3 Genética- Fluxo da informação genética

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Andressa Moura Hoppen- Medicina UFSM- ATM 2025/02 
Genética – Fluxo da Informação Genética
O fluxo de informações genéticas possui três processos 
principais: 
 
 Replicação: informação de uma fita de DNA é 
transferida para outra fita por meio de 
pareamento de nucleotídeos complementares; 
 Transcrição: Informação presente no DNA é 
transcrita para um RNA; 
 Tradução: Passagem da informação do RNA 
para uma sequência de aminoácidos (proteína). 
 
Atualmente, também é conhecido: 
 
 Existência de mecanismos de reparo durante a 
replicação; 
 Existência de dois mecanismos de controle na 
expressão do DNA, por meio da metilação e 
modificação de histonas; 
 Existência de microRNA que modulam o 
processo de tradução, ou seja, é um mecanismo 
de controle da expressão do gene. Pode impedir 
ou não a tradução (e por consequência, a 
expressão de um gene); 
 Existência de modificações pós-tradução para 
melhor funcionamento na célula, são muito 
variadas. 
Algumas informações importantes: ______________ 
 Há uma uniformidade nesses processos para 
todos os seres vivos (todos realizam esses 
mecanismos para fluxo de informação); 
 Não é o único caminho para o fluxo de 
informação genética (ex: RNA pode ser usado 
como molde para criar uma fita de DNA 
transcrição reversa, usado por células 
contaminadas por retrovírus em ciclo de 
reprodução); 
 
 
 
 
 
 HIV 
 
 
 
 
O ciclo do vírus é complexo e evolve várias proteínas: 
 Todo DNA produzido por transcrição reversa 
será diferenciado pela letra C inicialmente 
(cDNA); 
 Será produzido no citoplasma da célula e 
colocado como segmento (dupla hélice) na 
sequência de DNA já existente dentro do 
núcleo, passando assim a ser chamado de pró-
vírus; 
 Quando o pró-vírus começa a ser transcrito, a 
célula passa a mudar seu funcionamento, 
produzindo mRNA e RNA genômica; 
 Dessa maneira, a célula passará a produzir 
proteínas estranhas, fazendo que o corpo 
produza anticorpos contra o vírus agora ativo 
no indivíduo. 
 
O ciclo completo do vírus, possui as seguintes fases: 
 
Fase 1: Ligação 
O HIV inicia seu ciclo de vida quando se liga ao 
receptor CD4 e a um dois co-receptores na superfície do 
Linfócito T CD4+. O vírus então se funde com a célula 
hospedeira. Após a fusão, o vírus libera seu material 
genético, RNA, no interior da célula hospedeira. 
 
CICLO DO HIV 
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Fase 2: Transcrição Reversa 
O material genético do HIV é encontrado em dois 
filamentos idênticos de RNA (ácido ribonucleico), ao 
passo que o material genético das células humanas é 
encontrado no DNA (ácido desoxirribonucleico). Para 
que o vírus se integre à célula hospedeira, seu material 
genético deve ser transformado através de um processo 
denominado transcrição reversa. Uma enzima viral 
denominada transcriptase reversa cria uma cópia de 
DNA viral a partir do RNA viral. Uma vez duplicado o 
filamento de DNA, o pró-vírus de DNA de filamento 
duplo está pronto para ser integrado. Após o processo 
de ligação, o capsídeo viral (que contém filamentos de 
RNA e enzimas essenciais) é incorporado à célula 
hospedeira. Uma vez removido o revestimento de 
proteína, uma enzima viral, denominada transcriptase 
reversa, cria uma cópia de DNA do RNA viral. Esse 
novo DNA é denominado pró-vírus. 
 
Fase 3: Integração 
O pró-vírus migra para o núcleo da célula hospedeira, 
onde o seu DNA é armazenado. A seguir, outra enzima 
viral, denominada integrase, integra o DNA pró-viral ao 
DNA da célula. Os genes virais integrados permanecem 
inativos ou orientam a célula hospedeira a produzir mais 
HIV. 
 
Fase 4: Transcrição 
Uma vez no interior do núcleo da célula, o material 
genético do HIV orienta o mecanismo genético da 
célula a produzir novo HIV. Quando chega o momento 
de executar as instruções virais, os filamentos de DNA 
viral no núcleo separam-se e enzimas especiais criam 
um filamento complementar do material genético 
denominado RNA mensageiro ou RNAm (o código que 
corresponde às proteínas virais). O filamento de RNAm 
completo contém o código necessário para criar novas 
proteínas virais. Os filamentos de DNA integrados se 
separam. 
 
Fase 5: Tradução 
O RNAm que contém as instruções virais e à medida 
que cada filamento de RNAm é processado, as cadeias 
de proteína correspondentes vão sendo formadas. Esse 
processo continua até que o filamento de RNAm tenha 
sido transformado ou "traduzido" em novas proteínas 
virais necessárias para criar mais vírus. 
 
Fase 6: Montagem Viral 
A montagem viral é a fase final da replicação do HIV. 
As novas proteínas virais são divididas por uma enzima 
viral denominada protease, para que possam ser 
agrupadas em partículas virais. Essas proteínas 
desempenham várias funções; algumas se tornam 
elementos estruturais do novo HIV, ao passo que outras 
se tornam enzimas, tais como a transcriptase reversa. 
Uma vez sintetizadas as novas partículas virais dão 
origem a um novo vírus a partir da célula hospedeira. 
Após a maturação das partículas virais, este novo HIV 
totalmente maduro está pronto para infectar outras 
células hospedeiras e repetir o processo de replicação. 
 
 
 
Proteínas: cadeia polipeptídicas, com cadeia primária de 
sequência de aminoácidos. 
 Extremidade inicial da proteína: extremidade 
amino; 
 Extremidade final da proteína: extremidade 
carboxila. 
Os genes que codificam proteínas irão indicar a posição 
de cada aminoácido da cadeia polipeptídica. 
 
A partir da estrutura primária, os aminoácidos podem 
sofrer dobramentos espontâneos, da seguinte maneira: 
1. Forma secundária: formato de hélice ou folha; 
2. Forma terciária: várias possibilidades (forma 
final de uma cadeia de aminoácidos); 
3. Forma quaternária: mais de uma cadeia 
polipeptídica interagindo (ex: hemoglobina) 
 
A quantidade de estruturas proteicas não se relaciona 
com a quantidade de aglomerações de cadeias 
polipeptídicas, pois há cadeias únicas muito mais 
complexas do que a hemoglobina, como o exemplo, a 
proteína de Condutância Transmembrana da Fibrose 
Cística (deleção na posição do aminoácido na posição 
508 na estrutura primária, δ-f-508) 
 
Forma final da proteína: _______________________ 
Garante a funcionalidade da proteína, e um dobramento 
pode acarretar em sérios problemas. Algumas dessas 
complicações ocorre devido ao acumulo de mutações ao 
OUTRAS POSSIBILIDADES DO FLUXO DE INFORMAÇÃO 
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longo da vida do indivíduo, gerando distúrbios e 
doenças. 
 
 
 
Pode haver através de dobramentos de proteínas, 
resultando em moléculas funcionais como é caso das 
proteínas infecciosas príons 
 Príons são estruturas proteicas associadas a 
doenças neurodegenerativa; 
 Foi comum em bovinos adultos que 
apresentavam processos infecciosos graves no 
cérebro- “mal da vaca louca”; 
 
 
 
 Mesmo quando ingeridos, os príons 
sobrevivem a altas temperaturas de cozimento e 
ao processo digestivo; 
 Os príons atravessam a barreira encefálica, 
modificando as proteínas celulares as quais 
entram em contato e as transformam em mais 
príons (pelo dobramento modificado de 
proteínas); 
 Essa lize celular causada, leva a formação de 
poros com pontos de infecção semelhantes a 
esponjas; 
 Esse problema se deu devido a alimentação dos 
bovinos estarem contaminadas com proteína 
ovina contaminada por esses príons; 
 
 
 
Algumas proteínas só são capazes de conformar sua 
estrutura terciária com a intervenção de outras que 
ficam responsáveis por dobrarem. Essas proteínas que 
conformam a verdadeira estrutura funcional através de 
dobramentos não espontâneos são denominadas 
CHAPERONAS (proteínas dobradoras de outras 
proteínas). Essas chaperonas: 
 Estabelecem ligações temporárias com a cadeia 
polipeptídica nascente; 
 Esconde regiões que poderiam interagir de 
modo a prevenir algum dobramento ou 
agregação que comprometeriam a forma 
funcional final; 
 Apenasproteínas mais complexas interagem 
com chaperonas, pois não possuem dobramento 
funcional espontâneo; 
 A síntese com chaperonas ocorrem nos 
ribossomos dos retículos endoplasmáticos 
(translocação para o interior do reticulo, onde 
ocorrem o dobramento final e a montagem das 
estruturas quaternárias); 
 No reticulo também ocorre a degeneração das 
proteínas malformadas- sistema de verificação; 
 No interior do reticulo, as chances de ocorrer o 
dobramento por chaperonas e o encontro de 
subunidades é muito maior, por se tratar de um 
espaço mais confinado do que o citosol. 
 
 
 
Síntese de proteínas com e sem chaperonas. 
 
 
 
 
PROTEINAS INFECCIOSAS 
CHAPERONAS 
Príons: possivelmente derivados de chaperonas;