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Transcriçã� � processament� d� RNA ESTRUTURA DO RNA RNA COMO DNA = ÁCIDO NUCLEICO Polímero de nucleotídeos Nucleotídeos diferente do DNA : Agora se chama Açúcar (Ribose, nessa tem hidroxila), + Grupo fosfato + Base nitrogenada (Adenina, guanina ou seja as purinas são iguais, contudo as pirimidinas são diferentes agora são citosina e uracila) RNA = FITA SIMPLES E NÃO DUPLA HÉLICE DIFERENTE DO DNA ESSAS INTERAÇÕES DE BASES NITROGENADAS NÃO SÃO IMPORTANTES PARA MANUTENÇÃO DA ESTRUTURA DE DUPLA HÉLICE MAS SIM NA SÍNTESE DO RNA RNA MAIS INSTÁVEL, POIS O DNA TEM ESTRUTURA DE DUPLA HÉLICE E ESTABILIZAÇÃO ENTRE AS BASES O DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA NÃO SE CONHECIA O FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA, DEMORANDO MAIS TEMPO PARA SE CHEGAR NO DOGMA O QUAL AFIRMA Os genes são perpetuados como sequências de ácidos nucléicos e se expressam na forma de síntese de proteínas → Ou seja, carrega o gene na forma de DNA e expressa na forma de proteína DOGMA = VERDADE ABSOLUTA AJUSTES DO DOGMA CENTRAL Dogma passou por ajustes Atualmente se sabe que podemos produzir DNA a partir do RNA por meio de enzimas que estão nos vírus, e fazem a transcrição reversa → ENZIMA TRANSCRIPTASE REVERSA Alguns RNAs não viram proteínas RNA FOI DIVIDIDO EM CLASSE DE ACORDO COM A FUNÇÃO NA SÍNTESE DE PROTEÍNA CLASSES DE RNA mRNA = RNA mensageiro → Quando se tem uma molécula de DNA, a mesma é transcrita e ao ser traduzida gera uma proteína. Carrega uma informação para gerar uma proteína RNA FUNCIONAL SÃO ESSES DOIS, UMA VEZ QUE NÃO CARREGA INFORMAÇÃO GENÉTICA E SIM EXECUTAM SUA FUNÇÃO tRNA = RNA transportador → Faz a tradução da sequência que o RNAm ta carregando e ao fazer a codificação, determinar a sequência de aminoácido que forma a proteína rRNA = RNA ribossômico → Auxilia na formação do ribossomo, onde ocorre a síntese dessas proteínas SÍNTESE PROTEICA Inicia dentro do núcleo pois lá que tem o DNA, além disso é onde acontece o processo de transcrição (copia a sequência do gene para formar o RNAm) RNAm levado até o citoplasma onde vai ser traduzido em uma sequência de aminoácidos (proteína é um polímero de aminoácidos) A REPLICAÇÃO SÓ OCORRE QUANDO A CÉLULA ENTRA EM DIVISÃO CELULAR Acontece apenas durante a divisão celular? Essa ocorre a todo momento uma vez que o organismo precisa de proteína a todo momento diferente da replicação que só ocorre quando a célula está em divisão celular TRANSCRIÇÃO DO RNA Processo altamente seletivo que determina a expressão gênica → Pedaço de um dos cromossomos para fazer a síntese de proteína, logo a região deve ser sinalizada de maneira perfeita O processo de transcrição é baseado na complementaridade de bases; por isso a diferença de uma das bases, pois na hora de fazer transcrição é necessário ter a bolha de transcrição (abrir a fita para ter acesso a sequência de bases nitrogenadas para que a RNA POLIMERASE, consiga complementar a base nitrogenada copiando a próxima fita) Ocorre no núcleo → DNA ESTÁ LÁ COPIAR UM PEDAÇO DO DNA OU SEJA EXPRESSAR UM GENE ESPECÍFICO BOLHA DE TRANSCRIÇÃO RNA FORMADO DE UM LADO LOGO SÓ UM LADO É USADO, POIS COMO A DNA POLIMERASE, ESSA RNA POLIMERASE SÓ CONSTRÓI FITA NO SENTIDO (5’ → 3’), LOGO SÓ USA COMO MOLDE 3’ → 5’ A - U OUTRA DIFERENÇA É QUE NA REPLICAÇÃO A DNA POLIMERASE CHEGAVA NA BOLHA E NÃO FAZIA A LEITURA LOGO DE CARA, OU SEJA NÃO PRECISA DE PRIMASE UMA VEZ QUE A RNA POLIMERASE É AUTO SUFICIENTE A transcrição do RNA envolve três etapas: 1) Iniciação 2) Alongamento 3) Término A RNA POLIMERASE QUER APENAS UM PEDAÇO LOGO PARA ENCONTRAR APENAS UM PEDAÇO ESSA FASE DE INICIAÇÃO É IMPORTANTE TODOS GENES TEM A REGIÃO PROMOTORA A QUAL CONTÉM SEQUÊNCIAS ESPECÍFICAS DE BASES NITROGENADAS QUE IDENTIFICA QUE ALI O GENE ESTÁ INICIANDO UMA DAS SEQUÊNCIAS QUE IDENTIFICA É TATAA OU TATAA BOX, SEQUÊNCIA DE TIMINA E ADENINA, VÁRIAS VEZES SINALIZANDO QUE ALI É O INICIO DO GENE QUEM FAZ O RECONHECIMENTO DESSA REGIÃO EM ORGANISMOS EUCARIOTAS SÃO ESSAS MOLÉCULAS EM VERDE, MARROM E LARANJA NA IMAGEM ACIMA = FATORES DE TRANSCRIÇÃO (MOLÉCULAS MAIORES QUE SE LIGAM A REGIÃO PROMOTORA DO GENE MOSTRANDO PARA RNA POLIMERASE QUE ESSE GENE VAI SER TRANSCRITO, EMITINDO UMA ESPÉCIE DE SINAL. ALÉM DISSO OS FATORES SÃO IMPORTANTES TANTO PARA O POSICIONAMENTO CORRETO DA RNA POLIMERASE QUANTO PARA DIFERENCIAR A PROTEÍNA EXPRESSA LOGO FATORES ESPECÍFICOS) LOGO A QUANTIDADE DE FATORES DETERMINA A VARIABILIDADE DA TRANSCRIÇÃO GENÉTICA LOGO MAIS DIVERSIDADE DE PROTEÍNAS EXPRESSA Fatores associados a região promotora mostra a RNA polimerase onde deve se associar para fazer leitura desse gene. A mesma é modificada para saber se está no lugar certo ALONGAMENTO Após o reconhecimento da região ela vai promover a abertura da fita (bolha de transcrição) RNA polimerase abre a fita para que ela consiga fazer a leitura das bases nitrogenadas no sentido (5’ → 3’) complementando essas bases A medida que ela vai fazendo a leitura ela vai construindo o RNAm, aquele que carrega a mensagem, ou seja a sequência do gene que vai expressar na forma de uma proteína TÉRMINO O alongamento, vai acontecer até a RNA polimerase chegar em uma sequência final chamada de sequência finalizadora Sequências chamadas finalizadores sinalizam que o transcrito de RNA está completo. Uma vez transcritos os finalizadores, o transcrito se libera da RNA polimerase TODO GENE CONTÉM UMA REGIÃO PROMOTORA (INDICA O INICIO DO GENE) E UMA REGIÃO FINALIZADORA OU TERMINA (INDICA QUE ACABA A SEQUÊNCIA DO GENE) Quando a RNA polimerase encontra essa região ela faz com que haja uma mudança estrutural no RNAm, no qual ele se solta do DNA que serviu de molde e todo aquele complexo é desfeito PROCESSO DE RNAm REGIÃO MAIOR É AQUE NÃO CODIFICA PROTEÍNA Após a transcrição, ainda no núcleo, estes RNA podem sofrer edições moleculares que retiram partes que não importam na síntese da proteína de interesse. Este processo é comumente referenciado pelo seu nome em inglês como splicing ÉXONS: determinam a sequência de aminoácidos da proteína → Regiões codificadoras ÍNTRONS: regiões não codificadoras OS INTRONS SÃO IMPORTANTES POIS CASO OCORRA UMA MUTAÇÃO NÃO GERE NENHUM PROBLEMA PARA PROTEÍNA FORMADA Quando a RNA polimerase faz a transcrição da fita molde, vai construir um PRÉ RNAm pois ele ainda possui ambas as sequências isso é a codificadora e a não codificadora (nao necessária no RNA pois não geram nenhum aminoácido) Antes da tradução ele sofre um splicing, ou seja a retirada dos introns, gerando um RNAm FUNCIONAL ou MADURO. Esse RNAm funcional tem apenas os exons, que ao ser traduzido gera uma cadeia polipeptídica e assim gerar uma proteína SPLICING ALTERNATIVO A RNA POLIMERASE copia tudo, ou seja as áreas codificadoras ou não e o splicing é necessário para retirar esses introns. Contudo nossas células eucariontes tem um processo chamado splicing alternativo no qual, com o auxílio de um complexo de proteínas (spliceossomo), o íntron (no início de cada intron existem sequências para que esse complexo reconhece e retira) é retirado e os éxons são unidos, formando o RNAm maduro que será exportado ao citoplasma Contudo o spliceossomo pode acabar retirando tudo por exemplo inclusive os exons no caminho, logo ele junta os exons e esse processo é denominado SPLICING ALTERNATIVO O SPLICING ALTERNATIVO É A MANEIRA QUE A CÉLULA TEM DE A PARTIR DE UM MESMO RNAm GERAR SPLICING DE MANEIRA DIFERENTES E GERAR PROTEÍNAS DIFERENTES A PARTIR DE UM MESMO RNAm → ACONTECE PROPOSITALMENTE ESSE SPLICING CRIA UMA VARIABILIDADE QUE AUMENTA O NÚMERO DE PROTEÍNAS GERADAS DESSA FORMA O DNA SE OTIMIZA PARA QUE O GENE GERE MAIS QUE UMA PROTEÍNA OU SEJA A PARTIR DE COMBINAÇÕES DIFERENTES DE EXONS, CONSEGUE PRODUZIR DIVERSAS PROTEÍNAS POR UM MESMO GENE OTIMIZANDO ATÉ MESMO ESPAÇO TRANSCRIÇÃO = DNA SERVE DE MOLDE PARA SÍNTESE DE UM RNAm SPLICING ALTERNATIVO POTENCIALIZA O GENOMA DE FORMA QUE COM UMA MENOR QUANTIDADE DE GENES É POSSÍVEL PRODUZIR MAIOR QUANTIDADE DE PROTEINAS RNAm SOFRE OUTRAS MODIFICAÇÕES . PRIMEIRO PROCESSAMENTO = RETIRADA DE INTRONS PARA AS DIFERENTES COMBINAÇÕES DE EXONS A TRANSCRIÇÃO OCORRE NO NÚCLEO CONTUDO A TRADUÇÃO OCORRE NO CITOPLASMA LOGO O RNAm DEVE SER ESTABILIZADO PARA QUE CONSIGA SAIR DO NÚCLEO E IR PARA O CITOPLASMA SEM SER DEGRADADO POR ISSO OCORREM MODIFICAÇÕES DA EXTREMIDADE Modificações nas extremidades: importantes para a TRADUÇÃO SÃO ADICIONADAS DUAS ESTRUTURAS NA PORÇÃO 5’ → CAP 5’, Adição de uma molécula (guanina recebe um grupo metil), protege o RNAm da degradação NA PORÇÃO 3’ → CAUDA POLI A, ajuda no processo de exportação do núcleo para o citoplasma e estabiliza a estrutura do RNA maduro ou seja sem íntrons e pronto para ser codificado e se tornar uma proteína APÓS A ADIÇÃO DESSAS ESTRUTURAS O RNA ESTÁ PRONTO PARA PASSAR PARA O CITOPLASMA E AÍ SIM SER TRADUZIDO UM CROMOSSOMO = PEDAÇO DO DNA E TELÔMERO TA NO PEDAÇO DO CROMOSSOMO TRADUÇÃO DO RNAm A atividade dos três tipos de RNA anteriormente descritos (RNAr, RNAt e RNAm) no citoplasma possibilita a síntese de uma proteína. ➔ CADA NUCLEOTÍDEO NÃO É LIDO DE MANEIRA ISOLADA E SIM EM CÓDON (3 BASES NITROGENADAS) ➔ CADA 3 NUCLEOTÍDEOS DÃO A CODIFICAÇÃO QUE REPRESENTA DIFERENTES AMINOÁCIDOS TABELAS DE CÓDONS A combinação de códons geram 20 aminoácidos 64 códons Cada trio identifica um aminoácido As proteínas do corpo são formadas por diferentes combinações desses 20 aminoácidos Mais de um códon identifica um mesmo aminoácido, isso é uma característica do nosso código genético denominado → DEGENERADO Código genético é degenerado: os aminoácidos podem ser representados por mais de um códon. Isso é uma maneira de prevenir mutações (RNA polimerase pode acarretar um erro, e com essa característica não impacta o fim) ALÉM DISSO A TABELA APRESENTA DOIS TIPOS DE AMINOÁCIDOS IMPORTANTES NO MOMENTO DA SÍNTESE DE PROTEÍNA METIONINA START CODON → Sinal de que aqui é o começo AUG (Todas as proteínas têm esse primeiro códon) STOP CODON → Indica onde para a leitura do RNAm, três diferentes tipos de códon, são eles (UAA - UAG - UGA) RNA TRANSPORTADOR Identifica que o códon que está no RNAm representa um determinado aminoácido Tem em sua estrutura ANTICÓDON = COMPLEMENTAR A UM CÓDON Quando o RNAt, conseguir complementar a sequência de codon de acordo com seu anticódon mostra que ele está lendo a sequência certa e além disso que naquela posição existe um aminoácido com o qual ele está carregando TRADUÇÃO DO RNA MENSAGEIRO Todo esse processo de tradução só ocorre graças a uma organela denominada RIBOSSOMO, esse é formado por duas subunidades e com essas ele consegue contribuir na leitura de RNAm para que ele se transforme em proteína. Contudo essas subunidades só se juntam quando a síntese proteica vai começar Essas subunidade vão se unir quando o ribossomo encontra o RNAm e quem faz esse reconhecimento é a subunidade menor (esse reconhecimento se dá pelas estruturas adicionadas no processamento do RNAm como o CAP 5’) CAP 5’ AJUDA NO RECONHECIMENTO DESSE RNAm PELA SUBUNIDADE MENOR A subunidade menor após reconhecimento do RNAt, fica a espera de que o mesmo reconheça o primeiro códon, o qual mostra o lugar que se inicia a síntese de proteína nesse caso a METIONINA (A U G) Quando o RNAt que tem o anticódon (U A C), se complementa com o códon inicial, é o sinal que a célula necessita para saber que a síntese de proteína vai começar ➔ o RNAt se ligou a essa região logo osinal foi dado para que a outra subunidade se ligue formando o complexo mostrado na imagem ➔ Esse complexo internamente tem a formação de três sítios (sítio E, P, A), os mesmos são importantes na leitura dos códons que compõem o RNAm INÍCIO DA TRADUÇÃO DO RNA MENSAGEIRO O RNAm foi reconhecido pela subunidade menor do ribossomo e aguarda o anticódon do RNAt que deve ser complementar ao códon inicial Subunidade se associa para começar a tradução formando sítios, e então esse RNAt associado ao códon inicial fica no sitio P, sitio A fica vazio uma vez que está esperando o próximo RNAt fazer o reconhecimento do códon por meio do seu anticódon e mostrar que nessa posição eu preciso desse aminoácido Os aminoácidos dos seus respectivos RNAt se ligam por meio de ligação peptídica um com outro, acontecendo a mudança de posição do aminoácido para que ocorra a ligação peptídica O que importa para proteína é a sequência de aminoácidos, logo o RNAt fica vazio e o ribossomo move para frente para fazer a leitura dos outros 3 nucleotídeos. Dessa forma oq tava no sítio P vai para o sítio E (sítio de saída - exit), o que estava no sítio A foi para o P, e o sítio A ficou vazio LEITURA DO RNA MENSAGEIRO Isso ocorre ao longo da leitura do RNAm CADA CÓDON É LIDO DE MANEIRA ISOLADA LOGO Cada nucleotídeo pertence a apenas um códon: não tem superposição, são sempre de 3 em 3 Todos os códons são lidos sequencialmente: sequência ordenada ALONGAMENTO E TÉRMINO DA TRADUÇÃO DO RNA A leitura ocorre até construir a sequência de aminoácidos que configura a proteína No final tem o STOP CÓDON, sinalizando o fim da leitura. Logo quando o mesmo chega no sítio A (lembrando que nao tem transportador que reconhece esse códon), ele é reconhecido pelo fator de liberação, quando ele se liga e ocorre a complementação ele gera todo uma quebra desse processo, ou seja de todas as estruturas envolvidas no processo da síntese da proteína (Subunidades do ribossomo se separa, RNAm sai, ultimo RNAt também sai). Resta apenas a cadeia de aminoácidos que futuramente vai dar origem às estruturas de proteínas SEQUÊNCIA DE AMINOÁCIDOS É O PRIMEIRO PASSO PARA TER UMA PROTEÍNA FUNCIONAL NA REPLICAÇÃO O DNA É COPIADO PARA QUE O MESMO VÁ PARA A OUTRA CÉLULA E UM DELES É MOLDE NA TRANSCRIÇÃO ELES NÃO SE JUNTAM POIS O DNA É APENAS UM MOLDE BOLHA = ABERTURA EXPRESSÃO GÊNICA E DIFERENCIAÇÃO CELULAR A transcrição acontece toda hora na célula e cada uma dessas células apresentam proteínas diferentes acarretando diferentes características das células ALTERAÇÕES NA SEQUÊNCIA E ATIVIDADE PROTEICA Mutação é a mudança na sequência de nucleotídeos, ela ocorre no começo do processo e determina uma proteína que não tem a mesma função No exemplo a hemoglobina (responsável pelo transporte de oxigênio), no caso ocorreu uma mutação que faz com que na hora que o RNAm vai usar esse gene para sintetizar uma parte da hemoglobina ocorre a troca de aminoácido gerando uma mudança na proteína, no caso quando a hemoglobina fica sem oxigênio ao invés da mesma manter sua estrutura, ela deixa a hemácia em formato de foice TANTO A REPLICAÇÃO QUANTO A TRANSCRIÇÃO DEVEM OCORRER DE MANEIRA PERFEITA, PARA QUE NÃO OCORRA MUTAÇÃO A sequência de aminoácidos de uma proteína, orientada pela sequência de códons de um RNA mensageiro, é de extrema importância para o seu correto funcionamento. Doença genética autossômica recessiva MUTAÇÕES Como as mutações acontecem e determinadas doenças podem surgir Mutações = Alterações do material genético de um organismo (sequência do DNA), gerando ou não um fenótipo incomum TROCA APENAS DE BASE NITROGENADA QUEBRA OU ACRÉSCIMO OU CROMOSSOMO A MAIS MUTAÇÕES PODEM OCORRER EM Expressamos o DNA dentro das células somáticas Mosaicismo = Pessoas com parte das células com mutações e outra não Exemplo → Câncer de pele mas não passou para as outras DOIS TIPOS DE CAUSA DE MUTAÇÕES GÊNICAS ESPONTÂNEAS → DNA POLIMERASE MESMO POR EXEMPLO INDUZIDA → AGENTES MUTAGÊNICO OCASIONANDO O PROBLEMA, NORMALMENTES SÃO MAIS GRAVES AMBAS GERAM SUBSTITUIÇÃO, DELEÇÃO (DELETAR UMA BASE DA SEQUÊNCIA) E ADIÇÃO DE BASE (ADICIONAR UMA BASE A SEQUÊNCIA) MUTAÇÕES EM SEQUÊNCIAS NÃO CODIFICANTES OS 98% Mutações no DNA não codificador podem ser inócuas fenotipicamente. → Não expressam proteínas e é isso que expressamos do DNA Essas mutações são consideradas mutações neutras (não afetam os produtos ou a expressão gênica) → uma vez que essas sequências não afetam produtos e expressam genica MUTAÇÕES EM SEQUÊNCIAS CODIFICANTES Quando ocorre nas regiões codificantes atrapalha a configuração do RNAm, pois o mesmo é formado a partir do DNA, nesse caso toda leitura muda Se substituo (aminoácido diferente) Se acrescenta ou deleta → Muda toda sequência lida uma vez que a mesma ocorre de trinca em trinca, atrapalhando a formação de aminoácidos e a proteína não consegue ser funcional MUTAÇÕES POR ADIÇÃO OU DELEÇÃO Proteína pode ser funcional ou não (mudança da leitura das bases). Mais grave Ao adicionar a trinca muda, prejudicando toda a sequência Ao remover, a configuração do códon muda, determinando diferentes aminoácidos Por isso altera a sequência de produção, pois sua configuração é sempre feita de 3 em 3 MUTAÇÕES POR SUBSTITUIÇÃO DE BASE AO SUBSTITUIR AS CONSEQUÊNCIAS SÃO VARIADAS MUTAÇÃO MISSENSE → Pode ser neutra, ganho de função, perda de função uma vez que a proteína é formada por diversas sequências e constitui diferentes regiões MUTAÇÃO NONSENSE → Perde a atividade pois o resto da proteina nao vai ser funcional EFEITOS DAS MUTAÇÕES Silenciosa ou seja nada Nula = STOP CODON,pois terminou precocemente a síntese da proteína Pontual = perdeu a função Pontual = potencializou a proteína PROTEÇÃO NATURAL CONTRA MUTAÇÕES ➔ Ou seja mais de um códon identificando o mesmo aminoácido dessa forma aceitando mudanças em alguns pontos ➔ A substituição muitas vezes ocorre em pontos que não são críticos ➔ Algumas mutações que só se expressam em algumas situações, como na fenilcetonúria que a mutação só ocorre se consome fenilalanina ➔ Organismo possui como a atividade da DNA polimerase, genes que podem corrigir Muitas vezes quando a mutação não é muito extensa a célula pode corrigir
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