Resumo Biologia molecular

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Natália Finatto – Biomedicina 2021 
ESTRUTURA DOS ÁCIDOS 
NUCLEICOS 
A molécula de DNA é formada por duas cadeias 
que se pareiam de forma helicoidal. Estas cadeias 
são formadas por subunidades chamadas 
nucleotídeos. Cada um dos nucleotídeos é formado 
por uma base nitrogenada, um açúcar e um fosfato. 
DNA e RNA possuem 4 bases nitrogenadas: 
- Purinas: adenina e guanina – DNA e RNA 
- Pirimidinas: citosina e timina – DNA 
 citosina e uracila – RNA 
As purinas são sempre formadas por uma estrutura 
básica de dois anéis enquanto as pirimidinas 
somente por um anel. 
Açúcares: são pentoses, são duas que compõem 
os ácidos nucleicos: 
- Ribose – forma o RNA; 
- Desoxirribose – forma o DNA. 
Única diferença entre a ribose e a desoxirribose é 
que a ribose possui um grupo hidroxila no carbono 
2, que está ausente na desoxirribose. 
No carbono 1’ do açúcar tem a ligação da base 
nitrogenada. 
No carbono 3’ do açúcar tem uma hidroxila. 
No carbono 5’ do açúcar tem a ligação do fosfato. 
 
Quando temos somente a base nitrogenada ligada 
ao açúcar, a estrutura é chamada de nucleosídeo 
e quando temos o nucleosídeo ligado aos fosfatos 
chamamos a estrutura de nucleotídeo. 
Os nucleotídeos são ligados uns aos outros por 
pontes dissulfeto (ligação covalente extremamente 
estável). 
É importante sempre identificar como é formada 
essa ligação, lembrando que se forma entre o 
fosfato ligado ao carbono 5’ e o -OH ligado ao 
carbono 3’ do próximo nucleotídeo. 
Todos os nucleotídeos de uma cadeia têm uma 
mesma orientação relativa porque o C5’ está 
sempre voltado para a mesma direção que o C5’ 
do nucleotídeo seguinte. Na extremidade 5’ da 
cadeia, um grupo fosfato aparece, e na outra 
extremidade tem sempre um grupo 3’-OH. 
Essa característica de direcionalidade das 
cadeias polinucleotídicas é extremamente 
importante; todas as reações químicas que 
envolvem polimerização de nucleotídeos ocorrem 
sempre pela adição de um nucleotídeo na 
extremidade 3’-OH de uma cadeia. Outra 
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característica muito importante é que as cadeias se 
deslocam em orientação inversa em relação uma a 
outra quando tem o pareamento, então falamos 
que elas são antiparalelas: 
5’ → 3’ 
3’ → 5’ 
As duas cadeias do ácido nucleico são unidas por 
pontes de hidrogênio entre os pares de bases 
nitrogenadas. 
A pareia com T → 2 pontes de H 
G pareia com C → 3 pontes de H (mais estável) 
Efeitos hidrofóbicos, forças de Van de Waals e 
forças iônicas também atuam na estabilidade da 
dupla fita de DNA. 
RESUMO 
• Os blocos de construção do DNA são os 
nucleotídeos que são compostos por uma 
base, um açúcar e um fosfato; 
• Estes nucleotídeos se unem por pontes de 
fosfodiéster para formar uma fita de ácido 
nucleico que tem uma extremidade 5’ e uma 3’; 
• As fitas de ácido nucleico se pareiam para 
formar a estrutura do DNA por pontes de 
hidrogênio, sendo duas entre os pares timina e 
adenina e três entre os pares guanina e citosina; 
• Esse pareamento é antiparalelo, então, tem a 
extremidade 3’-OH e a 5’-fosfato; 
• Uma vez formado o pareamento, 
automaticamente as duplas fitas assumem a 
estrutura de dupla hélice do DNA. 
CONSEQUÊNCIAS DA ESTRUTURA DO DNA 
Açúcar + fosfato = arcabouço – invariável 
Sequência de bases = informação – variável 
Como consequência dessa estrutura em dupla 
hélice, na ponte extrema do DNA tem os 
grupamentos fosfato e do enrolamento tem a 
formação de 2 sulcos, o menor e o maior; nestes 
sulcos tem a exposição da sequência de 
nucleotídeos sem a necessidade de separação das 
duas hélices; nestas regiões, as proteínas que 
precisam interagir com a molécula de DNA 
conseguem reconhecer a sequência de bases sem 
separar a dupla hélice. 
CONFORMAÇÕES DO DNA 
Além da forma principal do DNA, que é a forma B, 
também se descreveu outras formar de ocorrência 
mias rara da molécula de DNA, que são a forma A 
e a forma Z. A forma A aparece principalmente em 
momentos de menor hidratação da molécula de 
DNA, in vitro. A forma Z é voltada para a esquerda, 
enquanto as formas A e B são voltadas para a 
direita. 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
DESNATURAÇÃO E RENATURAÇÃO DO DNA 
A capacidade da molécula de DNA de se 
desnaturar e renaturar é uma característica 
fundamental para os processos de replicação, 
transcrição e recombinação. 
A desnaturação é o processo de separação das 
duplas fitas com rompimento das pontes de H, mas 
sem rompimento das pontes fosfodiéster e isto 
acontece quando a solução de DNA tem sua 
temperatura elevada ou quando há mudanças de 
pH e das forças iônicas do meio. Quando se volta 
às condições químico-físicas iniciais as duplas 
hélices voltam a parear e a estrutura volta ao 
normal. 
Das duplas fitas dá para estimar a temperatura de 
fusão que é a temperatura na qual 50% do DNA 
se encontra desnaturado. Os pares G-C formam 3 
pontes de H enquanto os pares A-T formam 2 
pontes, então, quanto maior a porcentagem de 
pares G-C, mais difícil é a desnaturação, ou seja, 
maior a temperatura de fusão, pois mais energia 
será necessária para romper as 3 pontes de H. 
Sempre que se tem fitas de ácido nucleico com 
sequências complementares, elas vão formar dupla 
hélice, seja entre 2 fitas ou dentro de uma única 
fita, bem comum no RNA, também pode haver 
pareamento entre 2 moléculas de DNA ou uma fita 
de DNA e uma fita de RNA, desde que se tenha 
regiões de sequências complementares. Este 
pareamento entre moléculas de ácido nucleico de 
origens diferentes é chamado de hibridização. 
 
ESTRUTURA DO RNA 
A pentose é a ribose, que apresenta um grupo 
hidroxila no C2’ e a base nitrogenada é a uracila, 
que tem ausência de uma metila. 
Pelo fato de a ribose apresentar uma hidroxila 2’ 
livre apresenta maior reatividade e, também pelo 
fato de o RNA ser fita simples, conferem as 
moléculas de RNA uma reatividade muito maior do 
que o DNA, mas uma menor estabilidade. Uma 
molécula de RNAm pode ter uma vida em torno de 
2 minutos, enquanto uma molécula de DNA pode 
sobreviver por centenas e até milhares de anos. 
Por ser fita simples, quando há sequências 
complementares dentro dessa fita, há formação de 
pareamentos intramoleculares. Isto faz com que os 
RNAs possam assumir estruturas tridimensionais, 
que são muito importantes para sua função, 
principalmente no caso dos RNAt e RNAr. 
Dentro das células tem 3 classes de RNAs: 
1- RNAr – RNA ribossomal (75%); 
2- RNAt – RNA transportador (10-15%); 
3- RNAm – RNA mensageiro (1 a 5%) – tem uma 
maior diversidade, pois representam todos 
genes que são expressos em nossas células. 
4- Outros: hnRNA, snRNA, miRNA. 
Ribozima: RNA com atividade catalítica. 
As primeiras moléculas que deram origem à vida 
foram os RNAs pois eles podem ter 2 funções: 
sequência de bases que armazenam informações 
e capacidade catalítica. 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
REPLICAÇÃO DO DNA 
Cada uma das fitas de DNA em um processo de 
replicação funciona como um molde para a síntese 
de uma nova fita por meio do mecanismo de 
pareamento de bases. Como cada fita nova dupla 
é formada por uma fita de DNA antiga mais um 
nova, a replicação do DNA é um processo 
semiconservativo. 
 
Em que momento ocorre a duplicação do DNA 
na célula? Os genes que regulam o ciclo celular 
ativam os elementos que irão iniciar a replicação e 
cada replicon/unidade de replicação é ativado 
uma única vez por ciclo celular no estágio S 
(síntese); em humanos a replicação dura cerca de 
8h. 
 
 
CARACTERÍSTICAS DA REPLICAÇÃO1. Se inicia em pontos específicos do DNA 
que são as origens de replicação; 
2. A partir de uma origem, a dupla fita se abre 
formando 2 forquilhas de replicação; 
3. Em procariotos existe somente uma origem 
de replicação, enquanto em eucariotos há 
muitas origens. 
ORIGENS DE REPLICAÇÃO EM PROCARIOTOS 
Há somente uma origem, pois eles têm 
cromossomos pequenos e circulares. Há uma 
abertura das fitas e duas forquilhas se formam, 
estas seguem em direções opostas até se 
encontrarem em 180º na região da origem 
formando dois cromossomos novos, cada um 
formado por uma fita antiga/parental e uma fita 
nova recém sintetizada. 
 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
FORQUILHAS DE REPLICAÇÃO 
É a região do DNA na qual existe uma transição 
entre a dupla fita parental e as fitas recém 
sintetizadas, é nesta região que vai se localizar a 
enzima DNA polimerase e os demais 
componentes do aparato de replicação do DNA. A 
replicação é bidirecional pois forma duas 
forquilhas que vão em direção opostas. 
 
 
ORIGENS DE REPLICAÇÃO EM EUCARIOTOS 
Há muitas origens de replicação e a partir de 
cada origem há formação de duas forquilhas que 
vão migrar em direções opostas até que se 
encontrem. 
 
APARATO PROTEICO NECESSÁRIO À REPLICAÇÃO 
As DNA polimerases sintetizam o DNA e existem 5 
tipos descritos da E. coli e até 15 em eucariotos. 
O que as DNA polimerases necessitam para 
produzir novos DNAs? 
1- Um molde de DNA a ser copiado – onde 
vão pegar as informações para produzir novas fitas; 
2- Um primer/oligonucleotídeo iniciador – 
as DNA polimerases não são capazes de iniciar 
uma cadeia de DNA, ou seja, elas não são capazes 
de unir dois nucleotídeos que estejam livres no 
núcleo e iniciar uma nova fita, então, elas 
necessitam de um pequeno fragmento que já esteja 
pareado com a fita molde de DNA, elas só vão 
conseguir estender essas pequenas fitas e 
adicionar nucleotídeos na extremidade 3’-OH 
desta fita/iniciador; 
3- Desoxirribonucleotídeos (dNTPs) – 
matéria-prima (A, G, C ou T), para construção da 
nova fita, precisam ligar a 3 grupamentos fosfato 
pois há necessidade de rompimento dessa ligação 
durante o processo de síntese; 
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4- Cátions bivalentes (Mg 2+) – atuam como 
cofatores destas enzimas e são essenciais à sua 
função. 
DEMAIS PROTEÍNAS NECESSÁRIAS À DUPLICAÇÃO 
Helicase: é a primeira enzima a atuar – promove 
a separação da dupla hélice para o início da 
duplicação. 
Girase: enzima da família das topoisomerases que 
auxilia no desenrolamento do DNA. 
Primase: enzima que sintetiza os primeiros 
primers que são formados de RNA. 
DNA polimerase: vai fazer a colocação e 
correção dos nucleotídeos nas novas fitas de 
DNA. 
 
A primase sintetiza os primers de RNA; tem 
capacidade de unir dois nucleotídeos e começar 
uma nova fita; sintetiza pequenos fragmentos de 
RNA, são formados in vivo por pequenas moléculas 
de RNA que vão ter que ser retirados das novas 
fitas. 
As proteínas SSB (proteínas de ligação da fita 
simples) se ligam às cadeias molde separadas pela 
helicase, impedindo que estas voltem a se ligar, 
mantendo a estabilidade da forquilha de replicação 
e são importantes para manter a molécula de DNA 
disponível para ser lida pela DNA polimerase. 
 
As topoisomerases (girases em procariotos) 
removem o efeito gerado pela abertura das fitas na 
forquilha de replicação. Quando o DNA é aberto na 
região da forquilha, as regiões adjacentes vão ficar 
super torcidas, este efeito vai impedir que as 
forquilhas progridam. Quando há o efeito de 
separação das fitas, as regiões adjacentes ficam 
super torcidas e isto só pode progredir até o 
momento em que há tanta super torção nessa 
região que a forquilha tranca e as fitas não 
conseguem mais se separar, por esta razão, temos 
as enzimas topoisomerases que vão cortar uma 
das fitas do DNA e vão remover a super torção à 
frente das forquilhas. 
MECANISMOS DE SÍNTESE DE DNA 
A adição de nucleotídeos ocorre sempre na 
extremidade 3’ das fitas de DNA. Os nucleotídeos 
trifosfatos são adicionados em uma reação em que 
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se rompe a ligação entre o primeiro e o segundo 
fosfato e esses dois grupamentos fosfato são 
liberados na forma de pirofosfato. As DNA 
polimerases somente incorporam nucleotídeos na 
extremidade 3’ da cadeia nascente, ou seja, a 
síntese é sempre no sentido 5’→3’. 
 
Se tem duas fitas antiparalelas e a forquilha 
sempre progride na mesma direção, como as 
duas fitas são sintetizadas ao mesmo tempo e 
na mesma direção? A fita 5’→3’ é a fita líder ou 
fita continua, a outra fita é a descontínua, por isso 
dizemos que a replicação é semi-descontínua. 
Mas como a DNA polimerase consegue 
coordenar a síntese sempre no sentido 5’→3’ 
e a forquilha prosseguir em uma só direção? 
Isso acontece por meio da formação de uma alça 
na fita descontínua do DNA, de forma que ela 
passe através da DNA polimerase permitindo a 
síntese pela enzima na mesma localização no 
centro da forquilha. Isto é possível porque a DNA 
polimerase III dos procariotos e a DNA polimerase 
dos eucariotos são enzimas formadas por muitas 
cadeias polipeptídicas que se combinam para 
formar a estrutura. Então ela tem 2 núcleos de 
polimerase, um que se localiza em cada uma das 
fitas e, também tem uma estrutura chamada 
grampo deslizante que pode se ligar e desligar do 
DNA formando a alça. 
 
A fita descontinua é sintetizada em pedaços 
(fragmentos de Okazaki) mas nossas moléculas 
de DNA são contínuas, então, é necessário unir 
os fragmentos ao final do processo de 
replicação, como isto acontece? Acontece por 
meio de outra atividade enzimática 5’→3’da DNA 
polimerase, é uma atividade de exonuclease → 
capacidade de remover os blocos de RNA formado 
pelos primers, então, a primase sintetiza o primer, 
a DNA polimerase III alonga esse primer de RNA 
formando um fragmento de Okazaki, ela prossegue 
até encontrar outro fragmento e para unir esses 
fragmentos, a DNA polimerase I remove, através 
da exonuclease, os primers de RNA e a ligase faz 
a ligação dos fragmentos, e assim, a fita 
descontínua também se torna contínua. 
Dessa forma, as enzimas DNA polimerases 
possuem mais de uma atividade catalítica, a 
principal delas é a síntese do DNA, porém, algumas 
possuem outras atividades: 
Exonucleases 5’→3’ = remoção dos primers de 
RNA; 
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Exonucleases 3’→5’ = correção de erros – 
remoção de nucleotídeos mal pareados (isto reduz 
a taxa de mutações no DNA). 
 
TRANSCRIÇÃO E 
PROCESSAMENTO DE RNAs 
EXPRESSÃO GÊNICA 
Processo pelo qual a informação contida no DNA é 
transcrita em uma sequência de nucleotídeos de 
RNA que será traduzida para uma sequência de 
aminoácidos que vai formar uma proteína. Esse 
processo é tão importante que foi chamado de 
Dogma Central da Biologia Molecular. 
 
GENE 
Sequência de DNA que dá origem a um RNA 
estável. Se este RNA for um mRNA, dará origem 
a uma proteína. Os demais RNAs são chamados 
de não-codificantes. 
 
TRANSCRIÇÃO 
Processo pelo qual são sintetizados todos os RNAs 
da célula; é a primeira etapa da expressão gênica 
e o ponto principal onde ocorre o seu controle nos 
procariotos; reflete o estado fisiológico da célula. 
Na transcrição, somente os produtos daqueles 
genes que vão ser transcritos são necessários 
naquele momento para a célula. O processo de 
transcrição éextremamente variável e o universo 
de RNAs que está sendo sintetizado num 
determinado momento em uma célula é 
completamente diferente do processo que está 
sendo realizado em outro tipo de celular. 
O mRNA é sintetizado pelo mesmo processo de 
pareamento de bases complementares usado na 
replicação, com a diferença de que ele corresponde 
a somente uma das fitas da dupla hélice. Apenas 
uma das fitas de DNA é utilizado como molde 
para a síntese de RNA, e essa fita é lida 3’→5’. 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
 
 
A fita codificante não participa da transcrição. 
Apenas um filamento de DNA é o molde para 
transcrição gênica, mas esse filamento varia com o 
gene. O sentido da transcrição é sempre o mesmo 
para qualquer gene e começa da ponta 3’ do molde 
de DNA e da ponta 5’ do RNA transcrito. Assim, 
os genes transcritos em sentidos diferentes usam 
filamentos opostos do DNA como molde. 
 
SÍNTESE DE RNA 
Quem faz a síntese de RNA é a RNA polimerase, 
que atua sempre no sentido 5’→3’ e não 
necessita de primer. As RNA polimerases são 
formadas por várias cadeias polipeptídicas e são 
sujeitas a erros, então possuem um sistema de 
correção de erros. 
Nas bactérias têm a RNA polimerase bacteriana 
que é formada por 5 subunidades que formam o 
núcleo da enzima. Tem uma sexta subunidade que 
se liga de forma mais fraca ao núcleo da enzima e 
ela pode se desligar após a síntese de RNA; é 
responsável pelo reconhecimento dos promotores 
procarióticos. 
Já nos eucariotos, têm 3 tipos de RNA: 
RNA polimerase I: síntese de rRNA. 
RNA polimerase II: precursores de mRNA 
(hRNAs) e alguns snRNAs. 
RNA polimerase III: tRNAs e RNA 5S, RNA 7S e 
alguns snRNAs. 
ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO 
1. RECONHECIMENTO 
Importante porque as RNA polimerases têm que 
saber quais genes têm que ser transcritos naquele 
tipo celular e naquele momento e isso acontece por 
meio do reconhecimento das sequências 
promotoras. Se convencionou enumerar o primeiro 
nucleotídeo que é incorporado numa cadeia de 
RNA e o nucleotídeo +1, e todos nucleotídeos que 
estão a seguir deste, tem uma numeração 
crescente positiva; os nucleotídeos que estão 
localizados antes do primeiro nucleotídeo a ser 
incorporado na RNA tem uma numeração negativa 
e a região promotora se encontra na região que 
fica antes (montante) do ponto de início +1. 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
A sequência de vários genes em procariotos foi 
comparada entre si e se observou que nas regiões 
-35 e –10 existiam sequências de nucleotídeos 
que apareciam com alta frequência, por exemplo, 
um T em torno de 69%. 
 
2. INICIAÇÃO E ALONGAMENTO 
Em procariotos quem faz o reconhecimento dos 
promotores é a RNA polimerase quando ela está 
completa, unida a sua subunidade sigma, quando 
se ligam, encontram a região promotora para 
promover a separação das duas fitas para formar 
a bolha de transcrição. Quando a bolha está 
aberta, a RNA polimerase começa sintetizar 
cadeias curtas (2-8 nucleotídeos) e isso se repete 
até que a subunidade sigma se desliga do núcleo 
da enzima e neste momento tem a possibilidade da 
RNA polimerase progredir a síntese, então o 
estágio de iniciação passa para o estágio de 
alongamento da cadeia de RNA nascente. 
Já nos eucariotos, a própria RNA polimerase não é 
capaz de reconhecer a sequência promotora, 
então, proteínas acessórias são necessárias para 
esse reconhecimento, as quais as RNA 
polimerases vão se ancorar para o início do 
processo. Se tem uma sequência de genes, são os 
fatores de transcrição que vão reconhecer e se ligar 
à sequência promotora, e essa ligação forma uma 
cascata; quando se tem vários fatores ligados em 
sequência, terá uma estrutura proteica a qual a 
RNA polimerase vai poder se ancorar e iniciar o 
processo de síntese de RNA. 
Uma vez iniciada a síntese de RNA, o DNA é 
desenrolado formando uma bolha de transcrição, 
então, a RNA polimerase passa a etapa de 
alongamento, na qual a síntese prossegue até que 
é encontrado um sinal na molécula de DNA que vai 
indicar para a RNA polimerase que o RNA está 
completo e que ela pode encerrar a síntese. 
 
3. TÉRMINO 
Em procariotos ocorre quando se forma uma 
sequência em grampo no RNA nascente, então 
tem um pareamento dentro da molécula de RNA; a 
formação dessa estrutura (grampo) desestabiliza a 
ligação da RNA polimerase no molde de DNA e faz 
o enceramento da síntese; as vezes pode ser 
acoplado à uma proteína acessória que é a 
proteína RO. 
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Em eucariotos têm uma sequência de nucleotídeos 
que aparece no RNA nascente, que é um sinal de 
clivagem por uma enzima chamada endonuclease, 
que corta a molécula de RNA que está sendo 
sintetizada e juntamente tem uma enzima que vai 
adicionar uma sequência de nucleotídeos contendo 
adenina no final do mRNA. Então, a etapa de 
clivagem e poliadenização leva ao fim da 
síntese do RNA nos eucariotos. 
 
 
PROCESSAMENTO DE RNA 
Nos procariotos, os processos de transcrição e 
tradução acontecem de forma acoplada, uma vez 
que há separação entre núcleo e citoplasma. 
Nos eucariotos, além de ter uma separação 
espacial, tem algumas informações no RNA 
mensageiro que precisam ser retiradas para ter um 
RNA mensageiro “maduro” e essas etapas são 
chamadas de processamento, no qual todos RNAs 
sofrem após a síntese. 
O primeiro RNA que é transcrito a partir do DNA é 
chamado de transcrito primário, pré-mRNA ou 
hnRNA e ele precisa ser modicado para ser um 
mRNA maduro → processamento → 3 etapas: 
1ª ETAPA 
Adição do CAP que fica na extremidade 5’ do 
mRNA e se constitui de uma guanina ligada de 5’ 
para 5’, então ela é ligada de forma inversa, além 
disso, possui uma metila na posição 7. A função 
dessa estrutura é ser um sinal para que esse RNA, 
quando chega ao citoplasma, seja traduzido; 
também funciona como uma proteção contra as 
RNAses (enzimas que degradam RNA). 
2ª ETAPA 
Ao final da transcrição temos enzimas que 
adicionam 200 adeninas na extremidade 3’ dos 
RNAs e a cauda poliA confere estabilidade aos 
mRNA quando chegam ao citoplasma. 
 
3ª ETAPA 
Splicing → retirada de íntrons. O mecanismo de 
splicing envolve duas reações de 
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transesterificação para a retirada de regiões que 
não codificam aminoácidos que se encontram no 
meio dos genes que são chamados de íntrons. As 
regiões que codificam aminoácidos são chamadas 
de éxons e o objetivo é que elas sejam mantidas 
no mRNA maduro, e que essas regiões não 
informativas sejam removidas. Um gene eucariótico 
possui vários íntrons. 2 reações químicas 
ocorrem nesse processo: 
- Quebra da ligação entre o éxon que está acima 
ou a 5’ do íntron e por meio da extremidade 5’ do 
íntron há um ponto dentro do próprio íntron que é 
chamado de ponto de ramificação. 
- Envolve a ligação do primeiro éxon ao 
segundo éxon liberando o íntron em uma 
estrutura em formato de laço e o RNA processado, 
então, corresponde somente à sequência dos dois 
éxons. 
 
O processo de splicing é catalisado pelo 
spliceossomo, que são apresentados com 5 RNAs 
nucleases pequenas (snRNAs) + 150 proteínas 
livres ou complexadas aos RNAs (snRNPs). 
Quando se comparou a sequência de vários íntrons 
e éxons se observou que existiam alguma 
sequência de consenso que eram encontradas 
tanto na extremidade 5’ quanto na 3’ do íntron, 
como também no final do primeiro éxon e no iníciodo éxon seguinte. Outra sequência de consenso 
importante é a adenina que constitui aquele ponto 
de ramificação que é essencial para a remoção de 
um íntron. 
 
As snRNPs contém, então, pequenos RNAs que 
são essenciais para o pareamento e 
reconhecimento das sequências de consenso no 
início e no final dos íntrons. 
 
Então, o processo acontece em várias etapas e as 
subunidades do spliceossomo se encontram 
separadas dentro do núcleo, então, o processo de 
splicing, primeiramente, a subunidade 1 vai 
reconhecer o sítio de splicing 5’, a 2 reconhece o 
ponto de ramificação. Essas subunidades se unem 
e atraem a ligação das demais subunidades; então, 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
o spliceossomo completo catalisa as duas 
transesterificações, removendo os íntrons. 
Além dos spliceossomos, há um segundo tipo de 
splicing: auto-splicing → tem 2 grupos de íntrons 
que catalisam o próprio splicing e esses íntrons tem 
atividades catalíticas sendo, então, consideradas 
ribozimas. 
Três classes de recomposição de RNA 
 
Nem sempre o splicing acontece da mesma forma 
em um mesmo gene. A maioria dos genes 
eucarióticos sofre o processo de splicing 
alternativo; os genes humanos dão origem a mais 
de um tipo de proteína por meio desse processo. 
Exemplo: o gene da calcitonina que possui 6 
éxons que são transcritos em um mesmo RNA 
primário, mas é processado de forma diferente em 
2 tecidos → na tireoide, o RNA mensageiro maduro 
é composto somente pela sequência dos primeiros 
4 éxons e são traduzidos na proteína calcitonina; 
no hipotálamo, o mesmo gene é processado dando 
origem a um RNA mensageiro maduro que contem 
o 1º, 2º, 3º, 5º e 6º éxons (perde o 4º), a proteína 
sintetizada é diferente da calcitonina. 
 
Uma vez pronto o RNA, tendo reconhecido o seu 
CAP na extremidade 5’, e cauda poliA na 
extremidade 3’, tendo sofrido splicing 
correspondendo somente à sequência dos éxons, 
o RNA vai ser combinado à uma série de proteínas 
transportadoras para promover o transporte por 
meio dos poros nucleares para o citoplasma, lá, as 
proteínas se desligam do mRNA e ele vai estar 
pronto para ser traduzido pelos ribossomos. 
 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE 
PROTEÍNAS 
TRADUÇÃO 
Processo pelo qual o RNA maduro é lido ou 
compreendido pelo maquinário ribossômico e pelos 
tRNAs resultando na síntese de proteínas. A 
informação do mRNA precisa ser convertida em 
uma sequência de aminoácidos para acontecer a 
síntese de proteínas. Isso ocorre por meio do 
código genético. 
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CÓDIGO GENÉTICO 
É formado por códons que são constituídos de 3 
nucleotídeos (triplets) e cada códon corresponde a 
um único aminoácido; não há sobreposição na 
leitura da sequência de códons, ou seja: 
AUG GUG CGA AGC CCC → sequência do mRNA 
Cada triplet é lido um após o outro, sendo que cada 
nucleotídeo pertence somente àquele códon, 
então, a leitura seria AUG e depois GUG. 
Temos aminoácidos que podem ser codificados por 
um único códon, como é o caso da metionina, que 
é sempre codificado por AUG, mas tem o caso de 
aminoácidos que podem ser codificados por 6 
códons, como é o caso da arginina, que é 
codificada por AGA, AGG, CGU, CGC, CGA e 
CGG. 
Quando se tem mais de um códon para o mesmo 
aminoácido, geralmente a diferença entre esses 
códons é na terceira posição do códon; isso 
significa que nosso código genético é redundante 
pois podemos ter mais de um códon codificando o 
mesmo aminoácido. 
Esse evento (mais de um códon codifica o mesmo 
aminoácido) se deve ao chamado pareamento 
oscilante da terceira base do códon com a primeira 
base do anticódon. Por uma questão de distância 
espacial, o pareamento da terceira base do códon 
aceita pareamentos um pouco inusuais com a 
primeira base do anticódon. 
O código genético é universal, então, os mesmos 
códons significam os mesmos aminoácidos em 
quase todos os organismos. 
Em um mRNA, não é o primeiro nucleotídeo que 
vai ser traduzido em um aminoácido, mas sim, o 
primeiro códon “AUG”, que sempre corresponde a 
uma metionina. A leitura desse mRNA vai seguir 
em múltiplos de 3 nucleotídeos, cada códon é 
formado por 3 nucleotídeos e essa leitura vai 
prosseguir até aparecer códons de terminação. 
Essa sequência do mRNA que fica entre o primeiro 
AUG e o stop códon é conhecida como fase aberta 
de leitura ou open-reading-frame. Além disso, no 
mRNA, tem uma região que fica a 5’ do primeiro 
AUG que é conhecida como região 5’UTR (5’ não 
traduzida) e, também após o stop códon há a 3’ 
uma região chamada 3’ UTR (3’ não traduzida). 
5’UTR: importante para o início da síntese 
proteica. 
3’UTR: importante para regulação da expressão 
gênica. 
 
 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
Estruturas necessárias para a tradução: mRNA, 
tRNA e rRNA. 
tRNAs 
Têm uma estrutura semelhante à uma folha de 
trevo em 2 dimensões, que, em 3 dimensões fica 
semelhante à estrutura de um L invertido 
apresentando duas regiões que são as mais 
importantes para sua função. Essas duas regiões 
são: 
- Braço aceptor: está na extremidade 3’, é onde 
há a ligação do aminoácido; 
- Braço do anticódon: onde é encontrado a 
sequência de anticódon que vai parear com o 
códon do mRNA. 
 
Ativação dos tRNAs: processo de ligação do 
tRNA ao aminoácido correspondente; essa região 
é catalisada pelas enzimas aminoacil-tRNA-
sintetases; é um processo que confere exatidão à 
síntese proteica porque não há como corrigir o 
aminoácido incorporado durante o processo de 
síntese, então, nessa etapa há o reconhecimento 
do tRNA e de seu aminoácido; se um aminoácido 
errado for ligado ao tRNA, as aminoacil-tRNA-
sintetases são capazes de corrigir o erro. 
rRNAs 
São formados por duas subunidades: uma maior 
e uma menor. No citoplasma, essas subunidades 
estão, normalmente, separadas, só se unem no 
momento da síntese proteica. 
Os ribossomos procarióticos têm sua subunidade 
maior formada por 2 rRNAs e 31 proteínas e a 
subunidade menor tem 1 rRNA chamada de 16S e 
21 proteínas. Ribossomo completo: 70S. 
Os ribossomos eucarióticos têm sua subunidade 
maior formada por 3 rRNAs e 50 proteínas e a 
subunidade menor tem 1 rRNA e 33 proteínas. 
Ribossomo completo: 80S. 
S = coeficiente de sedimentação. 
 
Quando as 2 subunidades de um ribossomo estão 
unidas, há a formação de 2 sítios ativos que são o 
sítio P (peptidil) e o sítio A (aminoacil). 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
FASES DA TRADUÇÃO 
1. INÍCIO/INICIAÇÃO 
Em procariotos, a subunidade menor do ribossomo 
vai reconhecer, por meio do rRNA 16S uma 
sequência rica em purinas, que é a sequência 
Shine-Dalgarno (RBS). 
 
Em eucariotos, para o início do processo de síntese 
proteica, precisa do mRNA, que vai ser traduzido e 
processado com CAP e cauda poli-A, a 
subunidade menor do ribossomo, o primeiro tRNA 
(que vai codificar uma metionina) e proteínas 
acessórias que vão se ligar e desligar, ajudando a 
guiar as estruturas chamadas de fatores de 
iniciação. 
 
A subunidade menor do ribossomo se liga à fatores 
de iniciação e ela vai percorrer o mRNA até 
encontrar o primeiro códon AUG. A seguir, o 
primeiro tRNA, que vai ter o anticódon que pareia 
com AUG e está com uma metionina, se liga ao 
complexo de iniciação. Nesse momento, fatores de 
iniciação se desligam e permitem a chegada da 
subunidade maior do ribossomo, levando à 
formação do ribossomo completo, formando os dois 
sítiosativos P e A. 
 
 
 
 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
2. ALONGAMENTO 
Após a iniciação, temos um tRNA que está ligado 
ao sítio P contendo vários aminoácidos ligados e o 
tRNA que vai chegar no sítio A pareando seu 
anticódon com o códon que está exposto nesse 
sítio. Esse tRNA vem ligado a fatores de 
alongamento que vão se desligar do mesmo, e 
nesse momento, há a possibilidade da formação da 
cadeia polipeptídica: ligação peptídica que está 
ligada ao sítio P e o aminoácido seguinte que 
chegou no sítio A. 
Formação da ligação peptídica: cadeia nascente 
no sítio P, o novo tRNA no sítio A e há um ataque 
do grupo “C=O” no grupo amina, formando a 
ligação. Nesse momento, a sequência de 
aminoácidos do sítio P passa para o sítio A → 
processo de translocação → o tRNA que estava no 
sítio P vai ser eliminado e a cadeia nascente que 
estava ligada ao tRNA do sítio A vai ser transferida 
para o sítio P e o sítio A fica disponível para expor 
um novo códon e a chegada de um novo tRNA. 
Dessa forma, a síntese vai prosseguir de forma 
cíclica. 
Resumo do processo 
Ligação da subunidade menor → encontro do 
primeiro AUG → ligação do primeiro tRNA → 
ligação da subunidade maior → ligação do próximo 
tRNA → formação da ligação peptídica → 
translocação do ribossomo → o que estava no sítio 
A passa para o sítio P → a etapa de alongamento 
vai prosseguir → até surgir um stop códon no 
mRNA. 
3. TÉRMINO 
Não existe tRNA correspondente aos stop códons. 
O que acontece é que esses códons são 
reconhecidos por proteínas chamadas fatores de 
liberação. Esses fatores se ligam ao stop códon 
e eles desencadeiam a desmontagem das duas 
subunidades do ribossomo e a liberação da cadeia 
polipeptídica formada, e, também do mRNA. Essas 
duas subunidades do ribossomo ficam disponíveis 
para uma nova síntese proteica. 
Polissomos: mRNAs e E. coli são traduzidos 
simultaneamente por vários ribossomos. 
Gene: é uma sequência de DNA que dá origem a 
um RNA estável, se esse RNA for um mRNA, dará 
origem a uma proteína. 
 
 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
ORGANIZAÇÃO DO GENOMA E 
CONTROLE DA EXPRESSÃO 
GÊNICA EM PROCARIOTOS 
DEFINIÇÃO DE GENOMA 
O genoma compreende o conjunto completo do 
material genético de um organismo, ou seja, a 
sequência completa de nucleotídeos do seu 
DNA compreendida em todos seus 
cromossomos. 
Existem diferenças na organização da informação 
genética entre organismos procariotos e 
eucariotos. Em geral, os procariotos possuem 
somente um cromossomo, apenas uma cópia de 
cada cromossomo (são haploides), seus genomas 
são circulares e de tamanho muito pequeno. 
ORGANIZAÇÃO DO GENOMA PROCARIÓTICO 
O genoma dos procariotos é organizado de uma 
forma que proporciona economia de espaço e de 
energia para a replicação do organismo, então, é 
um genoma extremamente econômico pois os 
procariotos são organismos de replicação rápida. 
Uma bactéria E. coli leva cerca de 20 minutos para 
se replicar e formar uma nova bactéria 
CARACTERÍSTICAS GERAIS 
1. Moléculas de DNA circulares, em sua maioria; 
2. São organismos haplóides; 
3. Quase todo genoma tem função codificante ou 
regulatório; 
4. Não possuem íntrons; 
5. Presença de sequências codificantes em 
ambas as fitas de DNA; 
6. Coorientação entre replicação e transcrição; 
7. Presença de unidades genéticas acessórias 
(plasmídeos, bacteriófagos, elementos 
genéticos transponíveis); 
8. Organização dos genes em operons. 
 
 
UNIDADES GENÉTICAS ACESSÓRIAS 
Plasmídeos: são pequenos elementos 
extracromossômicos circulares com capacidade de 
replicação autônoma, ou seja, independente do 
cromossomo bacteriano principal, os plasmídeos 
possuem poucos genes, e em geral, esses genes 
codificam a resistência aos antimicrobianos ou a 
toxinas. 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
Exemplos de plasmídeo: além dos mais de 300 
plasmídeos naturais, existe um número crescente 
de plasmídeos artificiais que são ferramentas 
importantes nas técnicas de biologia molecular, 
sendo utilizados principalmente como vetores de 
clonagem. 
 
Os plasmídeos podem ser transferidos entre 
bactérias por meio de um fenômeno conhecido 
como conjugação bacteriana, e dessa forma, a 
resistência antimicrobiana também pode ser 
transferida entre bactérias. 
Bacteriófagos: são vírus que infectam bactérias, 
esses vírus, em geral, podem seguir duas vias 
quando infectam bactérias. Então, podem usar toda 
maquinaria bacteriana para se reproduzir até 
romper a célula bacteriana, que é o ciclo lítico, ou 
o DNA dos bacteriófagos pode permanecer 
incorporado no genoma da bactéria por muito 
tempo, sendo replicado juntamente com esse 
genoma, esse é o ciclo lisogênico. Devido a algum 
estímulo, o bacteriófago que está dentro do ciclo 
lisogênico pode sofrer um processo chamado 
indução, no qual o DNA do fago é liberado e entra 
no ciclo lítico rompendo a bactéria hospedeira. 
 
Elementos genéticos transponíveis: são 
sequências de DNA que codificam enzimas 
capazes de catalisar a sua própria replicação e 
transferência para outros sítios do genoma, são 
também conhecidos como “DNA egoísta” ou 
possíveis parasitas genômicos. 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
ÓPEROS 
Um operon é um padrão organizacional frequente 
encontrado em bactérias, cerca de 25% dos genes 
de E. coli apresentam esse tipo de padrão 
organizacional, no qual vários genes que ficam um 
ao lado do outro compartilham uma região 
regulatória, essa região é formada por uma 
sequência promotora, que é onde vai se ligar a 
RNA polimerase, e por uma sequência operadora 
onde vão se ligar várias proteínas regulatórias. 
 
Num operon, todos os genes são transcritos em um 
único mRNA, que é chamado de policistrônico pois 
codifica várias proteínas. Um exemplo de operon é 
o operon da lactose, também conhecido como “Lac 
operon”, nesse operon é onde se encontram os 
genes bacterianos necessários para que a bactéria 
utilize o açúcar lactose como fonte de energia, e 
para isso ela precisa romper a ligação entre as 
subunidades galactose e glicose produzindo a 
enzima beta-galactosidase. 
 
O Lac operon é composto por 3 genes 
estruturais: Z, Y e A. O gene Z codifica a 
enzima beta-galactosidase, o gene Y codifica 
a permease, que faz a entrada da lactose nas 
células e o gene A codifica a enzima 
transacetylase, cujo papel não está claro ainda. 
 
Então, esses 3 genes estruturais são transcritos 
em um único mRNA e desses 3 genes tem a 
região promotora e sobreposta a essa região 
tem a região operadora. Também faz parte 
desse operon o gene lacI que codifica uma 
molécula que é conhecida como o repressor. 
 
Na ausência de lactose, o produto do gene lacI, 
que é a molécula do repressor, se liga à região 
operadora, bloqueando a ligação da enzima RNA 
polimerase e não permite que o mRNA do operon 
seja produzido. 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
 
Quando a lactose está presente, a allolactose vai 
se combinar ao repressor e o repressor não 
consegue mais se ligar na região operadora, nesse 
caso a RNA polimerase fica livre para transcrever 
esse operon, produzindo o mRNA chamado 
policistrônico que pode ser traduzido nas 3 
diferentes proteínas que são codificadas pelo 
operon. 
 
A beta-galactosidade vai quebraras moléculas de 
lactose presentes até esgotar a lactose, e quando 
não tiver mais lactose, ela se desliga do repressor 
e ele fica livre para se combinar no promotor e 
voltar a bloquear a expressão desse operon. 
Assim, vemos como o operon é sensível à 
presença ou ausência da lactose que é o substrato 
para os 3 genes estruturais. 
 
Porém, as bactérias preferem glicose como fonte 
de energia, pois é uma fonte mais facilmente 
metabolizável, então, elas possuem uma segunda 
maneira de regular esse operon. 
Na presença de lactose e glicose, a allolacotose se 
combina com o repressor, o repressor muda de 
conformação e não consegue mais se ligar ao 
operador e a RNA polimerase fica livre para 
transcrever, e ela produz uma quantidade pequena 
de mRNA que é chamado de transcrição basal. 
Mas quando a bactéria não tiver mais glicose para 
utilizar, ela precisa passar do nível basal de 
expressão de mRNA para um nível mais alto. 
 
Como a bactéria funciona na presença ou 
ausência de glicose? Quando existe glicose na 
célula bacteriana, há uma grande quantidade de 
ATP e quando os níveis de glicose nas bactérias 
estão baixos o ATP é convertido em AMP cíclico, 
ou seja, o AMP cíclico atua como um sensor dos 
níveis de glicose na bactéria. 
Quando há pouca glicose na célula bacteriana, os 
níveis de AMP cíclico sobem e esse AMP cíclico 
se combina a uma proteína chamada CAP 
(proteína ativadora de catabólico) que é uma 
proteína estimulante da ligação da RNA polimerase 
ao promotor, ou seja, ela faz com que a RNA 
polimerase se ligue mais fortemente à região 
promotora e então, ela transcreve de uma forma 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
mais ativa esses genes e produz mais enzimas 
para a metabolização da lactose. 
 
Então, quando não há glicose, mas há lactose, a 
allolactose se combina ao repressor e a regulação 
do operon fica bloqueada e ao mesmo tempo o 
AMP cíclico se liga à proteína CAP estimulando a 
expressão desse operon e levando a um nível de 
expressão mais ativado. 
 
Resumindo: o operon lac está sob um controle 
duplo: 
negativo → pela ação da proteína repressora – 
permite à bactéria regular a expressão dos genes 
de acordo com a presença ou ausência de lactose. 
positivo → pela ação do complexo cAMP:CAP – 
permite à bactéria ativar a expressão do operon 
para a metabolização de outros dissacarídeos 
quando os níveis de glicose estão baixos na 
bactéria. 
Então, a principal unidade de regulação da 
expressão gênica nos procariotos é o operon. 
ORGANIZAÇÃO DO GENOMA 
DE EUCARIOTOS 
CARACTERÍSTICAS DO GENOMA 
1. Empacotamento em cromossomos 
O genoma humano é organizado em 23 pares de 
cromossomos. Cada cromossomo é uma molécula 
de DNA altamente compactada, se fosse possível 
esticar essas moléculas de DNA, uma ao lado da 
outra, esse DNA apresentaria um comprimento 
total de quase 2 metros, portanto, se faz necessário 
uma compactação organizada que permita o 
processo de replicação. 
A estrutura cromossômica é reversível, então, ela 
precisa ser desempacotada para que o DNA seja 
acessível aos processos de replicação e 
transcrição. O DNA menos compactado é chamado 
de cromatina. 
Se há dois metros de comprimento de DNA, e ele 
precisa caber dentro do núcleo, terá vários graus 
diferentes de compactação. 
Nucleossomo: primeira etapa de empacotamento; 
consiste no enrolamento da molécula de DNA ao 
redor de um núcleo formado por histonas, que são 
proteínas com características básicas e por isso 
possui afinidade pelo ácido desoxirribonucleico. O 
DNA enrolado ao redor do núcleo de histona com 
caudas N-terminais de histonas é chamado 
nucleossoma. As caudas N-terminais se projetam 
do nucleossomo e alterações químicas nessas 
caudas podem aumentar ou diminuir a afinidade do 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
DNA pelas histonas. Resumindo: a dupla hélice é 
enrolada nas histonas formando nucleossomo. 
Solenóide: segunda etapa de empacotamento; a 
fita com os nucleossomos é enrolada várias vezes 
ao redor de si mesma; o solenóide é compactado 
em forma de alças que se prendem a um 
arcabouço do cromossomo por proteínas ácidas, e 
esse arcabouço também vai se dobrar muitas 
vezes até formar o cromossomo em estágio mais 
condensado que é um momento da divisão celular. 
Em momentos em que a célula não está dividindo 
essa estrutura fica mais frouxa e não se consegue 
ver os cromossomos individualizados no núcleo 
celular. 
2. Genoma extranuclear 
Há moléculas que se encontram nas mitocôndrias, 
ou seja, fora do núcleo. O genoma mitocondrial 
possui várias moléculas de DNA, as mitocôndrias 
se autoduplicam e segregam ao acaso, além de ter 
herança materna. Em algum momento da 
fecundação, o espermatozoide vai inserir apenas 
seu núcleo dentro do óvulo, sendo que as 
mitocôndrias ficam na causa do espermatozoide. 
O DNA mitocondrial é uma molécula de DNA 
circular, cuja estrutura é parecida com o DNA dos 
procariotos. 
- Genoma nuclear x genoma mitocondrial 
O genoma nuclear, embora seja milhões de vezes 
maior que o genoma mitocondrial, aparece em 23 
a 24 cromossomos diferentes e 25 mil genes; já no 
genoma mitocondrial, tem 37 genes e é organizado 
em um único cromossomo circular. 
3. Genes interrompidos 
Os genes eucarióticos são compostos por éxons e 
íntrons. 
Éxons: sequencias codificantes de aminoácidos. 
Íntrons: sequencias intervenientes que existem 
entre os éxons e que não codificam aminoácidos, 
sendo removidos nos momentos do splicing. 
Quanto mais complexo for o organismo eucariótico 
maiores vão ser seus íntrons, os humanos têm 
íntrons que são em geral maiores que os éxons. 
É importante não confundir íntron com sequência 
não codificantes. Os íntrons são aquelas 
sequências que não codificam aminoácidos que 
estão dentro dos genes, já as sequências de DNA 
que não codificam aminoácidos e ficam entre os 
genes são chamadas de DNA intergênico. 
4. Regiões não-codificantes 
Composição do genoma humano 
 
O conteúdo de DNA do genoma haplóide é 
relacionado com a complexidade morfológica em 
procariotos, mas varia amplamente entre 
eucariotos → número de genes e quantidade de 
sequências não-codificantes. 
 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
5. Sequências repetitivas 
Dentro das sequências de DNA não-codificante se 
descobriu a existência de muitas sequências de 
DNA que se repetem. 
 
Famílias gênicas: são os genes que temos mais 
de uma cópia no nosso genoma. Exemplo: genes 
que codificam as cadeias polipeptídicas que 
formam a molécula de hemoglobina, uma família 
codifica a cadeia alfa e outra a cadeia beta. 
A maior parte do nosso DNA repetitivo é constituído 
de sequências não-codificadoras e essas 
sequências podem estar uma ao lado (em tandem) 
da outra ou dispersas. 
Sequências repetidas em tandem: 
 
 
São divididas em três classes: 
 
Esses três tipos de sequências possuem um lugar 
preferencial nos cromossomos. Os satélites são 
encontrados próximos aos centrômeros, os 
minissatélites próximos às regiões dos telômeros e 
os microssatélites são amplamente dispersos nos 
cromossomos. 
Uma característica das sequências repetitivas 
muito importante é que o número de vezes que a 
unidade se repete é altamente variável entre os 
indivíduos, em um cromossomo pode ter 3 
repetições e no cromossomo homólogo pode ter 4, 
por exemplo. Existem centenas de locos de 
microssatélites dispersos nos cromossomos 
humanos e podem ser utilizados para identificação 
individual (paternidade e criminalístico). 
Sequências repetitivas dispersas: 
SINEs: elementos dispersoscurtos, os elementos 
Alu são um exemplo, são sequencias de cerca de 
300 pares de bases que se repetem mais de um 
milhão de vezes e correspondem a 7% do genoma. 
LINEs: são elementos longos e o principal exemplo 
é a família L1 que se repetem 6 milhões de vezes 
e possuem 100.000 cópias. 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
A origem dessas sequências são as regiões 
chamadas transposons também conhecidos por 
genes egoístas/saltadores pois conseguem se 
duplicar e saltar de um genoma para outro 
(eucariotos e procariotos). 
 
 
VARIABILIDADE DO GENOMA 
DE EUCARIOTOS 
A sequência do DNA pode variar entre os 
indivíduos de uma população. Se um gene ou 
sequência do genoma tem duas ou mais formas 
alternativas que ocorrem com frequência superior a 
1% da população, dizemos que este gene é 
polimórfico. 
PRINCIPAIS TIPOS DE POLIMORFISMOS 
1. Bi-alélicos: possui 2 alelos: o SNPs e o 
INDELs. 
➔ SNPs (single nucleotide plymorphisms) 
• São variações em uma única base na sequência 
de DNA; 
• Ocorrem, em média, a cada 300 nt do genoma 
humano; 
• Já foram identificados cerca de 11 milhões de 
SNPs no genoma humano; 
• Estima-se que existam cerca de 165 mil SNPs 
nos 20 a 25 mil genes humanos; 
• Se estiverem localizados dentro da sequência 
codificante de um gene, podem afetar a 
sequência de aminoácidos da proteína que o 
gene codifica; 
 
• Quando a troca de nucleotídeos ocorre em 
uma região promotora de um gene ou em uma 
região regulatória que não vai levar alteração 
na sequência aminoácidos da proteína os 
SNPs podem afetar a quantidade de proteína 
que é produdiza; 
• Se os SNPs não se localizarem dentro de um 
gene ou mesmo estando dentro, mas não 
levarem à troca de um aminoácido por outro, 
podem não ter efeito algum. 
 
➔ InDels (Inserções e Deleções) 
 
 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
2. Sequências repetitivas em tandem 
 
3. CNVs (Variações no Número de Cópias) 
• Se observou no genoma humano que podemos 
ter sequências muito grandes de centenas até 
milhões de pares de bases que podem ser 
semelhantes aos InDels deletadas ou inseridas 
no nosso genoma; 
• A diferença básica de classificação entre InDels 
e CNVs é o tamanho. 
 
• Essas variações foram observadas em grande 
parte do nosso genoma, as vezes tem 
importância fenotípica ou clínica e as vezes não. 
 Não esqueça: 
• A sequência de DNA varia entre os indivíduos; 
• Variantes comuns são chamadas de 
polimorfismos; 
• Podem envolver um, alguns, centenas ou até 
milhões de nucleotídeos; 
• Dependendo de sua localização no genoma 
podem afetar características ou não; 
• Podem ser usados para identificação de 
criminosos, pessoas desaparecidas, 
investigação de paternidade e muitas outras 
aplicações. 
 
CONTROLE DA EXPRESSÃO 
GÊNICA EM EUCARIOTOS 
Todas as células de um indivíduo possuem o 
mesmo genoma, por exemplo, na espécie humana 
este genoma corresponde a 23 pares de 
cromossomos. Por isso, células com o mesmo 
genoma possuem características diferentes e 
formam órgãos diferentes, como por exemplo, o 
rim, o fígado e o intestino. As diferenças entre os 
vários tipos celulares dependem dos produtos 
funcionais resultantes de genes particulares que a 
célula expressa e da sua interação com o 
ambiente. 
Na célula uma série de fatores influenciam quais 
genes serão transcritos e em que quantidade, isto 
é feito por meio da regulação da expressão gênica. 
Expressão gênica é a tradução das informações 
que estão codificadas no gene em um produto 
funcional, como proteínas. A expressão gênica 
pode ser influenciada por fatores ambientais, 
gerando o fenótipo do organismo e pode ser 
regulada por meio de várias etapas, sendo elas: 
1. Epigenética; 
2. Etapa transcricional; 
3. Etapa de processamento do RNA mensageiro; 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
4. Etapa relacionada à regulação da estabilidade 
do RNA mensageiro; 
5. Etapa relacionada ao nível traducional; 
6. Etapa de modificação pós-traducional. 
EPIGENÉTICA 
Nessa etapa ocorrem modificações no DNA, como 
metilação e acetilação, que interferem na sua 
compactação. A metilação consiste em adição de 
grupos metil a bases nitrogenadas do DNA e a 
acetilação consiste na adição de grupos acetil nas 
histonas. A acetilação de histonas e a metilação de 
bases nitrogenadas do DNA influenciam sobre 
quais sequências estão disponíveis ou não para a 
transcrição, ou seja, para o processo de produção 
de proteínas. 
 
Precisamos ressaltar as diferenças entre 
heterocromatina e eucromatina para entendermos 
melhor a acetilação e a metilação, já que a 
acetilação e metilação afetam diretamente 
esses tipos de organização do DNA. 
 
O cromossomo é formado pela cromatina que é 
composta de uma molécula de DNA enrolada em 
proteínas → histonas. Oito histonas se associam 
formando octâmeros. O DNA se enrola duas vezes 
ao redor desses octâmeros, sendo fixado a eles 
pela histona 1, formando os nucleossomos. A 
organização do DNA em nucleossomos é que 
permite a sua alta compactação. 
 
Os domínios do cromossomo que possuem 
cromatina altamente condensada são chamados de 
heterocromatina e os domínios que possuem 
cromatina pouco condensada são chamados de 
eucromatina. 
A heterocromatina é formada, em sua maioria, por 
sequências repetitivas de DNA que não participam 
da produção de proteínas ou RNA funcional. 
Possui nucleossomos menos espaçados que não 
permitem o acesso das moléculas que participam 
do processo de transcrição, como por exemplo, a 
RNA polímerase. 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
A eucromatina é composta por sequências de 
nucleotídeos que participam da produção de 
proteínas ou RNA funcional. Possui nucleossomos 
mais espaçados que permitem o acesso das 
moléculas que participam do processo de 
transcrição. 
Na acetilação, as enzimas acetiltransferase 
adicionam grupos acetil às proteínas histonas o 
que desestabiliza a estrutura do nucleossomo. 
→ 
 
Essa desestabilização permite que o DNA se 
separe das histonas e que as moleculas que 
participam do processo de transcrição tenham 
acesso ao DNA. 
A restauração da ligação do DNA às histonas 
ocorre quando a enzima desacetilase remove os 
grupos acetil das histonas. 
Outro fator que interfere na estrutura da cromatina 
é a metilação do DNA. A metilação consiste na 
adição de grupos metil a bases nitrogenadas do 
DNA. A metilação acontece nas bases citosina, 
sendo que o DNA fortemente metilado está ligado 
à repressão da transcrição. A metilação da citosina 
é mais comum quando esta base está adjacente à 
guanina no mesmo filamento. Regioes do DNA 
com muitas bases citosina e guanina no mesmo 
filamento são chamadas de ilhas de CpG, que são 
geralmente encontradas perto dos sítios de ínicio 
de transcrição. As ilhas de CpG encontram-se 
metiladas quando os genes não estão sendo 
transcritos. Quando os genes estão sendo 
transcritos, as ilhas de CpG tem os grupos metil 
removidos antes do início da transcrição. 
ETAPA TRANSICIONAL 
Nesta etapa, a regulação gênica atua de forma a 
limitar ou acentuar a produção de proteínas, o que 
pode ser feito por meio de vários mecanismos que 
envolvem diversos elementos regulatórios. Para 
explicar melhor estes mecanismos que podem 
influenciar na produção de proteínas, utilizaremos 
como exemplo a produção de melanina nos seres 
humanos. 
A cor da pele é resultado da influência de vários 
fatores, dentreeles a produção de melanina por 
células chamadas melanócitos. Os melanócitos são 
células especializadas localizadas na epiderme e 
que tem a função de produzir grânulos de 
melanina, os quais são transferidos aos 
queratinócitos. Os grânulos de melanina se 
localizam em posição supranuclear, protegendo o 
DNA destas células dos efeitos nocivos do sol. 
Quando nos expomos ao sol por um certo tempo, 
nossa pele começa a se bronzear. Este 
bronzeamento inicial é causado pelo escurecimento 
da melanina pré-existente nas células da epiderme 
 Natália Finatto – Biomedicina 2021 
e, também pelo aumento da velocidade de 
transferência dos grânulos de melanina para estas 
células. Se esta exposição ao sol continuar, a 
produção de melanina aumenta, é neste ponto que 
age a regulação gênica na etapa transcricional, que 
aumentará a síntese de RNA mensageiro que dará 
origem aos grânulos de melanina, a produção de 
mRNA é acelerada pela atuação de proteínas 
ativadoras. Estas proteínas não participam da 
síntese de RNA, mas se ligam a região promotora 
para atrair e posicionar corretamente a RNA 
polimerase II para o início da transcrição. 
As proteínas ativadoras possuem um ou mais 
domínios funcionais que modulam a transcrição. O 
domínio é uma região da proteína reguladora que 
interage com outras proteínas com o DNA e com 
outras moléculas do meio. Estes domínios podem 
ser: 
1. Um domínio que reconhece uma sequência 
reguladora no DNA; 
2. Um domínio que interage com uma ou mais 
proteínas do aparelho de transcrição; 
3. Um domínio que interage com proteínas 
ligadas a sequências reguladoras vizinhas do 
DNA de tal modo que estas proteínas atuem 
cooperativamente na regulação da transcrição; 
4. Um domínio que influencia na condensação da 
cromatina, seja de forma direta ou indireta; 
5. Um domínio que atua como sensor das 
condições fisiológicas dentro da célula. 
No entanto, se essa exposição ao sol diminui ou 
cessa, a produção acelerada dos grãos de 
melanina não continua no mesmo ritmo. Para que 
isso ocorra, atuam as proteínas repressoras que 
irão reprimir a transcrição. Isso ocorre porque as 
proteínas repressoras se ligam ao promotor, 
impedindo a ligação do aparelho de transcrição. 
Outro mecanismo seria a sua ligação ao aparelho 
de transcrição, o que impede ou dificulta o 
processo transcricional. 
 
CONTROLE PÓS-
TRANSCRICIONAL DA 
EXPRESSÃO GÊNICA EM 
EUCARIOTOS 
 
MUTAÇÃO E REPARO