O genoma humano | Genética Médica | UFCSPA

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O genoma 
humano
Em função da compartimentalização do núcleo 
celular humano e de outros seres eucariontes, é 
necessário a existência de uma molécula que 
transfira a informação contida no genoma nuclear 
para os centros produtores de proteína que se 
dispõem no citoplasma, os ribossomos. A molécula 
que desempenha essa função é o RNA (ácido 
ribonucleico).
T
Fo
sf
ato
A
çú
car
: Ribose
B
as
e n
itrogenada
G
T A U
C G
RNA Possui uma estrutura semelhante à do DNA, 
exceto que cada um dos seus nucleotídeos tem 
um componente de açúcar ribose (no lugar da 
desoxirribose do DNA) a base nitrogenada 
uracila (U) (que substitui a timina (T) na dupla de 
bases de pirimidina) e uma conformação 
espacial de fita única.
RNAm ProteínaDNA
Núcleo celular
Ribossomo: proteínas 
estruturais + RNAr
R
N
A 
Tra
nsportador
Transcrição
Tradução
R
ep
lic
aç
ão
O dogma central da biologia molecular:
O DNA direciona a síntese e a sequência do RNAm (RNA mensageiro) no 
processo de transcrição; o RNAm, por sua vez, determina a sequência de 
polipeptídeos conjugados em cadeia no processo de tradução. Os ribossomos 
(organelas citoplasmáticas com sítios de interação para todas as moléculas 
envolvidas no processo de tradução) são compostos por proteínas estruturais e 
por um tipo especializado de RNA, o RNAr (RNA ribossômico). A tradução ainda 
envolve um terceiro tipo de RNA, que é o RNAt (RNA transportador / de 
transferência), que fornece a ligação molecular entre o código contido na 
sequência de bases de RNAm (códon) e o aminoácido correspondente (para o 
qual há um anticódon). Compõe-se, assim, uma proteína a partir da sequência de 
bases nitrogenadas do DNA, isto é, a partir da informação codificada.
Sabemos que os genes são segmentos de uma molécula 
de DNA capazes de gerar produtos funcionais, sejam 
estes proteínas ou RNAs. Aqui, expandimos essa 
compreensão: no conjunto de bases nitrogenadas de um 
gene há, também, sequências de regulação da própria 
expressão gênica!
Éxons
Sequências codificante; essas, de fato, são transcritas para o RNAm que chega ao 
citoplasma e, posteriormente, são traduzidas em uma cadeia de polipeptídeos.
Íntrons
Apesar de serem, inicialmente, transcritos em RNA no núcleo, não estão presentes no 
RNAm maduro (que é exportado ao citoplasma), pois são removidos pelo processo de 
RNA-splicing/splicing-out. Por essa razão, a informação de sequências intrônicas não é, 
normalmente, representada no produto final da proteína.
Região 3’ 
não-traduzida
Éxon 2 Éxon 3
As sequências de nucleotídeos adjacentes aos éxons, as regiões 5’ e 3’ não traduzidas, fornecem os sinais 
moleculares de início e de parada para a síntese de RNAm transcrito a partir do gene. O início da transcrição 
ocorre na extremidade 5’ (região promotora), onde se dispõem sequências responsáveis pelo início adequado da 
transcrição. É importante discernir que há vários tipos de regiões promotoras na totalidade do genoma humano 
- tendo estas propriedades reguladoras do padrão e do nível de expressão dos genes subsequentes não só em 
diferentes tipos celulares, como em distintas fases da vida celular. Esses elementos reguladores também podem 
estar presentes nas sequências de parada e nos segmentos intrônicos. 
A Região 3’ não traduzida contém um sinal para a clivagem da extremidade 3’ e para a adição de uma sequência 
de resíduos de Adenina, a chamada cauda PoliA, à extremidade do RNAm maduro - segmento que é importante 
para a estabilidade da molécula mensageira. Essas regiões não traduzidas são locais propensos à ligação dos 
MicroRNA’s, que têm função regulatória.
ATG 
Start 
Codon
UAA
UGA
UAG 
Stop 
Codons
Sentido da transcrição
GT AG GT AG
Éxon 1
Região 5’ 
não-traduzida
DNA 
upstream
DNA 
downstream
O ambiente genômico no qual se insere um gene é 
fundamental para compreender a sua regulação e a sua 
evolução , o que modula, portanto, a sua função no 
organismo.
Processados: a partir da transcrição de um segmento do gene 
original, forma-se uma molécula de RNAm. Depois, esta sofre um 
processo inverso, a retrotranscrição, que compõe um DNA 
complementar. Esse DNA complementar (que não consta das 
sequências intrônicas do gene original) é, então, inserido em algum 
ponto da molécula de DNA (que pode ser muito longe do local em que 
se dispunha o gene original!).
Não processados: subprodutos da evolução; genes mortos, que 
antes eram funcionais, mas que perderam essa característica devido 
a mutações subsequentes; genes vestigiais.
Pseudogenes
Sequências de DNA muito semelhantes a genes conhecidos, mas 
que não formam produtos funcionais. Podem ser:
Esse material foi desenvolvido por Eliézer da Cunha Rodrigues, 
monitor da disciplina de Genética Humana em 2020/2. UFCSPA.
MicroRNAs (miRNA)
A transcrição é conduzida pela enzima RNA-polimerase II, que forma uma 
molécula de RNAm a partir da porção 3’ de uma fita molde. Desse modo, o RNA 
transcrito tem o mesmo sentido da fita original (5’-3’). A fita de RNA é, portanto, igual à 
fita original, exceto pelas bases nitrogenadas timinas (que são trocadas por uracilas).
O processo de transcrição é promovido por sequências promotoras, tais quais: TATA 
Box (região conservada rica em adeninas e timinas), CAT Box (CCAAT) e ilhas 
CpG.
A RNA-polimerase passa por íntrons e por éxons, além da extremidade das sequências 
codificantes. Após o processo de transcrição, o transcrito primário de RNA é 
processado pela adição de uma Cap (capuz) na extremidade 5’ e pela clivagem da 
extremidade 3’ em um ponto específico para a adição de uma cauda poliA 
(composta de resíduos de Adenina, essa cauda visa aumentar a estabilidade do RNA 
poliadenilado resultante). Logo após, há a remoção dos íntrons e dos segmentos não 
codificantes do éxon (porção que antecede e sucede os stop e start codon) no 
processo de splicing de RNA. O RNAm pós-splicing é transportado para o 
citoplasma, onde será traduzido em aminoácidos para formar a proteína.
Suprimem a tradução de genes-alvo por meio da ligação com os 
RNAs mensageiros codificados a partir destes. Ou seja, 
controlam a produção de proteínas a partir dos transcritos-alvos. 
Podem ser gerados artificialmente (RNAi – RNA de interferência). 
Estima-se que os microRNA’s cheguem a regular a atividade de 
até 30% de todos os genes codificantes de proteínas no genoma.
A Expressão Gênica
A produção de uma proteína a partir de 
um gene codificante envolve uma série de 
mecanismos de transmissão da 
informação genética. Primeiro de tudo, 
ocorre o processo de transcrição, que está 
sob influência de promotores, de 
reguladores, de fatores de transcrição, de 
acentuadores (elementos de sequência 
que podem atuar à distância de um gene, 
estimulando a sua transcrição; a interação 
de acentuadores com proteínas 
reguladoras específicas leva a níveis 
aumentados de transcrição) e de regiões 
controladoras de locus (RCL - essenciais 
para o estabelecimento do contexto de 
cromatina adequado para a expressão 
gênica). Estes elementos genéticos 
interagem com sequências específicas 
dentro de um gene e, assim, determinam o 
padrão espacial e temporal de sua 
expressão.
A molécula de DNA é composta por duas fitas:
Transcrição
3’
Éxon 2 Éxon 3Éxon 1
5’
5’
Éxon 2 Éxon 3Éxon 1
3’
Fita molde (não-codificante/antissenso) - de sentido 3’-5’
1
2
Fita original (codificante/senso) - de sentido 5’-3’