Replicação, Transcrição e tradução

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Esther Andrade – Turma 85 
Sistemas Orgânicos Integrados 1 - Embriologia 
Replicação, Transcrição e 
Tradução 
 
 
 
Modelos de replicação 
 Dispersivo – fragmentos do DNA antigo com fragmentos do 
DNA novo 
 Conservativo – conserva a molécula por inteira e forma 
outra 
 Semi conservativo – conserva uma fita molde e a utiliza 
para formar a nova. (Mais aceita) 
 
Experimento para comprovação (Mesensol-Stahl): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Replicação 
 
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Etapas da replicação do DNA 
 Processo pelo qual o DNA é capaz de se autorreplicar, ou seja, produzir 
novas fitas utilizando uma fita molde. 
 Esse processo ocorre durante a fase S da interfase (período em que a célula 
está se preparando para a divisão) 
 O processo de replicação é considerado semiconservativo, pois as células 
filhas apresentam uma molécula oriunda da célula de origem e outra como 
resultante da duplicação 
 Esse processo gera moléculas de DNA como produtos do processo de 
biossíntese. Esses ambientes de replicação com seus produtos são chamados de 
replicons. 
 Como a dupla fita de DNA possui ligações do tipo pontes de hidrogênio entre 
as bases, estas ligações são rompidas por enzimas chamadas helicases (DNA-
helicases) que iniciam este processo em diferentes regiões do DNA gerando as 
chamadas bolhas ou forquilhas de replicação, abrindo assim toda a dupla fita 
de DNA. 
 O processo de duplicação continua com a ação da primase, enzima responsável 
pela síntese do primer (iniciador), uma molécula sinalizadora para outra 
enzima, a DNA polimerase, enzima responsável pelo reconhecimento, pareamento 
e verificação dos nucleotídeos que serão inseridos na nova cadeia de DNA que 
está sendo biossintetizada. 
 O processo de replicação do DNA acontece utilizando as duas fitas parentais 
como molde. Entretanto, a DNA polimerase só polimeriza fragmentos de DNA no 
sentido 5’- 3’ (posição dos carbonos terminais na molécula do DNA). A dupla 
fita de DNA apresenta uma molécula no sentido 3’-5’ (chamada de molde da 
fita líder) e outra no sentido 5’- 3’ (chamada de molde da fita retardada). 
O sentido da dupla fita sempre será antiparalelo, ou seja, uma está num 
sentido e outro no outro, obrigatoriamente. Durante o processo de 
duplicação, cada uma das novas fitas obedece o princípio do antiparalelismo, 
portando no molde da fita líder, a biossíntese da fita complementar será 
contínua; já a fita retardada será em fragmentos, denominados fragmentos de 
Okasaki, que são gerados através do reconhecimento da DNA polimerase à 
vários primers sintetizados na fita molde, e a enzima promove a síntese no 
sentido inverso, gerando fragmentos que serão unidos enzimaticamente. 
OBS.: Fragmentos de Okazaki: É um relativamente pequeno fragmento de DNA 
criado na cadeia retardada durante a replicação do DNA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico
 
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 Resumindo: 
 Iniciação (controle da replicação) 
1. Reconhecimento das origens de replicação por um complexo protéico 
(normalmente são regiões ricas em A e T, pois são mais fáceis de 
quebrar as ligações de H) 
2. Abertura localizada da dupla cadeia de DNA helicase 
3. Síntese do primer 
 Elongação 
1. Síntese contínua na cadeia líder 5’3’ 
2. Síntese descontínua na cadeia retardada 3’5’ 
 Terminação 
1. Reconhecimento de sequências sobre as quais se fixam proteínas, 
bloqueando o movimento de progressão da forquilha de replicação 
 
 Enzimas envolvidas: 
 Helicase – desenrolam a dupla fita 
 Primase – inicia a replicação 
 Polimerases (α, β, γ:mitocondria, ε) – continua a síntese do DNA após 
a primase 
 Topoisomerase (girase) – desfaz a tensão feita pela helicase depois ou 
antes da parte do DNA aberta por ela. 
 Ligase – ligam os fragmentos de Okazaki 
 Proteinas ligadoras de fita simples (SSB) – desestabilizadoras de 
hélices, evitam formação de grampos na fita simples. Mantém abertura 
 Exonucleases – remove todos os primers de RNA 
 
 Mutações: 
 Substituição – não perde o total sentido 
 Deleção *alteram todo o quadro de leitura 
 Inserção *mutação Frameshift 
 
 
 
 
 
 
 O RNA 
 Molécula de fita simples, formada por nucleotídeos com bases A, U, C, 
G. 
 Sintetizado a partir de uma fita molde de DNA por uma enzima 
denominada RNA polimerase: transcrição (processo de biossíntese de 
RNA) 
 Tipos de RNA: RNA heterogêneo nuclear, RNA mensageiro, RNA 
ribossômico, RNA transportador, RNA ribossômico e outros. 
 
Transcrição 
 
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 O PROCESSO 
- Na região não-codificante que precede o gene, está a chamada região 
promotora, sítio promotor ou promotor. Esta região possui sequências de 
nucleotídeos específicas (chamadas de box, as mais comuns são TATA, CAAT e 
GC) que servem como sinalizadoras do local onde a RNA polimerase II (enzima 
responsável pela síntese do RNA mensageiro) deve começar a ler o gene e 
assim biossintetizar o RNA mensageiro (RNAm). É o RNA mensageiro o 
responsável pelo carreamento das informações contidas no gene em direção ao 
citoplasma, onde ocorrerá a síntese de polipeptídeos (síntese de proteínas). 
 
 RNA heterogêneo (pré-RNA mensageiro): 
- Encontrado apenas em eucariotos, representa a transcrição “literal” das 
bases do DNA molde, constituído de sequências denominadas íntrons e éxons. 
- Os íntrons são removidos ainda no núcleo, por um complexo molecular 
denominado spliceossomo. Eles possuem sequências em suas extremidades que 
são reconhecidas, chamadas sequências de consenso. Este processo de edição 
do RNA (retirada dos íntrons) é chamada de splicing. 
 Os éxons correspondem as regiões que serão traduzidas 
 Não se sabe ainda a função exata dos íntrons. Acredita-se que eles possam 
permitir um rearranjo dos éxons, agindo como espaçadores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 RNA mensageiro: 
- Carreia as informações contidas nos genes estruturais em direção ao 
complexo traducional (onde ocorrerá a síntese de polipeptídeos) 
- É formado a partir do RNA heterogêneo. Sofrem capping: adição de um 
nucleotídeo G modificado (Guanina metilada) chamado de cap à extremidade 
5’. Este fenômeno ocorre no núcleo. Propicia o transporte específico para o 
citoplasma e sua ligação aos ribossomos, além de proteger contra a ação de 
nucleases celulares. Sofrem poliadenilação: adição de ~200 nucleotídeos de 
adenina à extremidade 3’, constituindo a sequência poli-A ou cauda poli-A. 
Propicia a estabilização da molécula e proteção contra nucleases celulares. 
 
 
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 RNA transportador: 
- Reconhece e liga-se a aminoácidos por uma de suas extremidades e liga-se 
ao ribossomo por outra extremidade. 
 
 RNA ribossômico 
- Estruturam o ribossomo. 
- Auxilia no reconhecimento e pareamento do RNAm e RNAt. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Codificação e transmissão da informação contida no RNAm para um 
polipeptídio. 
 A tradução representa o processo pelo qual sequências de nucleotídeos 
presentes no RNAm (códon) orientam a sequência de aminoácidos incorporados 
por uma proteína 
 Processo que ocorre no citoplasma da célula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tradução 
 
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 Ação combinada das 3 classes de RNA: 
- RNAr – Forma o ribossomo, a maquinaria de produção de proteínas 
- RNAt – Leva os aminoácidos corretos até os ribossomos 
- RNAm – especifica a sequência correta de aminoácidos na proteína 
 
OBS.: Código genético: leitura de uma molécula de RNAm nosentido 5’ 3’ em 
grupo de 3 nucleotídeos (códons). Ele é universal(os mesmos aminoácidos são 
codificados pelos mesmos códons em quase todos os seres vivos) e degenerado( 
algumas trincas representam aminoácidos específicos, outras codificam o 
mesmo aminoácido) 
IPC – AUG: códon de início 
 - UAA 
 - UAG códon de fim 
 - UGA 
 
OBS.: O RNA transportador: 
- Cada RNAt tem 2 sítios importantes: anticódon e 
sítio de ligação com aminoácido 
- Cada aminoácido é trazido ao ribossomo por uma 
molécula específica de RNAt que se pareia a um códon 
do RNAm 
- Pareamento códon-anticódon 
 
 OBS.: Formação do ribossomo a partir do RNAr 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Etapas da tradução: 
1. Iniciação 
- O RNAm carreia a informação codificada do DNA em direção aos 
ribossomos, geralmente situados na parede do retículo 
endoplasmático. O RNAm apresenta uma sequência curta de bases 
logo no início da molécula, denominadas sequencias-líder. Estas 
sequências permitem que se formem uma associação entre a 
subunidade menor do ribossomo e o RNAm por ligações do tipo 
pontes de hidrogênio. 
- O primeiro códon presente no RNAm associado a um aminoácido é 
o AUG (códon de iniciação), que é pareável com anticódon do RNAt 
que transporta a metionina (em eucariotos). 
- A subunidade menor se associa à extremidade 5’ do RNAm 
(reconhecimento do 5’cap(GTP metilado)) e o “escaneia” até achar 
o primeiro AUG e então a subunidade maior se associa. 
- O conjunto formado pelo mRNA ligado a subunidade menor do 
ribossomo e o tRNA transportando a metionina e os chamados 
fatores protéicos de iniciação (auxiliam na fixação destes 
elementos) é denominado complexo de iniciação. 
- Esta associação entre o RNAm, a subunidade menor ribossomal e 
a metionina induz a chegada da subunidade maior do ribossomo, 
pareando-se ao complexo por uma porção do ribossomo chamado 
sítio P (peptidil). 
 
 
 
 
 
 
 
2. Alongamento 
- Alongamento: ao lado do sítio P, temos uma região denominada 
sítio A (de aminoacil). Os RNAt’s contendo aminoácidos ativados 
por ATP ficam nas proximidades do complexo de iniciação. No 
sítio P temos o RNAt carreando a metionina(inicialmente). No 
sitio A, irá se parear um novo RNAt (por seu anticódon) 
carreando o aminoácido correspondente ao códon (RNAm) exposto 
nesta região. A associação entre o códon e anticódon se dá por 
ligações do tipo pontes de hidrogênio. 
Conjunto antes 
de haver a 
subunidade maior 
do ribossomo 
 
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- Em seguida, é estabelecida uma ligação peptídica entre os 
aminoácidos (a metionina e o aminoácido presente no sítio A) com 
auxílio de uma enzima chamada ribozima. Depois de estabelecida a 
ligação peptídica, o RNAt livre (sem o aminoácido) é liberado, e 
o RNAt com a ligação peptídica estabelecida é posicionado no 
sítio P, expondo desta forma o sítio A a um novo códon, sendo 
assim, possibilitando a chegada de um novo RNAt carreando 
aminoácido ativado correspondente ao novo códon exposto. Este 
processo é contínuo, geando assim uma cadeia polipeptídica. 
 
- Durante o processo, para haver um prosseguimento do ribossomo 
no RNAm, há no ribossomo maior o GTP ligado ao fator de 
elongação EF-G. O GTP é hidrolisado formando GDP + Pi , fazendo 
com que o RNAt ande do sítio A  P  E e, então, saia do 
complexo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Terminação 
- O processo é interrompido quando um dos códons chamados de 
finalizadores (stop codon: UAG, UAA ou UGA) é encontrado. 
- A presença destes códons induz a chegada dos chamados fatores 
de liberação (eRF), que auxiliam no desligamento da cadeia 
polipeptídica do complexo, com posterior dissociação das 
subunidades ribossomais. 
- Durante o processo de leitura do RNA mensageiro, diversos 
ribossomos promovem este evento, ficando espaçados um dos outros 
em torno de 70-90 nucleotídeos. Esta estrutura é chamada de 
polissomos ou poliribossomos. 
 
 
 
 
 
Sítios de ligação 
Formação da cadeia 
polipeptídica no ribossomo 
 
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- Assim, após a liberação, a cadeia polipeptídica formada pode 
ser processada antes de atingir sua estrutura e atividade 
funcional, podendo ser clivada, ter adição de outros 
polipeptídios e carboidratos, entre outros. Este processamento é 
chamado de processamento pós-traducional. 
Polirribossomos