vegetais e alguns seres unicelulares. E os animais devem obtê-las na forma de alimentação. As vitaminas são divididas em dois grupos: Lipossolúveis: vitaminas A, D, E, K, são solúveis apenas em lipídeos. Hidrossolúveis: vitaminas do complexo B e C são solúveis em água. A falta de vitaminas pode provocar quadro chamado de avitaminose e provocando alteração especifica no metabolismo. As vitaminas tem papel de limpeza nas células, antioxidantes que combate os radicais livres. Vitaminas Vitaminas Hidrossolúveis Fonte Função Doenças B1 (Tiamina) Cereais, carne, verduras e levedo de cevada. Atua metabolismo energético dos açúcares. Beribéri B2 (Riboflavina) Leites, carnes e verduras. Proteção do sistema nervoso e atua metabolismo de enzimas. Anemias, inflamação da língua e seborreia. PP ou B3 (Niacina) Ervilha, amendoim, fava, peixe, feijão e fígado. Manutenção da pele, proteção do fígado, regula a taxa de colesterol no sangue. Insônia, dor de cabeça, pelagra (dermatite, diarreia). B5 (ácidopantotênico) Fígado, cogumelos, milho, abacate, ovos, leite, vegetais. Metabolismo de proteínas, gorduras e açúcares. Fadiga e câimbras B6 (piridoxina) Carnes, frutas, verduras e cerais. Crescimento, proteção celular, metabolismo de gorduras e proteínas, produção de hormônios. Seborreia, anemias e distúrbio de crescimento. B12 (cianocobalamina) Fígado e carnes, leite, peixe. Formação de hemácias e multiplicação celular. Anemia perniciosa C (ácido ascórbico) Frutas cítricas Fortalecimento do sistema imunológico, antioxidante e absorção de ferro. Escorbuto Vitaminas lipossolúveis Fontes Funções Doenças A (Retinol) Fígado, carne, frutas, verduras. Combate a radicais livres, formação de ossos e pele e funções da retina. Hemeralopia, xeroftalmia, diminuição dos glóbulos vermelhos, formação de cálculos renais. D (Calciferol) Óleo de peixe, fígado e gemas de ovo. Regulação de cálcio nos ossos e sangue. Raquitismo e osteoporose. E (Tocoferol) Verduras, azeite e vegetais. Antioxidante Dificuldades visuais e neurológicas. K (Filoquinona) Fígado e verduras. Atua na coagulação do sangue e previne osteoporose. Desnutrição, má formação do fígado e problemas intestinais. Metabolismo: colaboração de diversas reações químicas para a construção ou quebra de moléculas. Anabolismo: processos que constroem moléculas como glicose, sendo feita através de fotossíntese. Catabolismo: reações que quebram as moléculas, como o caso da glicólise, onde molécula de carboidrato é quebrada para fornece energia. Respiração células aeróbica: Basicamente, a respiração aeróbica promove a desmontagem completa da molécula de glicose, um composto de alta energia, até o CO2 e H2O, composto de baixa energia. 1 C2 H12O6+ 6 O2 +38 ADP+ 38P = 6CO2+ 6H2O + 38 ATP A energia tirada da molécula de glicose é transferida para moléculas de ATP. Por meio da respiração aeróbica, a célula obtém um grande numero de moléculas de ATP, conseguindo assim um rendimento energético maior. A respiração aeróbica é dividida em três: Glicólise, Ciclo de Krebs e Cadeia respiratória. Glicólise: Ocorre no hialoplasma da célula. Nesta etapa, a glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico com três átomos de carbono cada uma. A energia liberada permite a produção de quatro moléculas de ATP. Como a glicose incorpora dois fosfatos ela consome duas moléculas de ATP. Átomos de hidrogênio ricos em energia são recolhidos pelo NAD (nicotinamida – adenina- dinucleotídeo), que se transforma em NADH2. Respiração celular: Na respiração aeróbica o NAD irá levar seus átomos de hidrogênio para dentro da mitocôndria. Ocorre nova oxidação do ácido pirúvico, com a adição da molécula da Coenzima A (CoA). Ciclo de Krebs: O ciclo de Krebs ocorre no interior das mitocôndrias, na matriz mitocondrial. É também conhecido por ciclo de ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos. Continuando as reações que começaram na glicólise, as principais etapas desse ciclo, são as reações de desidrogenações, descarboxilações e formação de ATP. A desidrogenação é a remoção dos átomos de hidrogênio dos compostos intermediários do ciclo que são recolhidos pelo FAD. Assim ele transforma em FADH2, e irá levar os hidrogênios para a etapa seguinte. A descarboxilação se caracteriza pela remoção de CO2 dos compostos intermediários do ciclo, durante o ciclo de Krebs, a energia liberada é suficiente para formação de dois ATP. Cadeia respiratória: Cadeia respiratória conhecida também como cadeia transportadora de elétrons é formada pelo citocromos, proteínas aceptoras de elétrons, com níveis energéticos sucessivamente menores. Essas substâncias se encontram aderidas às cristas mitocondriais. A molécula de glicose foi complemente quebrada até CO2, e parte da energia liberada foi recolhida em quatro moléculas de ATP (dois na glicose e dois no ciclo de Krebs). Mas ainda sobrou uma boa quantidade de energia nos átomos de hidrogênio que foram recolhidos pelo NAD e pelo FAD. Na passagem dos elétrons pela cadeia respiratória, há liberação de energia. Em algumas das etapas, a energia liberada é suficiente para originar moléculas de ATP. No final da passagem pelos componentes da cadeia respiratória, os elétrons são recolhidos, junto com os íons H+, pelo oxigênio molecular, formando moléculas de água. A formação de água ocorre junto à membrana externa das mitocôndrias, e o oxigênio não penetra em seu interior. O oxigênio é o aceptor final de elétrons da cadeia respiratória e a finalidade da formação de moléculas de água, é eliminar a acidez determinada pela presença dos íons hidrogênios livre, após sua passagem pela cadeia respiratória. Respiração celular anaeróbica: Alguns organismos são capazes de obter energia por processos que não usam oxigênio como aceptor final de hidrogênio. Esses organismos realizam o processo de fermentação ou respiração anaeróbica. Fermentação: Na fermentação alcoólica realizada por leveduras um dos produtos finais é o álcool etílico. Além dessa substancia também são produzidas moléculas de CO2 e ATP. Assim como na respiração aeróbica, a fermentação é um processo de energia do ATP a partir da degradação da glicose. Podemos dizer que CO2 e álcool etílico são eliminados da célula, pois são resíduos tóxicos. Processo evolve apenas reações da primeira etapa da respiração, a glicólise (onde são formadas moléculas de ATP), como são gastas durante processo, o saldo positivo é de dois ATP, isso ocorre no hialoplasma da célula. A fermentação alcoólica é usada nas usinas de produção de etanol, panificadoras, produção de bebidas como cachaça, vinho e cerveja. Já a fermentação acética, algumas bactérias do gênero Acetobacter sp podem oxidar álcool etílico e transformar em ácido acético, como a produção de vinagre. A fermentação láctica produz energia na forma de dois ATP por molécula de glicose oxidada pelas bactérias lactobacilos. As etapas são as mesmas da alcoólica ate formação do acido pirúvico. Essa fermentação é usada nas indústrias de laticínios para alimentos derivados do leite. As células musculares realizam a fermentação láctica quando estão em atividade intensa e há déficit de oxigênio. O acúmulo de ácido láctico nas células musculares é responsável pelas dores musculares e fadiga. Tipo de fermentação Produtos finais Quem realiza Alcoólica Álcool etílico (etanol) Bactérias e leveduras Láctica Ácido láctico Bactérias e células do tecido muscular Características gerais: Substancias orgânicas; São macromoléculas: polímeros formados por aminoácidos; Ligações peptídicas: são ligações entre aminoácidos e classificadas como reações de síntese de desidratação. Estrutura do aminoácido: Classificação dos aminoácidos quanto à obtenção: • Natural: produzido pelo organismo. • Essencial: obtido através da alimentação. Papeis biológicos das proteínas: • Estrutural: colágeno e queratina; • Transporte: hemoglobina e mioglobina; • Motor: miosina e actina; • Defesa: imunoglobulina (anticorpos); • Hormonal: insulina e glucagon; • Catalizador (enzimático): amilase, pepsina e tripsina; • Nutricional: caseína e ovoalbumina. Proteínas: Classificação das proteínas quanto à estrutura: • Primária: sequência de aminoácidos em uma proteína; • Secundária: pontesde hidrogênio conferem em uma forma helicoidal; • Terciária: a hélice dobra-se ficando em uma forma enovelada; • Quaternária: duas ou mais cadeias se unem para formar uma protéina. Proteínas: enzimas Características gerais: • Catalizadores biológicos: aceleram a velocidade das reações químicas • Especificidade: encaixe ao substrato de acordo com modelo da “chave-fechadura”; • Reutilizáveis: não são consumidas durante a reação química; • Reversibilidade: algumas enzimas podem converter reagentes em produtos e vice-versa. Atenção: holoenzimas são enzimas cuja ativação depende de um cofator que pode ser mineral ou uma vitamina. Fatores que influenciam a atividade enzimática: Temperatura: • Em temperatura ideal ou ótima: velocidade máxima; • Em baixa temperatura: velocidade mínima; • Em alta temperatura: ocorre a desnaturação. PH • Em pH ideal ou ótimo: velocidade máxima; • Em pH diferente do ideal: velocidade mínima; • Em alta temperatura: ocorre a desnaturação. Concentração de substratos • Quantidade igual ou maior que a de enzimas: velocidade máxima; • Quantidade menor que a de enzimas: velocidade mínima. Presença de inibidores • Substâncias que atrapalham ou impedem o encaixe perfeito entre enzima e substrato. Principais aminoácidos e suas funções no organismo: Aminoácido Função Alimento Lisina Auxilia na formação do colágeno, crescimento ósseo e ajuda na inibição dos vírus. Queijo e derivados. Glutamina Ajuda no crescimento do tecido muscular, é essencial nas funções do sistema imunológico, ajuda na memória e estimula a inteligência. Carne, peixe, derivados de leite. Leucina Aumenta resistência e diminui fadiga durante exercício físico, ajuda a diminuir a perda de massa muscular na velhice. Soja, feijão. Triptofano Atua como neurotransmissor responsável pelo bom humor. Chocolate amargo. Ácido glutâmico Atua como neurotransmissor do sistema nervoso, usado na indústria o glutamato para realçar o sabor do alimento. Glúten. Fenilalanina Formação do colágeno, usado na indústria como adoçante. Peixe, frango. Tirosina Precursor do neurotransmissor aumenta a sensação de bem-estar. Nozes, castanhas, cereais integrais. A síntese de proteínas dentro da célula ocorre devido à interação do núcleo com o citoplasma. No núcleo o DNA sintetiza o RNAm de uma das suas cadeias, transcrevendo o código de uma proteína específica. Depois de produzido, o RNAm desloca-se para o citoplasma e liga-se aos ribossomos que passam a ler a sequencia de bases nitrogenadas do RNAm. A leitura do código é feita por trincas de bases nitrogenadas, cada trinca de RNA corresponde a um códon que irá determinar a colocação de um aminoácido específico na cadeia proteica. Isso caracteriza a tradução do código genético. Existem 64 códons diferentes que codificam 20 aminoácidos. Logo, cada aminoácido da proteína é codificado por 1, 2,3 ou 4 códons do RNAm, sendo o código genético chamado de degenerado. Síntese de proteínas: Para formação da proteína participam os RNAm, RNAr e ribossomos. O RNAr é pequenas moléculas que possuem anticódon, o qual deve reconhecer o aminoácido específico, fixa-lo e, com ele reboque, procurar um local do RNAm (um códon) onde o seu anticódon encaixe perfeitamente. O apoio para isso será dado pelo ribossomo. A identificação dos aminoácidos na cadeia polipeptídica se dá em função da sequência de códons do RNAm. Estes podem ser identificados de acordo com a tabela abaixo: Fazendo uma proteína os genes que fornecem instruções para proteínas são expressos num processo de duas etapas: Na transcrição, a sequência de DNA de um gene é "reescrita" em RNA. Nos eucariontes, o RNA deve passar por etapas adicionais de processamento para se tornar um RNA mensageiro ou Rnam. Na tradução, a sequência de nucleotídeos do Rnam é "traduzida" em uma sequência de aminoácidos de um polipeptídeo (cadeia proteica). Códons As células decodificam mRNAs lendo seus nucleotídeos em grupos de três, chamados de códons. Aqui estão algumas características dos códons: • A maioria dos códons especifica um aminoácido • Três "códons de parada" marcam o fim de uma proteína • Um "códon de início", AUG, marca o início de uma proteína e também codifica o aminoácido metionina. Os códons em um RNAm são lidos durante a tradução, começando com um códon de início e continuando até que um códon de parada é alcançado. Os códons de RNAm são lidos de 5' para 3', e especificam a ordem dos aminoácidos em uma proteína da região N-terminal (metionina) para a C-terminal. Código genético: Pauta de leitura Para obter, de uma forma confiável, uma proteína a partir do RNAm, nós precisamos de mais um conceito: o de pauta de leitura. A pauta de leitura determina como a sequência de RNAm é dividida em códons durante a tradução. Esse é um conceito bastante abstrato, então vamos olhar para um exemplo para entender melhor. O RNAm abaixo consegue codificar três proteínas diferentes, dependendo da pauta em que é lida: Então, como uma célula sabe qual destas proteínas deve fazer? O códon de início é o sinal chave. Como a tradução começa no códon de início e continua em grupos sucessivos de três, a posição do códon de início garante que o RNAm seja lido da forma correta (no exemplo acima, na pauta 3). Mutações (mudanças no DNA) que inserem ou deletam um ou dois nucleotídeos podem mudar a pauta de leitura, causando a produção de uma proteína incorreta "a jusante" do sítio de mutação:
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