Biologia Molecular

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(biologia molecular) 
w Conjunto de técnicas que operam a nível molecular e celular dos 
seres vivos, possibilitando o estudo integral e a manipulação dos 
sistemas biológicos permitindo superar as restrições dos processos 
naturais de reprodução 
1. Pré-seleção e seleção de talentos esportivos 
2. Prescrição do treinamento 
3. Inserção dos genes no organismo de atletas = doping genético 
4. Estimular ou inibir a ação de proteínas que interfiram no desempenho 
físico 
 
w Hipertensão arterial sisêmica (HAS) 
m Genética: Síndrome de Liddle- relacionada a nível 
glomerular que altera a capacidade de alterar o nível de 
sódio; alteração dos canais epiteliais de sódio na porção 
distal do nefron 
 
–
w É uma substância química envolvida na 
a) transmissão de caracteres hereditários; 
b) produção de proteínas  os principais constituintes dos 
seres vivos. 
w É uma substância química envolvida na transmissão de caracteres 
hereditários, produção de proteínas: principais constituintes dos 
seres vivos. 
w Um polímero linear de nucleotídeos conectados entre si via ligações 
covalentes (ligação química entre átomos que tende a ser estável), 
denominadas ligações de fosfodiester. 
w Obs.: polímero - composto formado por muitas unidades 
denominadas monômeros 
 
w Púricas: grandes e compostas de dois anéis: adenina e guanina 
(RNA e DNA). 
w Pirimídicas: moléculas menores e formadas por um único anel de 
carbono e nitrogênio: citosina, timina (DNA) e uracila (RNA). 
w Açúcares: contêm 5 átomos de carbono e incluem-se no grupo das 
pentoses: riboses (RNA) e desoxirribose (DNA). 
w Nucleosídeo: base nitrogenada + pentoses. Ex.: adenosina, citidina e 
desoxiguanosina. 
w Nucleotídeos: nucleosídeo + fosfato. EX.: monofosfato de adenosina 
(AMP) e ácido desoxiguanilico (monofosfato de desoxiguanosina – 
dGMP) 
w Cromossomo = dna+proteína 
w Sua interação ocorre por ligações fosfodiéster, formando pontes 
de fosfato entre si. 
w O grupo hidroxila do carbono-3 da pentose do primeiro nucleotídeo 
se une ao grupo fosfato ligado à hidroxila do carbono-5 da pentose 
do segundo nucleotídeo através da ligação fosfodiéster. Desta 
forma, os nucleotídeos se unem, constituindo uma fita de ácido 
desoxirribonucleico 
w DNA: estrutura helicoidal está orientada para a direita e as duas 
cadeias são antiparalelas (dispõem-se em sentidos opostos); 
As pirimidinas se unem às purinas correspondentes através de pontes de 
hidrogênio, proporcionando o emparelhamento de base.  estabilidade da 
hélice. 
w Pontes de hidrogênio + a interação hidrofóbica das bases pareadas 
 estabilidade da dupla hélice; 
w bases (hidrofóbicas) situam-se dentro da hélice e os resíduos de 
desoxirribose (hidrofílicos) e de ácido fosfórico (ionizado e 
hidrofílico) localizam- se na periferia, em contato com a água 
intracelular; 
w grupos fosfóricos (íons -), permitem ao DNA combinar-se com 
proteínas básicas (carregadas +). 
w cada volta completa da hélice contém 10 nucleotídeos 
 
− DNA: complexo com uma família de proteínas básicas denominadas 
histonas e com um grupo heterogêneo de proteínas ácidas não-histonas 
− Histonas (H1, H2A, H2B, H3, H4)  desempenham um papel crucial no 
acondicionamento apropriado da fibra de cromatina. 
− Responsáveis pelo processo de compactação e descompactação do DNA. 
Importantes na regulação dos genes, tornando os genes mais ou menos 
acessíveis à ação da RNA-polimerase. 
− Proteínas não-histônicas : proporcionam condições para que haja 
associações entre as histonas e a cromatina 
− Octâmero: 2 cópias de cada uma das 4 histonas: H2A, H2B, H3 e H4 em 
torno do qual um segmento de DNA se enrola 2 vezes (140 pares de 
bases de DNA)  separados por 20 - 100 pares de bases: 
nucleossomo (unidade estrutural básica da cromatina) 
− A quantidade de DNA associada a cada unidade de cromatina é de cerca 
de 200 pares de bases (nucleossoma + base espaçadora) 
m H1: região espaçadora internucleossomica 
 
I O DNA de um vírus bacteriófago da linhagem T possui cerca de 
200000 pares de nucleotídeos. O RNA do covid tem cerca de 30000 
nucleotídeos 
I O Dna de Escherichia coli tem 4,6 milhões de pares de bases. Um 
zigoto humano contém DNA total com cerca de 6,4 bilhões de pares 
de bases 
 
DNA  nucleotídeo  polinucleotídeo  moléculas informacionais  
controle de diversos processos: 
✓ Metabolismo celular; 
✓ Síntese de macromoléculas; 
✓ Diferenciação celular; 
✓ Transmissão do patrimônio genético de uma célula para outro. 
 
w Plasmídeos: elementos extracromossômicos presentes em 
bactérias. DNA de dupla hélice e duplicam-se de forma 
autônoma. 
w Tipos de plasmídeos: F, R, de virulência e metabólicos. 
 
w Plasmídeo F: dotados de capacidade sexual, ligando-se ao DNA 
bacteriano e transferindo partes ou todo o seu cromossomo 
(conjugação); 
w Plasmídeo R: codificam resistência a antimicrobianos e a metais 
pesados (mercúrio e prata). 
w Plasmídeo de virulência: tornam ou aumentam a virulência de 
bactérias (patogenicidade) como as adesinas da E coli:  aderência 
da bactéria à mucosa intestinal 
w Plasmídeos metabólicos: conferem às bactérias uma capacidade 
para utilização de metabólitos (lactose, citrato, tolueno etc) 
 
w DNA bacteriano: localiza-se no nucleóide; 
− molécula circular, não ligada a proteínas e unida à 
membrana plasmática; 
− contém informação genética suficiente para codificar de 
2.000 a 3.000 proteínas diferentes. 
− RNA: um cordão de nucleotídeos gerado a partir de um dos 
cordões do DNA  transcrição; 
− O ácido ribonucleico (RNA) é um polímero de nucleotídeos, assim 
como o DNA, responsável pela síntese de proteínas da célula. 
Porém, geralmente é encontrado em cadeia simples e possui 
dimensão muito inferior que o DNA. 
» Ribose - açúcar presente; 
» Timina (T) é substituída pela Uracila (U); 
» Híbridos DNA:RNA (estrutura tipo A) são formados na 
transcrição. 
w RNA mensageiros ou mRNAs : lidos pelos ribossomos ⇛ 
informação genética para a síntese de proteínas; 
w RNA ribossomais ou rRNA, que, junto com mais de 3 dezenas de 
proteínas, formam os ribossomos. 
w RNA transportadores, ou tRNAs, que são "carregados" com 
aminoácidos de uma forma extraordinariamente precisa pela 
enzima aminoacil-tRNA sintase. 
Função: trazer ao ribossomo o aminoácido requerido pelo códon apresentado 
pelo mRNA na cavidade A da sub-unidade maior do ribossomo 
w RNA de viróides: 250 a 400 nucleotídeos; 
» não codifica proteínas  sem cápsula proteíca; 
» replicação realizada por enzimas do próprio hospedeiro 
(RNA- RNA); 
» RNA de vírus: contém as próprias enzimas de replicação 
(RNA-RNA). 
w Retrovírus: possuem a transcriptase reversa que produz um 
cordão de DNA complementar ao do RNA viral; 
w DNA complementar: age como molde para seu complemento 
formando um DNA de cordão duplo que é incorporado ao DNA do 
hospedeiro e, em seguida, transcrito em muitas moléculas de RNA 
viral. Ex. vírus HIV 
w Década de 80: mudança do conceito de gene (segmento do DNA); 
w Maioria dos genes é interrompida por sequências não codificadoras 
(intercalares ou íntrons) 
w Íntrons: transcritos em RNA no núcleo da célula, mas não estão 
presentes no RNA mensageiro maduro, no citoplasma. 
Íntrons:  sequências transcritas, mas não traduzidas; alternam-se com 
sequências codificadoras (exons) 
Éxons  codificam a sequência de aminoácidos de uma cadeia polipeptídica. 
 
w Genoma humano: 3 a 4 bilhões de pares de bases  25.000 
genes; 
w Codificação de proteínas para embriogênese, desenvolvimento, 
reprodução e metabolismo 
–
 
w Hiper fotossensibilidade 
w Canceroso: célula que tem o câncer 
w Cancerígeno: capacidade de produzir câncer 
 
 
 
-Alterações em diferentes cromossomos, sendo o mais frequente o tipo D, 
w O DNA é formado por duas cadeias de polinucleotídeos (fita), que são 
constituídas por vários nucleotídeos. Os nucleotídeos são unidos uns 
aos outros por ligações denominadas fosfodiéster(grupo fosfato 
ligando dois açúcares de dois nucleotídeos). Nessas ligações, um grupo 
fosfato conecta o carbono 3’ de um açúcar ao carbono 5’ do 
próximo açúcar. 
w Essa junção dos nucleotídeos forma um padrão típico de repetição 
de unidade de açúcar-fosfato, que forma a cadeia principal. A essa 
cadeia principal estão ligadas as bases nitrogenadas. 
 
 
Observe as ligações entre os nucleotídeos e a complementaridade das bases 
nitrogenadas. 
w Ao observar as extremidades livres de uma cadeia de 
polinucleotídicos, é perceptível que, de um lado, temos um grupo 
fosfato ligado ao carbono 5' e, de outro, temos um grupo hidroxila 
ligado ao carbono 3'. Desse modo, temos duas extremidades em cada 
cadeia: a extremidade 5' e a extremidade 3'. 
w As duas cadeias de polinucleotídios do DNA formam uma dupla-
hélice. As cadeias principais estão localizadas na porção externa da 
hélice, já no interior são observadas as bases nitrogenadas que estão 
unidas por ligações de hidrogênio. As cadeias principais apresentam 
as direções 5’ → 3’ opostas, ou seja, uma cadeia está no sentido 
5' → 3’, e a outra, no sentido 3' → 5’. Em razão dessa 
característica, dizemos que as fitas são antiparalelas. 
 
− Os tipos de replicação
m Semiconservativa: após a replicação em cada molécula filha 
um dos cordões é original e o outro é recém sintetizado
m Bidirecional: a replicação avança nos dois sentidos a partir 
da origem de replicação
 
Endereço no braço do cromossomo 
w OriC de Bactérias: região rica em A+T que é aberta a proteína DNA 
A se liga a uma sequência específica de nucleotídeos (só uma 
origem nas bactérias) 
w Células Eucarióticas: Várias origens de Replicação -bidirecional- (no 
período S de síntese do DNA) 
w Os Réplicons: unidades de Replicações (costumam ter de 20000 a 
300000 
 
Lagging- ou contínuo, sintetizada continuamenteo / Leading- líder sintetizada descontinuamente 
- Todas DNA polimerases sintetizam na posição 5’->3’ 
- Remoção de um nucleotídeo no lugar errado -> EXONUCLEÁSICA, 
única vez que a DNApolimerase retorna sentido 3’->5’ 
w A replicação semidescontínua do DNA 
w Replicação no cordão Líder (contínuo) – RNA primer; DNA primase 
w Replicação no cordão lagging (retardatário; descontínuo)- 
Fragmentos de Okazaki – junção de rna primer e segmento maior 
de dna 
w DNA topoisomerases desenrolamento da molécula de DNA 
 
w Helicase: destorcem as hélices, deselicoidisa a molécula de DNA, 
separam ponte de hidrogênio 
w DNA primases: criadoras do primer 
w Proteínas SSB: deixam os dois cordões separados até o momento 
em que passe a molécula de DNApolimerase, para formar o cordão 
recém sintetizado 
w DNA ligase: ligar os fragmentos de Okazaki 
w Telomerases: enzima que mantém os telômeros, as extremidades 
do cromossomo. (O encurtamento dos telômero leva ao 
envelhecimento do cromossomo) 
 
–
w Década de 50: constitui um molda para a síntese de RNA
w Os RNAs, por sua vez, devido a sua mobilidade e flexibilidade, 
acoplar-se-iam aos ribossomos e promoveria, a síntese de 
proteínas;
w Francis Crick propôs em 1956 o dogma central da biologia, 
salientando o fluxo unidirecional da informação: do DNA à proteína
Para compreender este fluxo utilizamos a ideia de moldes 
a) O DNA serviria de molde para 
✓ Síntese de novas moléculas de DNA (duplicação) 
✓ Síntese de moléculas de RNA (transcrição) 
b) RNA (m RNA) poderia servir de molde para 
✓ Síntese de proteínas (tradução), que ocorre nos 
ribossomos 
Nesta proposta, jamais as proteínas serviriam de molde à síntese de ácido 
nucleico ou de outras moléculas de proteínas. Esta hipótese foi confirmada ao 
longo do tempo 
w Transcriptase reversa: alteração da ideia original- É possível 
sintetizar DNA utilizando-se RNA como molde 
w Replicase: foi demonstrado que o RNA também podia servir de 
molde a síntese de outras moléculas de RNA 
Isto foi possível graças ao isolamento da enzima codificada por um vírus cuja 
a informação genética está contida numa molécula simples de RNA 
- Estes novos conhecimentos permitiram que o dogma central se 
ampliasse sem perder a unidirecionalidade, ou seja, de ácido nucleico para 
proteína 
 
w Unidade de Transcrição: delimitada pelo promotor (sequencia no 
DNA na qual se inicia a transcrição) e uma sequência terminadora 
(terminador), na qual se encerra a transcrição
w Do promotor ao terminador: uma única fita de RNA é sintetizada, 
correspondendo a esta região do DNA
w RNA polimerase I – localizada no nucléolo e responsável pela 
síntese do RNA ribossômico
w RNA polimerase II- localizada no nucleoplasma e responsável pela 
síntese do RNA mensageiro
w RNA polimerase III- também localizada no nucleoplasma e 
responsável pela síntese do RNA transportador
w MRNA citoplasmáticos: derivam de precursores nucleares (RNA 
heterogêneos), de alto peso molecular
*Remove os íntrons
 
 
 
–
– 
*no final, RNA polimerase e o transcrito são liberados 
w Procariotos: a região terminadora apresenta uma longa sequência 
de A na fita molde. A RNA polimerase, ao longo do pareamento AU 
(mais fraco) desestabiliza o híbrido DNA; RNA e o DNA é 
renaturado
w Eucariotos: as 3 RNAs polimerases terminam a síntese em regiões 
de DNA ricas em T (timina)
Capacete do RNA: modificação que ocorre na sua extremidade 5’ 
a) Confere a essa molécula uma maior estabilidade, pois protege-a da 
ação de fosfatases e nucleases 
b) Aumenta a chance desse RNA ser capturado pelos sistemas 
eucarióticos de tradução, levando a uma maior produção de 
proteínas 
c) Deve-se notar que essa alteração não acontece nos RNAs 
transportadores e ribossômicos, acontecendo principalmente nos 
mRNAs e também no hnRNAs (RNA nuclear hetereogneo) 
w As regras pelas quais a sequência de bases do DNA especifica a 
sequência de aminoácidos na proteína 
Algumas características do Código Genético 
- O código é tríplice 
- O código é quase universal 
- O código é redundante 
- O código é não ambíguo 
 
 
 
Componentes fundamentais:
- Aminoácidos, mRNA, tRNA iniciador +, Subunidade Ribossômica 
Menor; Fatores de iniciação
w A etapa é concluída com adição da subunidade ribossômica maior 
–
w Conjunto de processos que ocorrem para que um organismo, tecido 
ou célula inicie, aumente, diminua ou cesse a produção de produtos 
finais de seus genes, proteínas e/ou RNAs
w Os mecanismos e estímulos que levam à produção das diferentes 
proteínas e RNAs, em diferentes células, são tão importantes 
quanto a própria sequência codificadora
w Expressão gênica: informação contida em um determinado gene é 
codificado em uma proteína
w Expressão constitutiva: ocorre para genes indispensáveis à 
sobrevivência, os quais expressam-se em todas as células, o tempo 
todo: proteínas essenciais em processos básicos como geração de 
energia, replicação e manutenção do material genético
w Genes expressos em alguns tecidos, cuja função está diretamente 
relacionada à função do órgão/tecido
w Genes expressos em somente um tecido, de função altamente 
especializada. Ex: C-globina é expressa somente em eritrócitos
w Genes expressos em somente uma célula; e em todas as células 
clonais descendentes dessa progenitora. Ex: maturação de 
anticorpos em Linfócitos B durante a resposta imune tardia 
w Temporal: quando um determinado gene/proteína só é expresso 
em um tempo determinado. Ex: proteínas que só são expressas no 
embrião, ou durante uma determinada fase do ciclo celular 
w Espacial: quando a expressão de determinado gene/proteína é 
diferente dependendo do tipo celular. Ex: proteínas que só são 
expressas em células nervosas (ex: mielina) ou no tecido muscular 
(ex: myosina) 
-Lembrar que: a mielina é um fosfolípide produzido pelas células de Schwann 
do sistema nervoso. Forma uma camada isolante em volta da nervosa 
w Os genomas eucarióticos possuem mais DNA, que necessário para 
transcrever e traduzir suas macromoléculas (RNAs e proteínas). 
Ex: O genoma humano é formado por aproximadamente 3 bilhões 
de bases, porém, apenas1,2% representa sequências codificantes 
(éxons) 
w São sequências de DNA que antecedem a sequência codificadora e 
regulam o início da transcrição. Fazem parte do gene
✓ Promotor: a sequência mínima necessária do DNA que 
é reconhecida pela RNA polimerase para que a 
transcrição se inicie corretamente. Faz parte do 
gene
✓ Acentuadores: são sequências de DNA que aumentam 
a afinidade da maquinaria de transcrição por um 
certo promotor
✓ Silenciadores: elementos reguladores de DNA que 
ativamente reprimem a expressão de determinado 
gene
 
w São produtos gênicos que possuem domínios de reconhecimento de 
sequência de ação cis (DNA) e domínio de interação proteína-
proteína e estão envolvidos nos diferentes tipos de controle da 
expressão gênica
w São proteínas reguladoras dos genes
w Permitem a ativação/repressão dos genes que eles controlam
w Determinam, entre milhares de genes de uma célula, qual será 
transcrito: -Ativadores; -Repressores; -Co-ativadores
✓ Ativação da estrutura do gene (cromatina ativa) 
✓ Início da transcrição 
✓ Processamento do transcrito 
✓ Transporte do mRNA para o citoplasma 
✓ Estabilidade do mRNA 
✓ Tradução do mRNA 
✓ Processamento da proteína 
w A maior parte do DNA em uma célula eucariótica está complexada e 
nos nucleossomos -> estrutura espiralada dificulta o acesso de fatores 
de transcrição e da RNA-polimerase
w A iniciação da transcrição depende da remoção dos nucleossomos da 
região do gene
w Regiões controladoras de lócus (LCRs): são sequências de DNA 
essenciais para o estabelecimento de uma configuração “aberta” da 
cromatina
w Elas são capazes de inibir a transcrição normal de áreas relativamente 
grandes contendo vários genes. Um dos mais bem estudados é o LCR 
que controla a expressão tecido específica da família -globina.
w A metilação do DNA é um fenômeno epigenético que altera a 
modulação da expressão gênica, sem alterar a sequência de DNA
 
 
 
 
 
 
 
 
- Lembrar que: o transcrito primário passa por um processamento: adição 
de um cap 5'; adição de uma cauda poli-A; remoção de íntrons; emenda 
de éxons 
- Os RNA mensageiros de procariontes têm períodos muito curtos de vida. 
São degradados em poucos minutos após sua síntese. Os eucariontes 
têm períodos de vida de horas ou mesmo semanas 
w Os fatores gerais de transcrição são proteínas responsáveis:
a) Pelo posicionamento correto da RNA-polimerase no 
promotor;
b) Separação das fitas de DNA, para permitir o início da 
transcrição
c) Liberação da RNA-poliemerase promotor quando a 
transcrição se inicia 
w A estabilidade do mRNA é uma via na regulação pós-transcricional 
determinando: 
a) O tempo de um mRNA 
b) A taxa de tradução 
 
 
 
 
 
 
–
w Ligam-se a substâncias e desencadeiam processos metabólicos 
dentro da célula: movimento, manifestação de características etc. 
w É o mecanismo que permite a comunicação célula-célula. Esse 
mecanismo é importante para a regulação funcional e para a 
integração nos organismos multicelulares. 
w OBS.: Ela desencadeia um sinal para que a célula possua uma 
manifestação da célula. 
 
 
w Moléculas que se ligam a receptores da superfície celular ou a 
receptores intracelulares, desencadeando reações regularizadoras 
de funções. 
w Entre essas funções, encontram-se: 
- Diferenciação 
- Movimento 
- Metabolismo, 
- Proliferação 
w Ex.: hormônios, neurotransmissores, fatores de crescimento. 
 
- Sinalização endócrina: ação em células alvos distantes. 
Ex.: hormônios (adrenocorticotrofinsl; adrenalina; insulina) 
 
- Sinalização paracrina: ação em células vizinhas. 
Ex.: neurotransmissores (acetilcolina; serotonina); fatores de 
crescimento. 
 
- Sinalização autocrina: ação nas próprias células que produzem os 
sinalizadores. 
Ex.: antígenos; alguns fatores de crescimento 
 
Essas moléculas exercem suas ações após a ligação com os receptores 
expressos nas células alvo. 
Podemos caracterizar os seguintes receptores: 
- Receptores intracelulares do citosol ou do núcleo: as moléculas 
sinalizadoras para esses receptores difundem-se através da 
membrana celular (hormônios esteroides; vitamina D). → de 
natureza lipossolúvel, o que permite a molécula atravessar a 
membrana. 
 
- Receptores da superfície celular: as moléculas sinalizadoras 
para esses receptores ligam-se a eles na superfície celular. 
Ex.: os receptores para: hormônios peptídicos (insulina); 
neuropeptídios (endorfinas); fatores de crescimento; 
neurotransmissores; prostaglandinas (resultados do 
metabolismo do ácido graxo, ex.: ácido aracdonico/formada a 
partir de uma cascata de inflamação) 
 
- Óxido nítrico (NO): possui as seguintes características: 
I Formada a partir da desaminação da arginina sob a ação 
do oxido nítrico sintetase. 
I Ação parácrina nos sistemas nervoso, imunológico, 
circulatório. 
I Difunde-se através da membrana celular 
I Não se liga a um receptor 
I Regulariza a atividade intracelular das enzimas alvo. 
I Sua sinalização causa relaxamento muscular e dilatação 
de vasos sanguíneos. 
- A via do camp (AMP CÍCLICO) 
w Esta via tem envolvimento com: 
- Metabolismo do glicogênio 
- Transcrição de genes induzidos por cAMP 
- Ação regulatória de canais iônicos. 
 
w A via do cAMP inclui os seguintes componentes fundamentais: 
- Mensageiro primário (ex.:adrenalina/epinefrina) – um hormônio, 
como a adrenalina. 
- Mensageiro secundário (ex.: cAMP) 
- Um receptor – presente na membrana 
- A proteína G – ligada na parte interna da membrana celular 
- Adenililciclase – ligada a parte interna da membrana. Ela catalisa a 
formação do cAMP a partir do ATP. 
- Proteinoquinase A – possui propriedade de adicionar fosfato. Tem 
grande importância no metabolismo do glicogênio. 
Além desses, outros, tais como: 
- Enzimas do metabolismo do glicogênio (fosforilase quinase; 
glicogenofosforilase – decomposição do glicogênio; 
glicogenossintetase- síntese de glicogênio) 
- Enzima fosfodiesterase – decompõe o AMPc. 
- Fator de transcrição CREB – molécula proteica que se liga a uma 
parte do DNA e inicia um processo de transcrição. Ele dá 
características fundamentais para a expressão do gene. 
- Sequência CRE (elemento resposta cAMP [CRE]) – sequência 
reconhecida pelo fator de transcrição. 
 
 
Está via tem envolvimento com: 
w Mobilização do cálcio intracelular 
w Modificações de atividade enzimática 
w Modificações de condutividade de canais iônicos. 
 
Obs.: quando a via fosforilase C é ativada, ela permite que o cálcio seja 
retirado do local onde está ativado. 
 
 
w JAK: janusquinase (capacidade de fosforilar) 
w STAT: sinais transdutores e ativadores de transcrição. – Transmite 
um sinal por dentro da célula até que um fator de transcrição seja 
ativado. 
w Esta via fornece uma conexão intima entre proteínas 
tirosinoquinases e os fatores de transcrição. 
w É a via da qual participam as citocinas (proteínas envolvidas com: 
proliferação, diferenciação, migração, função celulares). 
 
w A JAK, quando ativada (apenas quando o receptor é dimerizado), 
liga-se ao STAT (sinal de transcrição) ainda inativo. 
 
w Decomposição de proteínas que ocorre nas células. 
 
 
 
 
w Esta via está diretamente envolvida com decomposição intracelular de 
proteínas 
w É uma via de degradação da qual participam: 
- Proteína alvo 
- Ubiquitina – liga a parte ácida a porção básica da proteína alvo. 
- Ubiquitina ligase – gruda a ubiquitina com a proteína alvo para 
promover a sua decomposição. 
- Proteossomo 26S (S – constante) – onde ocorre a decomposição 
da ubiquitina + proteína. Tem um tamanho, aproximadamente, de um 
RNA ribossômico 28S, mas ele possui apenas proteína na 
composição. 
Nesse processo, a proteína alvo (já desgastada) + ubiquitina são 
direcionadas para o proteossomo, a proteína alvo entra e a 
ubiquitina separa da proteína desgastada. 
 
 
w Muitas doenças, de origem genética ou não, tem envolvimento com vias 
de sinalizaçãocelular. Uma dessas sonecas é o cólera, doença infecciosa 
causada pelo vibrião colérico. 
w A toxina produzida por este vibrião, quando em contato com a superfície 
da célula epitelial intestinal, interfere com a via de sinalização do AMP 
cíclico. 
 
–
 
w As mutações gênicas são alterações transmissíveis da sequência 
de nucleotídeos da molécula de DNA 
w Essas mutações podem ocorrer, fundamentalmente, por deleções 
(perdas), inserções (adições) ou substituições (trocas) desses 
nucleotídeos 
w Silenciosas: um códon alterado ainda especifica para o mesmo 
aminoácido na cadeia polipeptídica. Não há alterações no fenótipo. 
Alguns autores também a denominam de mutações sinônimas 
w Sentido Trocado: o códon alterado especifica para outro aminoácido 
na cadeia polipeptídica. Ex: anemia falciforme 
w Sem Sentido: o códon alterado especifica um códon terminalizador, 
interrompendo a formação da cadeia polipeptídica. Ex: Deficiência 
do fator XI de coagulação 
w Regulatórias: envolvem o promotor ou outra sequência reguladora. 
Ex: persistência hereditária da Hb fetal 
w De processamento de RNA- alteram a recomposição normal do 
RNA ou impedem a colocação de um cap 5’ ou a poliadenilação 3’; 
mutações de sítios de corte de íntrons (estas envolvidas com beta-
talassemias) 
Afetam a matriz ou o quadro de leitura 
w Deleções: perda de um ou mais nucleotídeos no DNA. Ex: distrofia 
muscular Duchenne – doença degenerativa muscular. 
w Inserções: acréscimo de um ou mais nucleotídeos no DNS. Ex: 
doença de Charcot-Marie-Tooth: doença degenerativa de nervos 
denditivos e motores.
w Perda de função: atividade ou quantidade reduzida do produto final. 
Ex: erros inatos do metabolismo (fenilcetenúria; albinismo)
w Ganho de função: aumento da atividade do produto gênico. Ex: 
doença de Huntington
w Efeito Dominante Negativo: o produto do alelo mutante interfere no 
produto de outro alelo normal levando a um resultado adverso. Ex: 
osteogênese imperfeita
- Mutação no gene p53 (altera a forma da proteína p 53, 
envolvida com apoptose e supressão tumoral). Neste caso, a 
forma mutada interage com a forma normal impedindo a 
supressão tumoral, sendo este fenômeno conhecido como 
“efeito dominante negativo”, visto que a mutação de um dos 
alelos do gene p53 produz o que parece ser um efeito 
dominante sore o alelo normal
w As transições e transversões mutações por substituições de 
bases na molécula de DNA 
w Transições: são substituições de bases púricas (adenina e guanina) 
por bases púricas ou bases pirimídicas por pirimídicas (citosina e 
timina) na molécula de DNA. Ex: adenina por guanina; citosina por 
timina 
w Transversões: são substituições de bases púricas por pirimídicas ou 
bases pirimídicas ou bases pirimídicas por púricas. Ex: guanina por 
timina; citosina por adenina. 
w Cada uma das bases nitrogenadas normais do DNA pode, 
espontaneamente, sofrer um rearranjo transitório de suas 
ligações, através de migração de um próton de um local para outro 
na mesma molécula 
w Essas flutuações químicas denominam-se modificações 
tautoméricas. O tautomerismo altera propriedades de pareamento 
de bases 
w Isto quer dizer que, por exemplo, se a base adenina normal sofrer 
uma modificação para sua forma de adenina rara, esta tem a 
propriedade de parear com a citosina e não mais com a timina, 
como a adenina normal 
w Processos de Reparo do DNA
- Em certos casos, o nucleotídeo alterado é removido e 
substituído Ex: sistema enzimático de reparo
w Redundância do código genético 
- Códons redundantes garantem que muitas alterações na 
terceira posição do códon sejam silenciosas. Ex: CAA para 
CAG continua especificando para glutamina 
w Posição na proteína: o fenótipo pode não ser afetado se a 
mudança ocorrer numa parte da proteína que não seja crítica para 
sua função. Ex: mutações no gene da cadeia beta da Hb
w Podem ser físicos e químicos: 
- Físicos- são as radiações: 
m Ionizantes (raios X; raios gama; raios cósmicos) – 
provocam a formação de radicais livres na célula 
 
m Não ionizantes (raios UV) - provocam a formação 
de produtos que interferem com separação de 
cordões do DNA e a dimerização de timinas 
(interfere com o pareamento dos cordões ou 
com a replicação de Dna) 
- Químicos: 
m Análogos de base: substituem as bases do DNA 
que se assemelham em sua estrutura. Ex: 5-
bromuracila; 2-aminopurina. 
m Agente alquilantes: introduzem grupos metil ou 
etil nas bases do DNA ex: gás mostarda 
(diclorodietilsulfeto) 
m Corante de acridina: as acridinas induzem 
mutações na matriz de leitura pois podem 
introduzir uma base extra do DNA. Ex: amarelo 
de acridina; laranja de acridina 
DNA
w Década de 70: desenvolvimento de técnicas para análise e 
manipulação do DNA; 
w Dificuldade: como isolar uma sequência de genes? 
w Resolução: Daniel Nathans e Hamilton Smith conseguiram isolar 
enzimas de restrição, capazes de cortar o DNA em pontos 
específicos → Nobel em fisiologia e medicina em 1978. 
 
w Permite transplantar genes de uma espécie para outra e criar 
uma nova molécula de DNA que não exista na natureza 
w Separação, amplificação, sequenciamento e expressão dos genes 
w Após a amplificação, o DNA externo pode ser purificado e sua 
sequência de nucleotídeos purificada. 
w Quando expresso, pode se obter grandes quantidades do produto 
genica do DNA externo 
 
w Permite manipular diretamente os genes de determinados 
organismos com objetivos práticos. 
 
 
w São moléculas de DNA que contêm fragmentos de DNA ligados 
covalentemente, derivados de 2 ou mais fontes, geralmente 
espécies diferentes. 
w A técnica central da metodologia do DNA recombinante é a 
clonagem molecular. 
w Clonagem vem da genética bacteriana que considera uma colônia de 
bactérias como um clone porque TODOS os indivíduos são 
geneticamente idênticos à bactéria inicial. 
 
 
 
w Permite combinar na mesma molécula de DNA genes provenientes 
de fontes diferentes, mas não necessariamente de espécies 
diferentes, dando origem a uma molécula de DNA recombinante. 
 
1. Enzimas (ou endonucleases) de restrição 
2. Ligases do DNA 
3. Vetores 
 
w As enzimas de restrição reconhecem determinadas sequencias de 
DNA e cortam a molécula nesses locais. As sequencias de restrição 
correspondem às sequencias de DNA curtas e simétricas que se 
leem da mesma forma nas duas cadeias na direção 5’-3’. 
- Enzimas que as bactérias utilizam para destruir DNAs de 
vírus 
- Reconhecem sequencias nucleotidicas (de restrição) do DNA 
externo (4 a 8 pares de bases) e clivam neste local. 
- Tipos I e III: não reconhecem estes sítios: produzem padrões 
aleatórios e imprevisíveis 
- Tipo II: padrões específicos 
w Os fragmentos de restrição são incorporados em um VETOR, uma 
entidade constituída por DNA, que transfere DNA de um organismo 
doador para um organismo receptor. 
w Os vetores mais utilizados são os plasmídeos e os bacteriófagos 
(vírus que atacam bactérias) 
w No vetor devera atuar a mesma enzima de restrição que atuou no 
fragmento de restrição por razões de complementaridade. 
w As extremidades coesivas unem-se pela atividade de polimerases 
do DNA que catalisam a formação de ligações fosfodiéster. 
 
 
w Os procariontes são utilizados como receptores de DNA externo: 
fáceis de cultivar, tem um crescimento rápido e processos 
bioquímicos bem conhecidos 
w No entanto, não processam o mRNA e, quando recebem genes 
com introns, estes não são retirados e a proteínas produzida não é 
funcional. 
w A produção de cRNA é viabilizada pela transcriptase reversa → 
reconstitui uma cadeia de DNA a partir de uma molécula de mRNA. 
w O cDNA obtido, por ter sido produzido por uma molécula de mRNA 
maturado, não contém introns. 
w A DNA polimerase, a partir da cadeia de cDNA, forma a molécula 
complementar desta, formando-se uma molécula estável. 
w Ao comparar-se a cadeia de cDNA (sem introns) com a cadeia de 
DNA original, consegue saber-se quais os exons e os intronsde um 
determinado gene. 
 
 
w Técnica que permite amplificar qualquer porção de DNA fora das 
células (milhões de cópias) para 
- Sequenciamento de DNA 
- Eletroforese em gel 
- Clonagem 
w Para isso, o fragmento de DNA que será amplificado é aquecido para 
separar as duas cadeias da dupla hélice. 
w Adicionam-se nucleotídeos livres e DNA polimerase resistente ao calor, 
reconstituindo-se a dupla hélice. 
w Como ao fim de cada ciclo a quantidade de DNA se duplica, é possível 
obter milhões de cópias em algumas horas. 
- Primers: iniciadores de reação de polimerização do DNA 
durante a PCR 
- DNA polimerase: utiliza fitas simples de DNA como molde 
para a síntese da fita complementar, mas necessita de uma 
região de fita dupla para se ligar ao DNA e iniciar a 
polimerização. 
w Taq polimerase = polimerase estável ao calor e funciona bem à 70 C; 
presente nas bactérias Thermus aquaticus; resistente a altas 
temperaturas. 
 
 
Primer = 20 bases nitrogenadas, são fornecidas para a seleção do material a 
ser identificado. 
 
ETAPAS DA PCR 
 
 
 
Aplicações na prática médica: 
1. Medicina forense 
2. Medicina diagnóstica infecciosa/parasitaria 
3. Medicina diagnostica fetal e pré implantacional 
4. Medicina diagnostica genética 
5. Oncologia 
 
w No genoma humano existem sequencias de DNA repetitivas que são 
reconhecidas e cortadas por enzima de restrição. 
w Estas enzimas dividem o DNA em fragmentos que variam de pessoa 
para pessoa. 
w Segmentos diferentes de DNA movimentam-se de forma diferente 
quando sujeitos a eletroforese (técnica em que determinadas 
moléculas são submetidas à ação de um campo magnético num meio 
poroso) sendo o resultado um padrão de bandas que difere de 
individuo para indivíduo. 
w Objetivos: 
- Amplificar milhares de vezes apenas este gene 
- Realizar um estudo individual da função de genes 
- Identificar mutações que modifiquem a função deles 
- Entender a ação enzimática da proteína produzida 
- Verificar com quais outros genes ele interage 
- Produzir a proteína em larga-escala 
- Montar genomas completos 
- Produzir organismos transgênicos de interesse 
 
w Enzimas: 
- Enzimas de restrição 
- DNA polimerase 
- DNA ligase/topoisomerases 
- Fosfatases 
 
 
 
 
w Produzir substâncias uteis: insulina humana, hormônio crescimento, 
vacinas, enzimas industriais em grandes quantidades. 
w Estudar mecanismos de replicação e expressão genica 
w Investigação de paternidade 
w Diagnóstico de doenças genéticas e infecciosas 
w Terapia genica 
w Transgênicos 
 
 
DNA
–
w Experimento de nocaute:
− Finalidade produção de um camundongo de um camundongo 
nocaute, utiliza um processo de recombinação homologa para 
substituir um gene normal de camundongo por uma cópia inativada 
do gene (gene repórter), “nocauteando”, assim o gene. → crossing 
over de escala menor e no plano molecular, tornando um gene 
inativo e, consequentemente, a enzima não é produzida. O gene 
inativo, que estava no plasmídeo, é encaminhado para células 
tronco, ao entrar na célula ocorre a recombinação homologa na 
qual o gene ativado vai para o plasmídeo e o gene inativo para a 
célula tronco. Esse gene está inserido na fase embrionária do 
camundongo, há o desenvolvimento normal do animal porem a 
enzima não será produzida, podendo ocasionar em uma doença. 
 
w Microarranjos de DNA 
− Microarranjos – disposição ordenada de fragmentos de DNA 
fixados a um suporte sólido, que servem como sondas para se 
detectar a presença de sequencias complementares usadas para 
avaliar a expressão de genes em vários tecidos e sob condições 
diferentes. – uso do RNAm para detectar a sequência de DNA, 
pois a partir desse processo é possível produzir DNA 
complementar. Por transcriptase reversa, o DNA hibridiza com o 
cDNA. 
Estes DNA são hibridizados com cDNA marcado com substância 
fluorescente. 
 
Foram criados microarranjos que permitem a detecção de alelos específicos 
e mesmo de proteína particulares. 
Aplicações 
− Usando microarranjos, os pesquisadores examinam os padrões de 
expressão de genes de tumores primários de mulheres jovens que 
tiveram câncer de mama 
− Outra aplicação: exame de diferença nos padrões de expressão 
genica de pacientes com formas diferentes de hanseníase. 
w Pode ser obtido com a criação de RNA antissenso artificial (asRNA) e 
interferência de RNA (RNAi) 
w Por meio destas técnicas pode-se bloquear a tradução de mRNAs 
específicos. 
− RNA antissenso: a molécula de RNA antissenso (ou transcrito 
antissenso) (asRNA) é tipo de transcrito de DNA que compreende 
de 19-23 nucleotideos e é complementar ao RNAm. Ao hibridizar-
se com esse RNAm, bloqueia a tradução em proteínas. – 
emparalhe-se ao RNAm que produz a proteína, inibindo a sua 
atividade 
− O processo tem como objetivo o bloqueio da tradução de proteínas. 
 
w O RNA antissenso pode ser produzido como um RNA artificial. Além 
disso, desempenha papel crucial em regular a expressão genica na 
replicação, transcrição e tradução. Estes RNAs podem ser classificados 
em: 
− RNAs não codificadores curtos (menores do que 200 nucleotideos) 
− RNAs não codificadores longos (maiores do que 200 nucleotideos) 
− Independente da classificação devem ter a propriedade de ligar-se 
ao RNAm. 
APLICAÇÕES 
− Como ferramentas de pesquisas para genes nocaute 
− Para promover a expressão de genes supressores de câncer 
− Inibir a expressão de genes que provocam o câncer 
− Para o desenvolvimento de drogas que podem ativar a expressão 
genica de supressores de genes, fatores de crescimento e genes 
que se encontram silenciados em algumas doenças mendelianas. 
 
w Processo biológico em que moléculas de RNA degradam-se ou inibem a 
expressa genica ou a tradução, neutralizando moléculas de mRNA alvos. 
w Estes RNAs podem dirigir complexos enzimáticos para degradar 
moléculas de mRNA e, desse modo, reduzir sua atividade evitando a 
tradução, via silenciamento gênico pós transcricional. 
w Este processo tem imenso potencial na supressão de genes desejados 
w A interferência do RNA tem papel importante na defesa da célula 
contra vírus e transposons (elementos genéticos móveis). 
w A interferência inicia-se com: 
1. A enzima Dicer cliva a molécula longa de RNA de cordão duplo em 
curtos fragmentos de duplos cordões de RNA (21 nucleotideos) 
2. Os cordões são separados em 2 cordoes simples 
3. Um deles, o passageiro, é degradado 
4. O outro, cordão guia, é incorporando RISC (complexo proteico 
indutor de silenciamento por RNA) 
5. O RNA guia do complexo pareia com uma sequência de RNAm e 
provoca a sua clivagem, ocasionando no silenciamento gênico pós-
transcricional. 
APLICAÇÕES 
− Controle de doenças (virais; bacterianas; parasitoses; genéticas; 
tumorais) 
− Produção de animais modelos para uso em pesquisas. Pode ser 
usado no silenciamento gênico. 
− Para conduzir animais transgênicos (conhecidos como animais 
nocaute) 
 
w Objetivo: Identificação de um gene causador de uma doença, a partir do 
isolamento do gene e clonagem. 
w Um gene causador de uma doença pode ser clonado apenas pela 
informação única de sua localização física em um cromossomo – 
mapeamento físico (identificação do gene em sua sequência mais intima 
quando aparece no cromossomo). 
 
APLICAÇÕES EM MEDICINA 
w A primeira doença genética humana identificada pela clonagem 
posicional foi a doença granulosa crônica. 
w Este distúrbio caracteriza-se por um grupo de imunodeficiências 
com padrão de herança ligado ao X ou autossômico recessivo. 
w Provoca incapacidade respiratória; deficiência na capacidade 
microbicida que leva a severas infecções fúngicas e bacterianas. 
 
w As STRs (microssatélites ou sequencias repetitivas simples) 
w São sequencias de DNA curtas, repetidas adjacentemente (em 
tandem) que envolvem uma unidade repetitiva de 2 a 6 bp, 
formando series com comprimentos de até 100 nucleotideos. 
w Possuemaltas taxas de mutações e estão envolvidas com 
distúrbios neurodegenerativos. 
w A repetição em tandem pode ocorrer de maneira natural, ou seja, 
repetindo ao nível normal ou podem repetir de maneira anormal, 
ocasionando em distúrbios. 
w As doenças associadas a repetições trinucleotidicas (TDRs) são 
caracterizadas por repetições trinucleotidicas que se expandem 
bem além de seus limites polimórficos normais. 
w Ex.: a repetição de CCG, que codifica argininas repetidas, ocorre na 
síndrome do X frágil. 
w Usualmente, o número de repetições oscila de 6 a 46, com uma 
média de 29. 
w O número repetido de CCG no portador sem qualquer sintoma, 
oscila de 60 a 200. O paciente com sintomas óbvios é portador de 
mais de 230 repetições. 
 
w Correspondem a uma família de desordens neuropatológicas ligadas 
a acumulação de STRs. Pode resultar de um desarranjo na 
estrutura, função e/ou quantidade de RNA, proteínas e/ou 
processos epigeneticos locais. 
w Ex.: doença de Huntington - tem repetições CAG, sequência de 
aminoácidos que especifica para glutamina. 
 
− As STRs possuem capacidade de expandir por replicação por 
deslizamento 
− A replicação por deslizamento ocorre quando os cordões moldes e 
nascente de desassociam durante a replicação, desalinhando e 
criando “alças em grampos” (hairpin loops)