Resumo Guyton - Controle genético da síntese de proteínas, do funcionamento celular e da reprodução celular (capítulo 3)

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RESUMO DE FISIOLOGIA 
Cap. 3 
Aluna: Rossana Areia de Sousa 
 
1. Genes, DNA e código genético 
Os genes são responsáveis por controlar toda a função celular dos organismos, 
sendo responsáveis pela determinação de quais substâncias vão ser produzidas pela 
célula, como quais estruturas, enzimas e substâncias químicas. Os genes são 
constituídos pelo DNA, o qual vai possuir a capacidade de controlar a síntese de 
proteínas, utilizando como mecanismo o RNA, através do processo de transcrição, o 
que ocorre no núcleo, e tradução, que ocorre no citoplasma, com consequente 
formação de proteínas, sendo um processo que pode ser referido como expressão 
gênica. Essas proteínas podem ser estruturais, as quais podem ser encontradas 
associadas com lipídios e carboidratos, por exemplo, ou enzimas. 
O DNA é composto por determinadas estruturas, as quais serão responsáveis 
pela formação dos nucleotídeos, sendo essas: ácido fosfórico, desoxirribose e bases 
nitrogenadas (púricas: adenina e guanina, pirimídicas: citosina e timina). Existem 
quatro tipos de nucleotídeos, um para cada base nitrogenada correspondente, os 
quais são os ácidos desoxiadenílico, desoxitimidílico, desoxiguanílico e 
desoxicitidílico. O DNA é formado por duas fitas que permanecem ligadas através das 
pontes de hidrogênio entre as bases, de maneira que sempre uma base púrica vai se 
encontrar ligada a uma base pirimídica. Assim, através dessa ligação entre as bases, 
ocorre a formação do código genético, que vai ser capaz de controlar a produção de 
proteínas das células. 
 
2. Síntese de RNA: transcrição e tradução 
Apesar do DNA se encontrar no núcleo celular, a maioria das reações ocorrem 
no citoplasma, sendo que isso ocorre através da intermediação realizada pelo RNA. 
Isso vai ocorrer através da síntese desse ácido, de maneira que a primeira etapa 
desse processo é a transcrição (transferência do código de DNA para o RNA). 
O processo de transcrição vai se iniciar com a separação das duas fitas de 
DNA, a qual vai ocorrer através da ação da RNA-polimerase. O início das moléculas 
de DNA há uma sequência de nucleotídeos chamada de “promotor”, o qual a RNA-
polimerase possui uma estrutura complementar, de maneira que vai haver uma 
ligação entre esses dois nucleotídeos, com consequente desenrolamento das fitas de 
DNA. À medida que a RNA-polimerase se move pela molécula de DNA, além de 
desenrolar as fitas desse, também adiciona um nucleotídeo ativado na cadeia de RNA 
em formação. O código presente na fita de DNA é transmitido de forma complementar 
para a cadeia de RNA. 
Após isso, a fita de RNA formada, RNA mensageiro, entra em contato com o 
ribossomo, passando através dele, de maneira que ocorre a formação de proteínas, 
sendo um processo conhecido como tradução. Uma só molécula de RNA pode ser 
capaz de formar moléculas de proteínas em vários ribossomos ao mesmo tempo, isso 
pode ocorrer pois a extremidade inicial do filamento de RNA pode passar para 
ribossomos sucessivos. Assim, em consequência disso, há um agrupamento de 
ribossomos ligados simultaneamente por um mesmo RNA, sendo uma estrutura 
conhecida como polirribossomos. Não há especificidade dos ribossomos por 
determinadas proteínas. 
OBS: Muitos ribossomos aderem ao retículo endoplasmático. Uma das 
razões para que isso ocorra é devido ao fato que a extremidade inicial de muitas 
proteínas em formação possui sequências de aminoácidos que se ligam 
imediatamente a locais receptores específicos no retículo endoplasmático. 
Porém, a maioria das proteínas sintetizadas é liberada diretamente no citosol, 
não no retículo endoplasmático. 
 
3. Tipos diferentes de RNA: mensageiro, transferência, ribossômico e micro 
RNA mensageiro – Possui os códons complementares dos genes das fitas de 
DNA. Um dos códons possui como função identificar a iniciação, chamado de “códon 
de iniciação”, assim como também há códons responsáveis por identificar o término, 
chamados de “códons de terminação”. 
RNA de transferência – Possui os anticódons, de maneira que vai ser 
responsável por trazer os aminoácidos correspondestes das proteínas que estão 
sendo formadas (como um “carreador”). Durante a formação das moléculas de 
proteínas, os códons e os anticódons vão se ligar frouxamente, através de pontes de 
hidrogênio, de maneira que os respectivos aminoácidos se alinhem, formando a 
cadeia especifica da proteína. 
RNA ribossômico – Possui uma representação de 60% na constituição dos 
ribossomos e possui seu funcionamento associados a outros tipos de RNA, como o 
transportador e o mensageiro. À medida que o RNA ribossômico se forma, ocorre o 
acumulo desse no nucléolo da célula. 
MicroRNA - Fragmentos curtos que são responsáveis pelo controle da 
expressão gênica, não sendo capazes de sintetizar proteínas. Isso ocorre através da 
atuação da célula que transforma esse em um complemento do RNA mensageiro, de 
maneira que vão controlar a expressão gênica, pois promovem a repressão da 
tradução ou degradação do RNA mensageiro. Há outro tipo de microRNA, chamado 
de RNA de baixa interferência/RNA silenciador/RNA de pouca interferência, podendo 
ser administrados para silenciar a expressão de genes específicos. 
 
4. Regulação gênica 
A regulação diferenciada da expressão gênica é capaz de permitir que as 
células realizem suas funções diferenciadas. A forma mais válida de regulação ocorre 
através da identificação se ou quanto de produtos de gene (proteínas) são produzidos. 
O controle pode ser realizado através de promotores basais ou através dos 
promotores a jusante, o qual contem vários sítios de ligação para fatores de 
transcrição positivos e negativos, que podem afetar a transcrição através de 
interações com proteínas ligadas ao promotor basal. 
Também pode ocorrer o controle através de potenciadores, que são regiões do 
DNA que podem se ligar a fatores de transcrição, podendo ser encontrados longes ou 
próximos dos seus genes alvos. 
O gene regulador vai ser responsável por codificar a proteína reguladora, a qual 
pode ser uma ativadora ou inibidora, de maneira que essa pode ser ativadora para um 
e repressora para outro promotor. 
 
5. Controle da função intracelular pela Regulação Enzimática 
Algumas atividades enzimáticas são controladas por inibidores ou ativadores 
intracelulares, os quais vão agir diretamente em enzimas. A inibição enzimática, um 
exemplo de feedback negativo, possui como uma das principais importâncias, através 
da inativação da primeira enzima, evitar a formação de produtos intermediários que 
não seriam usados. Enzimas que normalmente são inativadas podem ser ativadas 
quando necessário. 
6. Ciclo de vida celular 
O ciclo celular possui início com a replicação do DNA, sendo um processo 
necessário antes de iniciar a mitose. Durante o processo de duplicação do material 
genético e anteriormente ao início da mitose, a célula passa por um período de 
checagem, o qual é denominado de “Leitura de prova”, para identificar se houve 
pareamento de nucleotídeos inapropriados com os nucleotídeos da fita molde. As 
histonas, que se encontram na molécula de DNA, vão apresentar um papel 
importante, pois enquanto estiverem presentes, o DNA não poderá ser replicado para 
dar início a divisão celular. 
A mitose celular vai ter início na prófase, o qual vai consistir na formação do 
fuso mitótico (formados pelos centríolos, o quais são constituídos de microtúbulos, e 
que foram duplicados no mesmo período de replicação do DNA), além de o núcleo se 
condensar em cromossomos bem definidos. Após isso, ocorre a fase de 
prometáfase, de maneira que os microtúbulos vão realizar a fragmentação do 
envoltório nuclear, simultaneamente, as áster dos microtúbulos vão aderir às 
cromátides nos centrômeros, os quais vão puxar as cromátides para polos opostos da 
célula. Na metáfase, as cromátides vão ser puxadas para o centro da célula, 
organizando-as noplano equatorial. Na fase de anáfase, as cromátides irão ser 
separadas no centrômero. Os conjuntos são puxados por áster mitóticas opostas, 
promovendo a separação, enquanto os dois polos da célula são empurrados, 
separando ainda mais. A telófase consiste na separação total das novas células, 
de maneira que os cromossomos vão ser descondensados, a membrana nuclear é 
reconstituída e o fuso mitótico se dissolve. 
 
7. Controle do crescimento e reprodução celular 
O controle pode ocorrer através de três métodos. No primeiro, o controle é 
realizado através de fatores de crescimento que advêm de outras partes do corpo. No 
segundo, algumas células param de crescer quando não há mais espaço para o 
crescimento. Terceiros, células param de crescer quando pequenas quantidades de 
suas próprias secreções se acumulam no meio da cultura. O controle do tamanho da 
célula é realizado quase que totalmente pela quantidade de DNA funcionante no 
núcleo. 
 
 
8. Diferenciação celular 
A diferenciação celular consiste em alterações nas propriedades físicas e 
funcionais da célula, à medida que se proliferam no embrião, a fim de formar diferentes 
estruturas e órgãos. 
 
9. Apoptose 
Esse processo consiste na morte programada das células, de maneira que 
ocorre através de uma cascata proteolítica, que faz com que, consequentemente, as 
células murchem e condensem, desmontando o citoesqueleto, alterando a superfície 
celular de forma que a célula fagocítica ao seu redor possa aderir à membrana celular 
e digerir a célula. A apoptose é iniciada através da ativação das caspases, as quais, 
uma vez ativadas, as enzimas clivam e ativam outras, deflagrando a cascata que 
rapidamente quebra as proteínas da célula. A apoptose é equilibrada normalmente 
pela formação de células novas em adultos jovens. 
 
10. Câncer 
O câncer possui como causa as mutações genéticas ou a ativação anormal de 
genes que controlam o crescimento e a mitose celular, sendo esses genes anormais 
chamados de oncogenes. Nas células também está presente os antioncogenes, os 
quais vão ser responsáveis por suprimir a ativação de oncogenes específicos. 
As células potencialmente cancerosas são constantemente destruídas pelo 
sistema imune. Isso ocorre através da identificação de proteínas anormais formadas 
pelos genes mutantes, de maneira que essas ativam o sistema imune do corpo, o qual 
vai formar anticorpos específicos para combater as células cancerosas, destruindo-
as. OBS: Pacientes que passaram por processos de transplante de órgãos, e 
necessitam tomar imunossupressores, possuem a probabilidade de 
desenvolver câncer cinco vezes maior. As substâncias químicas capazes de causar 
mutação são conhecidas como carcinógenos. 
Características invasivas das células cancerosas: Não respeita os limites 
normais do crescimento celular, possuem maior aderência (aderem mais facilmente 
umas as outras do que as outras células), de maneira que tendem a vagar pelos 
tecidos e entrar na corrente sanguínea, alguns cânceres produzem fatores 
angiogênicos, o que faz com que novos vasos sanguíneos sejam criados no tumor. (o 
câncer mata pois não permite que outros tecidos sejam nutridos).