Genética: Biologia Celular

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(Passei Direto) RESUMOS DE ODONTO @n09.10
Genética e Biologia Celular: Ciclo Celular e
Replicação do DNA
Sumário:
- Revisão: ácidos nucleicos
- Ciclo celular
- Conceitos importante
- Controle do ciclo celular
- Replicação do DNA
Ácidos Nucleicos: Revisão
Moléculas responsáveis pelo armazenamento, duplicação e expressão da informação genética
- 2 tipos: DNA e RNA
- Formados por nucleotídeos
- Nucleotídeos: nucleosídeo + grupo fosfato
(Nucleosídeo: base nitrogenada + desoxirribose(DNA) ou ribose(RNA))
Ligação fosfodiéster: (importante para a duplicação do DNA)
1) Fosfato do carbono 5’ da pentose de um nucleotídeo
2) Hidroxila do carbono 3’ da pentose do outro nucleotídeo
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DNA - Pontes de Hidrogênio
A ligação que ocorre entre um par de bases nitrogenadas, unindo as duas fitas do DNA, são as pontes de
hidrogênio. Adquirindo a estrutura em espiral (dupla hélice).
(O DNA é uma molécula antiparalela)
Na ligação A-T: 2 pontes; na C-G: 3 pontes
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RNA
É formado a partir do molde de DNA e utiliza uma expressão da informação genética, a TRANSCRIÇÃO
Em relação ao DNA, existem diferenças importantes:
1) o RNA possui URACILA no lugar da timina
2) A pentose é a ribose
3) Formado por fita simples (com eventuais pareamentos de bases intra-cadeia)
O DNA expressa as características contidas neste, atuando como molde para o RNA se expressar as proteínas
que constituem grande parte do nosso corpo. Essas estruturas são controladas e determinadas
O dogma central pode ser modificado, controlado. Qualquer alteração pode resultar em doenças e modificações
significativas.
Proteínas: síntese, degradação, alterações estruturais
RNA: estabilidade do RNA: “RNA “Splicing”
DNA: replicação, mutações, reparo do DNA, expressão gênica
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Ciclo Celular: Introdução e conceitos
O DNA controla toda a atividade celular. Ele possui a “receita” para a estrutura e para o funcionamento de uma
célula. Toda vez que uma célula divide, a "receita" deve ser passada para as células-filhas, todo o “arquivo”
contendo as informações sobre o funcionamento celular precisa ser duplicado para que cada célula-filha receba
o mesmo tipo de informação que existe na célula-mãe. Para que isso ocorra, é fundamental que o DNA sofra
“auto-duplicação”.
“Onde surge uma célula, existia uma célula prévia, exatamente como os animais só surgem de animais e as
plantas de plantas” (Rudolf, Virchow, 1821-1902)
Ciclo celular: Período que compreende os processos que ocorrem desde a formação de uma célula até sua
própria divisão em duas células filhas. (Tudo o que acontece desde o surgimento até a divisão de uma célula)
Natureza cíclica:
Intérfase: preparação para a divisão célula cresce em tamanho, sintetiza proteínas, RNA e DNA (G0, G1, S e
G2)
● é o período mais longo do ciclo celular (por volta de 80% do ciclo celular)
● G0, gap zero (quiescência): estágio onde a célula permanece indefinidamente na intérfase (célula
estável ou permanente). Este tipo de fase acontece entre a citocinese anterior e a fase G1
● G1 (“gap” 1): DNA recebe estímulos para ser duplicado: intervalo entre o final de uma mitose e início
de uma nova síntese de DNA
● S (síntese): divisão celular (síntese): replicação semi-conservativa do DNA
● G2 (“gap” 2): período após a divisão, onde ocorre o preparo para sofrer divisão novamente: intervalo
entre o final da fase S e o início da mitose
Mitose: divisão do núcleo - visível ao microscópio (fase M)
Citocinese: divisão do citoplasma
O processo de diferenciação ocorre ao longo das divisões celulares
Tipos de células do organismo:
● Células lábeis: constantemente em divisão - ex:epitélio da pele ou mucosas
● Células estáveis: constantemente em condição G0 quando estáveis, que eventualmente, ao receber
estímulos, podem se dividir - ex: hepatócito
● Células permanentes: sempre em G0- ex: neurônios
Duração do ciclo celular:
- me torno de 25 horas
- 8 minutos em embriões de mosca
- 1 ano em hepatócitos
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Ciclo celular: Quem controla?
O ciclo é regulado pela interação de proteínas que conduzem e coordenam o desenvolvimento do ciclo. Estas
proteínas são produzidas pelas próprias células em resposta à articulação de uma cascata de eventos
bioquímicos desencadeados por fatores de crescimento que culminam na duplicação do DNA.
Checkpoints (ponto de checagem): - ativação do fator de transcrição
Sistema de controle do ciclo celular coordenado pela interação de proteínas (ciclinas e quinases dependentes
de ciclinas - cdk’s)
- Depende de sinais externos e internos da célula
- Garante a correta duplicação do material genético e o sucesso da divisão
- Fatores de crescimento, ciclinas, cdk’s e oncogenes (GO)
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- Genes supressores de tumor e inibidores de cdk’s (ao identificar algum problema, a célula para o ciclo
celular)
Checkpoints: fase G1
A célula monitora o ambiente externo e o seu tamanho e decide quando começar a duplicação de seu DNA
- Desde o momento em que o ciclo celular passa da fase G1, “não tem mais volta”
- Caso esteja tudo certo: ciclina e quinase fosforila - passa pra (S)
Checkpoint: fase G2
A célula verifica se a duplicação de seu DNA foi completa e correta e decide quando começar a mitose.
- Caso seja identificado algum problema, a célula terá que reparar o erro ou induzir a apoptose
(transcrição de DNA errada).
- Caso esteja tudo certo: passa para (M)
Checkpoint: fase M
A célula checa o alinhamento e as tensões dos cromossomos no fuso mitótico e permite ou não a anáfase
- Checagem, reparo/apoptose
Câncer: problemas nos sinais de GO / STOP
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Cdk (“cyclin-dependent protein kinase”)
- Quinase dependente de ciclina
- Proteínas que ativam a replicação do DNA e levam a progressão do ciclo celular
- (Depende da) Fosforilação
A ligação delas vai, por fosforilação, ativar a divisão (deve ter SOMENTE 1 grupo fosfato)
Qualquer mutação nas proteínas podem causar alterações conformacionais.
Ciclinas - proteínas que se ligam às cdk(s)
- Ciclinas G1: se ligam às cdks durante a fase G1, sendo necessárias para a entrada em S
- Mitóticas: se ligam às cdks durante G2, sendo necessárias para entrada em mitose
O primeiro checkpoint consiste na saída do G0 e na entrada do S (duas ligações - ciclina + CDK). Quando esse
checkpoint é ativado, o fator de transição (E2F) é liberado, ativando a produção de DNA polimerase
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Ataxia Telangiectasia: síndrome que o paciente não possui sistema de reparo de DNA
Mutações no gene ATM (parte do G1 checkpoint) que controla o reparo do DNA em casos de dano.
Uma vez mutado, não ocorre a detecção do dano e a célula continua a proliferar sem que haja o reparo no DNA.
Replicação do DNA
Consiste na separação da dupla fita do DNA (pontes de Hidrogênio) de forma transitória em várias regiões do
DNA seguida pela polimerização dos nucleotídeos a partir da fita molde.
A duplicação semi-conservativa do DNA é uma das partes do ciclo celular: 1 fita original + 1 fita nova
- 500 nucleotídeo por segundo em bactérias
- 50 nucleotídeos por segundo em mamíferos
- Sistema multienzimático
- Processo acurado e rápido
- “Proofreadin”: 1 erro a cada 10 9 pb (1.000.000.000 pb)
Genoma: 3x10 9pb
- permite a divisão das células de modo adequado + sistema de reparo
Componentes envolvidos na replicação do DNA:
1) DNA helicases (quebra das pontes de H)
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2) Topoisomerase (quebras que desespiralizam o DNA)
- Quebras específicas e ligações inversas
3) Proteínas ligadoras de DNA fita simples (mantém a fita “retinha”)
- Manutenção das fitas em linha
4) DNA polimerase alfa e delta (alfa: 3’-5’; delta: 5’-3’)
- Adição de nucleotídeos às fitas
- Conformação de uma mão fechada; a fita passa por meio dessa “mão”
- Só adiciona nucleotídeos na ordem 5’-3’
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(1)DNA Helicase quebrando as dupla fitas; (2)DNA topoisomerase desespiralizado; (3)Proteínas ligadoras
mantendo a fita na posição; (4) DNA polimerase adiciona nucleotídeos
Conforme a DNA helicase vai quebrando as ligações, o DNA polimerase vai adicionando os nucleotídeos (ação
contínua).
Na fita 3’-5’ isso é feito de maneira inversa. Como não há outro DNA helicase atuando do outro lado, a ação
não é contínua. Dessa forma, a DNA polimerase alfa vai, de pouco a pouco, adicionar nucleotídeos na direção
5’-3’
5) DNA primase
- Forma pequenos fragmentos de DNA para guiar a DNA polimerase
- São formados vários segmentos de DNA de maneira não contínua (é feita em vários pedacinhos)
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6) RNAs iniciadores (primers)
- Fita de síntese contínua: 3’-5’
- Fita de síntese descontínua, em pequenos fragmentos: 5’-3’
7) Nucleases / Fragmentos de Okasaki
- Fragmentos formados entre um iniciador e outro (São unidos depois)
8) DNA ligase
DNA polimerase delta: adiciona nucleotídeos na fita 5’-3’ de maneira contínua
DNA polimerase alfa: adiciona nucleotídeos na fita 3’-5’ de maneira descontínua
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