Síntese proteica: replicação, transcrição e tradução

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Resumo Genética - 3° semestre - 2021.1 04/03/2021 - 24/03/2021 
 
 
DO DNA  
  
▸ ocorre durante a fase S nos eucariontes (nos 
procariontes ocorre a todo momento). 
▸ os dois filamentos complementares da dupla 
hélice se desenrolam e se separam. Cada 
filamento guia a síntese de um novo filamento 
complementar. 
▸ a replicação é semiconservativa (conserva 
metade da molécula parental) e bidirecional. 
 
▸ precisa ocorrer de forma rápida e correta. 
▸ a sequência de bases do filamento parental é 
usado como molde. 
▸ os cromossomos eucariotos tem múltiplas 
origens de replicação, além de usarem 2 ou mais 
polimerases e muitas enzimas. 
▸ processo composto por 3 fases: iniciação, 
alongamento e terminação. 
Origem de replicação  
▸ cada origem de replicação controla o processo 
de uma unidade de DNA chamada réplicon.  
▸ nos vírus e bactérias/procariontes há apenas 
um ponto (um único réplicon). 
▸ os eucariotos possuem muitos 
réplicons/origens. Possui vias de origem com 
sequências específicas (geralmente nas ligação 
A-T) 
▸ forma-se a bolha de replicação nas ligações A-T 
e a estrutura em formato de Y que inicia a bolha é 
a forquilha de replicação . 
 
 
Desenrolamento da fita 
▸ para desenrolar os filamentos de DNA parental 
é preciso uma DNA topoisomerase e uma DNA 
helicase . 
 
▸ os filamentos desenrolados são mantidos nesse 
estado por conta de uma proteína de ligação 
chamada proteína de replicação A (RpA)  
Extensão - síntese da nova fita 
▸ a enzima DNA polimerase só funciona no 
sentido 5’ ➝ 3’ e precisa de um OH livre para ficar 
ativa. 
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▸ a síntese de filamentos ocorre em torno da 
forquilha de replicação. 
- fita líder (leading strand): é contínua, 
adicionando nucleotídeos no sentido 5’ ➝ 3’ 
- fita atrasada (laggind strand): é fracionada 
(descontínua), no sentido 3’ ➝ 5’ 
 ↳ presença de fragmentos de Okazaki (pedaços 
de DNA feitos pela polimerase usando o primer de 
RNA como base) 
 
Replissomo: estrutura no momento onde todos os   
processos estão acontecendo. 
DNA/RNA primase: produzem primers de RNA no   
terminal/início 3’OH’ para iniciar a síntese da fita 
atrasada. 
Ribonucleases: fazem a remoção dos primers de 
RNA, deixando cortes na fita. 
DNA ligase: fecham os cortes por meio de   
ligações covalentes, deixando ambas as fitas 
contínuas.(junto com a DNA polimerase) 
Proteínas/enzimas envolvidas no processo: 
 
 
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▸ transforma o código genético em mRNA que 
depois será transformado em proteína. 
▸ um filamento de DNA em um gene é usado 
como molde para sintetizar um filamento 
complementar de RNA chamado transcrito gênico . 
 
 
▸ código genético : especificação de aminoácidos 
por trinucleotídeos ➝ códons 
 
▸ mRNA são moléculas de RNA, sintetizadas a 
partir do molde de DNA e traduzidas em 
ribossomos. 
↳ nos procariotos o transcrito primário geralmente 
equivale a molécula de mRNA 
↳ nos eucariotos é preciso processar os 
transcritos primários por excisão de sequências 
específicas e modificar as terminações antes de 
traduzir. 
● transcritos primários ➝ precursores de 
mRNA ➝ pré-mRNA 
● a maioria dos genes tem sequência não 
codificadoras, os íntrons, que separam as 
sequências expressas, os éxons 
● As sequências completas desses genes 
interrompidos são transcritas em 
pré mRNA. 
● as sequências de íntrons não codificadoras 
são removidas por reações de 
recomposição (splicing). 
* Splicing : retirada dos íntrons pelos 
espliceossomos. 
 
TIPOS DE RNA: 
 
▸ é preciso que mensageiros transportem as 
informações genéticas do núcleo para o 
citoplasma. 
 
SÍNTESE DE RNA 
▸ muito semelhante com a síntese de DNA, mas 
com algumas diferenças: 
↳ os precursores são trifosfato de 
ribonucleosídeos. 
↳ só um filamento de DNA é usado como molde 
para a síntese da cadeia de RNA complementar 
de uma região. 
↳ é possivel iniciar novas cadeias de RNA sem a 
presença de um filamento iniciador preexistente 
(primer). 
▸ a molécula de RNA produzida será 
complementar e antiparalela ao filamento molde 
de DNA e quase idêntica ao filamento não molde 
de DNA (exceto por ser Uracila e não Timina). 
Filamento sense de RNA 
▸ as sequência de nucleotídeos “fazem sentido”, 
especificam sequências de aminoácidos das 
proteínas. 
▸ uma molécula de RNA complementar a uma 
mRNA é chamada de RNA antisense . 
 
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1. as RNA polimerases ligam-se nas 
sequências nucleotídicas específicas 
chamadas promotores . 
2. com a ajuda de proteínas chamadas 
fatores de transcrição , iniciam a síntese de 
moléculas de RNA nos locais de início da 
transcrição perto dos promotores. 
▸ os procariontes tem apenas uma RNA 
polimerase. 
▸ os eucariontes tem 5 tipos de RNA polimerases 
diferentes (cada uma responsável pela síntese de 
uma classe de RNA) 
▸ a sequência de RNA ocorre em um segmento 
desenrolado de DNA, na bolha de transcrição. 
 
Regiões upstream e downstream 
▸ upstream : região próxima à extremidade 5’ de 
determinado gene. 
▸ downstream : região próxima à extremidade 3’ - 
final 
 
RNA polimerase nos procariotos 
▸ cerne da enzima possui 2 polipeptídeos, um β e 
um β’. 
▸ adição do fator sigma (σ) permite a iniciação 
nos sítios promotores, formando a holoenzima. 
 
 
Transcrição em procariotos: processo dividido     
em três estágios: 
a) iniciação: seleção do local de início, sendo 
próximo aos promotores e aparecimento da bolha 
de transcrição. 
 ▸ a iniciação da cadeia ocorre em 3 etapas: 
1) formação da holoenzima RNA polimerase a 
uma região promotora no DNA. 
2) desenrolamento nos primeiros filamentos de 
DNA pela RNA polimerase. 
3) formação de ligações fosfodiéster entre os 1° s 
ribonucleotídeos na cadeia de RNA nascente. 
 ▸ depois da adição de 8/9 nucleotídeos de 
mRNA, o fator sigma se desliga e o cerne da 
enzima continuatrabalhando no alongamento. 
b) alongamento : começa com um pequeno início 
da construção da fita de RNA, alongando e 
aumentando a fita. O cerne da enzima vai 
passando e adicionando nucleotídeos. 
c) término: ocorre quando a RNA polimerase 
encontra um sinal de término, então o complexo 
de transcrição se dissocia e libera a molécula de 
RNA nascente. 
 ▸ pode ocorrer de duas formas (uma ou outra): 
 ↳ terminadores rho-independentes: sem a 
presença da proteína rho, onde as regiões 
transcritas produzem estruturas em grampo ricas 
em A e U no final da estrutura. 
 ↳ terminadores rho-dependentes : com a 
presença da proteína rho em um processo 
parecido com o independente, com formação de 
um grampo de ligações de hidrogênio. A proteína 
rho se liga a sequência rut e se move 5’➝3’, 
reconhece o sítio final de ligação, cliva as ligações 
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do filamento molde de DNA com a fita de mRNA, 
liberando o transcrito de mRNA. 
 
▸ nos procariotos, a tradução e a degradação de 
uma molécula de mRNA geralmente começam 
antes da conclusão da sua síntese (transcrição). 
▸ os 3 processos ocorrem simultaneamente na 
mesma molécula de RNA pois não possuem 
envoltório nuclear. 
 
Sequências numeradas 
▸ essa numeração é útil na hora de encontrar 
nucleotídeos específicos. 
▸ sequência de consenso : essas sequências são 
conservadas, ou seja, independente do organismo 
(com exceções), esses números são iguais. 
* as sequências que antecedem o local de 
iniciação, levam um prefixo negativo (- número) 
como por exemplo a sequência - 10. 
* as sequências que sucedem o local de iniciação, 
levam um prefixo positivo (+ número). 
 
Transcrição em eucariontes : processo mais     
complexo. 
▸ o RNA é sintetizado no núcleo e a maior parte 
do RNA que codifica proteínas tem de ser 
transportada até o citoplasma para tradução nos 
ribossomos. 
▸ muitos dos transcritos eucarióticos são 
específicos, ou seja, contém a região codificadora 
de um único gene (monogênica) 
▸ porém, mRNA eucarióticos podem ser 
monogênicos ou multigênicos. 
transcrito primário = mRNA (maturação) 
▸ a maioria dos transcritos primários passam por 
3 importantes modificações antes de irem para o 
citoplasma: 
1. adição de caps de 7-metilguanosina na 
extremidade 5’. 
2. adição de caudas poli(A) no 3’. 
3. excitação das sequências de íntrons. 
* as modificações 1 e 2 servem para proteger o 
mRNA da degradação durante o processo. 
 
 
CINCO RNA POLIMERASES: 
 
 
 
Iniciação 
▸ para começar a transcrição é preciso da ajuda 
de fatores de transcrição proteico que se ligam a 
região promotora no DNA, formando o complexo 
de iniciação, então o RNA polimerase se liga e 
inicia o processo. 
▸ a iniciação da transcrição acarreta no 
desenrolamento de uma parte de DNA, com a 
interação de vários fatores de transcrição. 
Alongamento: construção da fita igual a dos 
procariotos. 
Término 
▸ ocorre por meio da clivagem da cadeia e 
acréscimo das caudas poli(A)3’. 
▸ a extremidade 3’ dos transcritos de RNA são 
produzidas por clivagem endonucleolítica dos 
transcritos primários. 
▸ depois da clivagem, a enzima polimerase 
poli(A) acrescenta caudas poli(A) às extremidades 
3' dos transcritos. 
▸ os íntrons de hnRNA são removidos pelos 
espliceossomos no processo de splicing. 
 
 
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▸ acontece dentro do citoplasma (sai do núcleo). 
▸ proteínas ➝ polipeptídeos ➝ codificados por 
um gene 
▸ a tradução ocorrre nos ribossomos 
▸ a sequência de nucleotídeos no transcrito de 
RNA é convertida na sequência de aminoácidos 
➝ produto gênico polipeptídico 
Estrutura das proteínas 
 ↳ macromoléculas complexas compostas por 20 
aminoácidos diferentes - identificados por códon 
específicos. 
 ↳ a estrutura primária é especificada pela 
sequência nucleotídica de um gene, sendo a 
estrutura que vai ser inicialmente traduzida. 
▸ cada aminoácido em um polipeptídeo é 
especificado por 3 nucleotídeos. 
 
 
Start codon: AUG 
Stop codon: UAA, UAG 
▸ um códon se liga a um anticódon. 
“Atores” principais da síntese de polipeptídeo s 
▸ mRNA 
▸ ribossomo 
▸ tRNA 
▸ o processo é complexo e exige participação de 
várias macromoléculas: 
 
▸ participam da tradução 3 tipos de RNA, sendo 
todos transcritos de moldes de DNA 
 ↳ mRNA, rRNA e tRNA 
▸ Os aminoácidos são anexados às moléculas 
corretas de tRNA pelas aminoacil ‐tRNA 
sintetases, um grupo de enzimas ativadoras. 
▸ os ribossomos são inespecíficos, podem 
sintetizar qualquer polipeptídeo (qualquer 
sequência de aminoácidos) codificado por um 
mRNA específico, até mesmo pelo mRNA de outra 
espécie. 
▸ cada mRNA é traduzido por vários ribossomos 
simultaneamente, formando um polirribossomo ou 
polissomo. 
▸ nos procariontes, os ribossomos estão 
distribuídos por toda a célula e nos eucariontes 
apenas no citoplasma (na malha de membranas 
intracelulares do retículo endoplasmático). 
tRNA 
▸ “molécula adaptadora”, medeia a especificação 
de aminoácidos por códons no mRNA durante a 
síntese proteica. 
▸ interações diretas (sem o tRNA) entre aminoác. 
e códons no mRNA são improváveis. 
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▸ contêm uma sequência de trinucleotídeos ‐ o 
anticódon ‐ que é complementar à sequência do 
códon no mRNA e emparelha suas bases com a 
sequência de códon durante a tradução. 
 
Cada ribossomo tem três sítios de ligação ao                
tRNA - conhecidos como sítios EPA 
▸ sítio E: local de saída do tRNA 
▸ sitio P: local de ligação ao peptidil-tRNA 
▸ sítio A: local de ligação ao aminoacil-tRNA 
 
 
▸ a síntese polipeptídica tem 3 processos: 
iniciação, alongamento e finalização. 
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