princípios da genética básica e molecular

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Laísa Dinelli Schiaveto 
 
 
PRINCÍPIOS DA GENÉTICA BÁSICA E MOLECULAR 
ESTRUTURA DO DNA (ÁCIDO 
DESOXIRRIBONUCLEICO) 
O DNA é uma escada contorcida formada por duas 
fitas laterais compostas por açúcar e fosfato, 
denominadas de esqueleto do DNA. E, também por 
uma série de degraus formadas por pares de 
compostos orgânicos, denominados como bases 
nitrogenadas. 
As bases nitrogenadas do DNA são: 
• Adenina (A) 
• Timina (T) 
• Guanina (G) 
• Citosina (C) 
 
O DNA é uma sequência longa de nucleotídeos que 
estão emparelhados formando uma longa cadeia 
dupla enrolada em espiral. 
 
Cadeia Principal 
A cadeia principal do DNA é: fosfato + resíduos de 
açúcar (desoxirribose), de forma alternada. 
 
Obs: A diferença entre o RNA e o DNA está no 
carbono 2 (C2); visto que no RNA tem-se OH, 
enquanto no DNA tem-se apenas H. 
 
 
 
 
Bases Purinas 
• Adenina (A) e Guanina (G) 
Possuem dois anéis, sendo um pentagonal e um 
hexagonal, que são compostos por carbono e 
nitrogênio. Além disso, esses anéis irão se fundir. 
 
Bases Pirimidinas 
• Citosina (C) e Timina (T) 
• Uracila (U) à RNA 
Essas bases são menores que as purinas. Possuem um 
anel hexagonal composto por carbono e nitrogênio. 
Este anel é semelhante ao benzeno, pois apresenta 
dois átomos de nitrogênio que substitui os átomos de 
carbono exatamente na posição 1 e 3. 
 
 
As bases purinas se unem as bases pirimidinas, que 
são complementares à essa cadeia de DNA e, estas 
se unem através de bases de hidrogênio. 
 
Têm-se um composto orgânico denominado 
heterocíclico, onde um deles é pirimidínico e o outro é 
imidazólico. 
• Anel pirimidínico – lembra o composto de 
benzeno; 
• Anel imidazólico – possui característica alcalóide 
(caráter básico) e possui em sua forma química 
carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio. 
Laísa Dinelli Schiaveto 
 
 
Nucleotídeo 
A dupla hélice do DNA é estabilizada por pontes de 
hidrogênio. Entre as duas cadeias encontram-se os 
quatro tipos de bases nitrogenadas, que se ligam ao 
açúcar e ao fosfato para formar o NUCLEOTÍDEO. 
 
As duas fitas de se ligam através de pontes de 
hidrogênio entre as bases nitrogenadas que ficam 
localizadas dentro da hélice, enquanto os grupos de 
fosfatos e açúcar ficam para fora formando o 
esqueleto do DNA. Além disso, as ligações de 
hidrogênio geram estabilidade para a dupla hélice de 
DNA. 
Uma propriedade importante é a 
HIDROFOBICIDADE dos componentes dos 
nucleotídeos: 
• As bases nitrogenadas são moléculas com alta 
hidrofobicidade e, portanto, apresentam baixa 
solubilidade em água; 
• O fosfato e o açúcar (desoxirribose) são moléculas 
altamente polares que interagem fortemente com 
moléculas de água. 
Sendo assim, pode-se supor que, na estrutura 
tridimensional do DNA, o fosfato e a desoxirribose 
estivessem mais expostos ao contato com a água, ao 
passo que as bases nitrogenadas deveriam se 
encontrar mais escondidas no interior do polímero. 
 
 
Pontes de Hidrogênio 
Um aspecto importante das pontes de hidrogênio é 
que essas forças não covalentes, que atuam em 
conjunto, são muito relevantes para manter o 
emparelhamento das bases e a estabilidade das duas 
hélices unidas entre si. 
Emparelhamento das Bases Nitrogenadas 
As bases químicas do emparelhamento derivam das 
pontes de hidrogênio formadas entre bases 
nitrogenadas de cadeias opostas. 
à Adenina (A) e Timina (T) 
Adenina e Timina se emparelham com a formação de 
duas pontes de hidrogênio. Ou seja, o grupo amino do 
C6 da adenina doa um átomo de hidrogênio à 
carbonila ligada ao C4 da timina e o N3 da timina doa 
um átomo de hidrogênio ao N1 da adenina. 
Essa doação ocorre para que o emparelhamento 
realmente aconteça. E, também, para que estas bases 
sejam complementares. 
à Guanina (G) e Citosina (C) 
A Guanina e a Citosina se emparelham com a 
formação de três pontes de hidrogênio. 
Obs 1: Uma característica importante é que os pares 
A:T e G:C de nucleotídeos apresentam a mesma 
geometria, bem como os pares T:A e C:G; ou seja, 
têm-se uma imagem espelhada. 
Obs 2: Duas pontes de hidrogênio é mais fácil de ser 
rompida do que três pontes de hidrogênio. 
Dupla Hélice 
A estrutura de dupla-hélice do DNA é governada pelo 
balanço de várias forças não covalentes em solução. 
• Forças Estabilizadoras à como as pontes de 
hidrogênio e o empilhamento de bases; 
• Forças Desestabilizadoras à como a repulsão 
eletrostática entre cargas negativas de fosfato. 
A repulsão eletrostática é um fenômeno de 
afastamento entre duas partículas elétricas idênticas 
(com mesmo sinal). 
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Então, para haver um melhor controle e estabilização, 
existem moléculas com cargas positivas, como íons 
metálicos (principalmente Mg2+) ou aminoácidos, 
como arginina e lisina presentes em grande 
abundância em histonas (proteínas que se associam 
ao DNA no núcleo da célula), tendem a estabilizar 
ainda mais a estrutura do DNA. 
Além disso, é importante destacar que, essas forças 
sempre estão em balanço, visando manter o equilíbrio 
dinâmico. 
Efeito Hipocrômico 
Este efeito é uma propriedade óptica da dupla hélice. 
Representa o efeito da alta absorção da radiação 
ultravioleta devido ao empilhamento de bases 
nitrogenadas. É utilizado para analisar a estabilidade 
do DNA por meio de suas curvas de desnaturação. 
Este efeito demonstrou que as cadeias 
complementares de DNA podem ser separadas por 
altas temperaturas ou quando submetidas a pH 
elevado, em um processo conhecido como 
desnaturação, que ocorre como resultado do 
rompimento das pontes de hidrogênio. 
 
À medida que o DNA é submetido a altas 
temperaturas, este se desnatura em cadeias de fita 
simples. 
Quanto maior o conteúdo de pares de G:C de uma 
molécula de DNA, maior é a estabilidade (devido à 
formação de três pontes de hidrogênio) e, portanto, 
maior quantidade de energia é necessária para a 
desnaturação. Sendo assim, são necessárias altas 
temperaturas para que haja transição para fita 
simples. 
Esse efeito é muito utilizado em laboratório para 
avaliar a estrutura do DNA. Primeiramente, o DNA é 
submetido à altas temperaturas até que se rompam 
as pontes de hidrogênio e, a temperatura é 
aumentada de acordo com a quantidade de pares de 
G:C. Logo em seguida, quando as pontes de rompem, 
o DNA é submetido à baixas temperaturas para que 
ocorra o processo contrário. Este processo é realizado 
para criar uma reversibilidade no DNA. Com isso, é 
possível analisar a estrutura do DNA e observar se há 
ou não erros e mutações. 
Regras de Chargaff 
Está relacionada à composição de bases nitrogenadas 
do DNA: 
1 – A quantidade total de bases purínicas (adenina e 
guanina) é igual à quantidade total de bases 
pirimidínicas (citosina e timina) do DNA. 
2 – A quantidade de timina é sempre igual à de 
adenina; e a de guanina é sempre igual à de citosina, 
mas a quantidade de adenina + timina não é 
necessariamente igual, em geral é distinta, à de 
guanina + citosina. Apesar disso, a proporção 
(adenina + timina)/(guanina + citosina) é a mesma 
para diferentes tecidos de um mesmo organismo. 
Sendo assim, nos diferentes tecidos de um mesmo 
organismo, há uma mesma proporção de A + T e G + 
C. E, a quantidade total de bases purínicas (A e G) é 
igual a quantidade de bases pirimidínicas (C e T). 
Exemplo: 
• 50 bases purínicas = 50 bases pirimidínicas 
• Mesmo organismo: 10% A:T = 10% G:C 
• Em outra espécie: pode variar 
Relação: Dupla Hélice e as Regras de Chargaff 
De fato, a Adenina (A) de uma cadeia está 
emparelhada com a Timina (T) de outra, ao passo que 
a Guanina (G) de uma cadeia se emparelha com a 
Citosina (C) de outra cadeia. 
Apesar de as duas cadeias apresentarem a mesma 
geometria helicoidal, o emparelhamento das bases 
mantém as duas cadeias unidas com orientação 
antiparalela. Dessa maneira, a base da extremidade 3’ 
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de uma cadeia se emparelha com a extremidade 5’ de 
outra cadeia.O emparelhamento das bases, de acordo com as 
Regras de Chargaff, garante complementariedade 
entre as cadeias e confere ao DNA seu caráter 
autocodificador. Além disso, a complementariedade 
torna possível a replicação semiconservativa, bem 
como a transcrição a RNA. 
Exemplo: 
A sequência 5’ – CATATG – 3’ em uma cadeia 
corresponde a uma sequência complementar 3’ – 
GTATAC – 5’ de outra cadeia; ou seja, elas se 
complementam exatamente por serem na mesma 
proporção. 
Ligação entre os Nucleotídeos 
Os diferentes nucleotídeos são ligados entre si em 
uma mesma fita a partir das ligações de fosfato que 
acontece sempre entre o carbono 5’ de um 
nucleotídeo com o carbono 3’ de outro nucleotídeo. 
Carbono 5’ à Carbono 3’ à Polimerização 
 
Visão Geral do DNA 
O DNA é extremamente organizado no núcleo da 
célula. É um conjunto orgânico, no qual contém as 
informações genéticas que coordena o 
funcionamento e desenvolvimento de todos os seres 
vivos e, que possui a função de transmitir as 
características hereditárias. 
Cada m0lécula de DNA enrola-se em proteínas 
denominadas HISTONAS. 
Cada porção do DNA forma o GENE (unidade 
fundamental de hereditariedade). 
Gene 
O gene é dividido em duas partes: 
I. Éxons: Parte codificante, que tem como 
propriedade se expressar em proteínas; 
II. Íntrons: Parte não codificante, que são 
inicialmente transcrita em RNA no núcleo, mas 
não representada no produto final proteico; ou 
seja, não tem a propriedade de se expressar em 
proteína. 
 
ESTRUTURA DO RNA (ÁCIDO 
RIBONUCLEICO) 
O RNA, conhecido como ácido ribonucleico, é 
formado por ribose + grupo fosfato + bases 
nitrogenadas. 
É uma cadeia simples de nucleotídeo e, assim, possui 
apenas uma fita de açúcar e fosfato, que é conhecida 
como esqueleto do RNA. Possui, também, o 
pareamento de suas bases nitrogenadas umas com as 
outras. 
As bases nitrogenadas do RNA são: 
• Adenina (A) 
• Guanina (G) 
• Citosina (C) 
• Uracila (U) 
TIPOS DE RNA 
RNA Mensageiro: responsável pela transferência da 
informação do DNA até o citoplasma. 
RNA Transportador: responsável pelo transporte de 
moléculas de aminoácidos até os ribossomos para 
formação de proteínas. 
RNA Ribossômico: é a maquinaria macromolecular; é 
responsável por guiar a montagem da cadeia de 
aminoácidos. 
 
 
 
Laísa Dinelli Schiaveto 
 
 
DNA X RNA 
 
REPLICAÇÃO 
A replicação do DNA, também conhecida como 
duplicação ou polimerização do DNA, é o processo 
que dá origem a uma nova molécula de DNA com a 
mesma sequência de bases existentes na original, 
assegurando, assim, que as funções que executam 
serão perpetuadas na descendência. 
O processo de replicação acontece ao longo da Fase S 
(Fase de Síntese do DNA) e a segregação das fitas de 
DNA acontece durante a Fase M da Mitose. 
A Fase S e M são antecipadas em intervalos 
denominados G1 e G2, que são fases preparatórias 
necessárias para que o DNA seja corretamente 
duplicado (fase G1) ou para que a segregação do DNA 
duplicado ocorra sem problemas (fase G2). 
G1 à S à G2 à M à G1... 
A operação exata desse ciclo é fundamental para a 
manutenção da viabilidade dessas células e, também, 
para prevenir ou evitar instabilidade genética, que 
pode levar à formação de tumores. 
 
O processo de replicação envolve a separação de duas 
fitas parentais e a produção de duas fitas novas, tendo 
as parenterais como molde. Sendo assim, cada nova 
molécula de DNA contém um fita parental e uma fita 
recém-sintetizada e, portanto, pode-se dizer que este 
é um Processo Semiconservativo, visto que conserva 
pela metade uma fita parental. 
PROTEÍNAS INICIADORAS 
A cada divisão da célula, é fundamental que o DNA 
seja replicado corretamente. Para isso, é essencial 
que todo o genoma seja replicado e que o processo 
ocorra apenas uma vez em cada divisão celular. 
Então, o controle é exercido principalmente antes do 
início da replicação do DNA, a partir do 
reconhecimento de sequências específicas do 
genoma por PROTEÍNAS INICIADORAS. 
Função 
O complexo formado entre o DNA e as proteínas 
iniciadoras ativa as origens da replicação e torna o 
DNA competente para ser replicado. Ou seja, a 
presença dessa proteína, licencia o DNA para se 
replicar à Esse processo acontece na Fase G1 do ciclo 
celular (eucariotos). 
Além disso, a ligação das proteínas iniciadoras nas 
origens de replicação atrai para o local diversas outras 
proteínas e enzimas que levam à promoção da 
separação das duas fitas de DNA, expondo um 
pequeno número de bases sem pareamento. 
Portanto, sem a presença das proteínas iniciadoras, 
não há o aval para a chegada de outras proteínas e 
enzimas, que levam à separação das duas fitas de 
DNA. 
BASE GERAL PARA REPLICAÇÃO 
O grupo de proteínas necessárias para o início da 
replicação é variável, mas geralmente requer: 
1 – Proteínas de Reconhecimento das Origens 
(Proteínas Iniciadoras): reconhecem a origem do 
processo de separação, ou seja, o lugar onde deve 
começar; 
2 – Enzimas Helicases: movem-se ao longo do DNA e 
separam as fitas usando energia química do ATP; 
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3 – Enzimas Topoisomerases: aliviam a tensão 
gerada na estrutura da hélice do DNA causada pelo 
estresse topológico da separação das suas fitas; 
4 – Proteína de Replicação (RPA): se ligam as fitas 
simples de DNA, estabilizando as fitas separadas. 
ETAPAS 
 
Parte I 
A primeira etapa da replicação do DNA requer 
proteínas iniciadoras que reconheçam e se liguem a 
sequências específicas do DNA. Essa interação 
determina a localização das origens de replicação, ou 
seja, onde a replicação deve se iniciar. Essas proteínas 
possuem duas funções importantes: 
• Reconhecer e se associar à origem; 
• Guiar outras proteínas replicativas até essas 
origens para que a atividade da helicase inicie a 
separação das fitas de DNA. 
Obs: A ausência dessas proteínas iniciadoras pode 
fazer com que a helicase erre o local da separação. 
Parte II 
Após o reconhecimento das origens de replicação, as 
duas fitas do DNA serão replicadas e, para isso é 
necessário que haja a separação contínua das duas 
fitas de DNA. 
Este processo ocorre na FORQUILHA DE 
REPLICAÇÃO (região de separação das fitas de DNA). 
Esta forquilha se move continuamente em direção à 
região do DNA da fita dupla que ainda não sofreu 
replicação, gerando, assim, dois moldes de DNA de 
fita simples. 
Além disso, para a efetividade desse processo, é 
necessário que haja uma complexa atividade de 
enzimas. Então, o processo de separação se inicia nos 
pares A-T, que apresentam duas pontes de hidrogênio 
de ligação, tornando as fitas de DNA mais fáceis de 
separar. 
Obs: Se o processo de separação fosse iniciado pelos 
pares G-C, que possuem três pontes de hidrogênio, 
este não seria fácil, além de que, poderia se ter um 
erro na separação. Então, existem essas proteínas 
iniciadoras, pois ela reconhece exatamente os pares 
de bases A-T, que apresentam duas pontes de 
hidrogênio, sendo assim, mais fáceis de separar. 
Sob a ação da enzima helicase, inicia-se o processo de 
separação da dupla hélice a partir da quebra das 
pontes de hidrogênio entre os pares de bases 
nitrogenadas. 
A separação das fitas de DNA na forquilha de 
replicação pela helicase faz com que o DNA fita dupla 
à frente da forquilha fique cada vez mais enovelado. 
Então, as hélices ficam mais apertadas à medida que 
a forquilha de replicação vai separando as duas fitas, 
provocando um estresse topológico na estrutura em 
hélice do DNA chamado SUPERCOIL. 
Parte III 
As enzimas topoisomerases aliviam a tensão gerada 
na estrutura da hélice do DNA causada pelo estresse 
topológico da separação das suas fitas. 
Parte IV 
Após a passagem das helicases, as duas fitas de DNA 
têm que se manter separadas para servirem como 
moldes para a síntese de nova cadeia de DNA. Para 
isso, existem as RPA (Replication Protein A), que se 
ligam rapidamente às fitas separadas de DNA,estabilizando-as. 
Isso possibilita que o DNA fita simples seja 
rapidamente coberto pelas proteínas RPA e se 
mantenha em uma forma estável, o que favorece o 
seu uso como molde para a síntese da nova cadeia de 
DNA. 
Laísa Dinelli Schiaveto 
 
 
Parte V 
A enzima DNA polimerase não é capaz de iniciar uma 
nova fita. Então, sob a ação da enzima DNA primase, 
que sintetiza pequenos segmentos de RNA (primers – 
iniciadores), a partir de um molde de DNA, permite 
que a DNA polimerase inicie a adição de nucleotídeos 
a extremidade 3’, utilizando o grupo OH livre como 
um gancho para adicionar um nucleotídeo a este 
grupo, até fazer uma nova fita de DNA conhecida 
como FITA LEADING (LIDER), que segue a direção de 
3’ à 5’. 
Se não houver a ação da enzima DNA primase, não há 
a formação da fita leading, porque a DNA polimerase 
não consegue adicionar nucleotídeos. Sendo assim, a 
primase é essencial para dar origem a esta fita. 
A fita recebe este nome, porque é feita 
continuamente, visto que a enzima DNA polimerase 
se move nessa mesma direção. Sendo assim, não há 
quebras e nem a necessidade de iniciadores a cada 
quebra. 
Existe, também, a fita oposta que é feita em 
fragmentos e mais tardiamente conhecida como FITA 
LAGGING (TARDIA), na qual há a formação de 
fragmentos conhecidos como Okasaki. Esta segue a 
direção de 5’ à 3’. 
Como essa fita é feita em fragmentos, cada 
fragmento necessita de iniciadores (primers) para que 
a DNA polimerase seja sinalizada para adicionar mais 
nucleotídeos. 
 
A DNA polimerase α é associada à primase, atuando 
como síntese do iniciador. Sendo assim, após a 
síntese do iniciador de RNA (primers): 
• A atividade da DNA polimerase α:primase 
sintetiza um fragmento de DNA; 
• DNA polimerase α:primase é substituída pelas 
DNA polimerase δ e DNA polimerase ε. 
Essas duas DNA polimerases atuem em conjunto com 
uma proteína acessória chamada PCNA (proliferating 
cell nuclear antigen), que funciona como braçadeira, 
mantendo as polimerases associadas ao DNA e 
promovendo aumento da processividade, ou seja, da 
formação da fita leading. 
 
Resumindo (Parte V): 
1) Necessita-se da primase, que sintetiza os 
iniciadores (primers); 
2) Os iniciadores permitem que a DNA polimerase 
adicione nucleotídeos para formar a nova fita (fita 
leading); 
3) A PCNA funciona como uma braçadeira, 
impedindo que a DNA polimerase se afaste da 
nova fita, ou seja, mantém a DNA polimerase 
associada à fita para que ocorra exatamente esse 
processo de formação. 
 
Parte VI 
Finalmente, sob a ação de algumas enzimas a fita 
tardia pode-se tornar uma fita contínua. 
DNA polimerase 1: remove os primers de RNA e 
substitui por DNA. 
DNA ligase: fecha os cortes produzidos pelos primers. 
MECANISMOS DE VERIFICAÇÃO DE ERROS 
O processo de replicação é um processo que tem que 
acontecer de forma organizada, rápida e que pode 
apresentar erros. Então, existem duas classes de 
enzimas exonucleases, que verificam esses erros 
durante este processo. 
Essas enzimas atuam no processo de clivagem de 
quebra dos nucleotídeos. E, esse processo de 
clivagem ocorre por uma reação de hidrólise, que 
ocorre nas quebras de ligação de fosfodiéster 
exatamente na extremidade 3’ ou 5’. 
Função 
As enzimas exonucleases possuem a função de 
verificar e editar erros das bases pareadas 
erroneamente, permitindo a inserção de bases 
corretas. 
 
Laísa Dinelli Schiaveto 
 
 
Tipos 
Exonuclease de Revisão: corrige no sentindo 3’ para 
5’, interrompendo a polimerização e retornando, com 
a retirada da base nitrogenada. 
Exonuclease: corrige no sentido 5’ para 3’, no sentido 
da polimerização, retirando blocos de nucleotídeo 
que apresentam GAP (falhas de pareamento). 
TRANSCRIÇÃO 
A transcrição é o processo de formação do RNA a 
partir da cadeia molde do DNA, que tem como 
objetivo informar ao RNA transportador a ordem 
corretar de aminoácidos a serem sintetizados mais 
tardes em proteínas através do processo de tradução. 
Então, resumidamente, podemos dizer que este 
processo transcreve exatamente a sequência correta 
de aminoácidos. 
Este processo é catalisado pela enzima RNA 
polimerase, que liga os nucleotídeos para produzir 
uma cadeia de RNA, usando uma cadeia de DNA 
como modelo. 
Além disso, esse processo ocorre no núcleo e após a 
formação do RNA maduro é transportado para o 
citoplasma. 
DNA à RNA 
Os RNA codificadores vão ser transformados em 
proteínas na formação de RNA mensageiro. Os genes 
que codificam o RNA mensageiro se encontram na 
região 5’, que é responsável pelo controle da 
expressão gênica. 
SPLICING à DNA será transcrito em RNA maduro, 
no qual os íntrons são removidos e os éxons são 
mantidos. 
Etapas 
O processamento do RNA mensageiro acontece no 
núcleo e em uma primeira etapa tem-se a formação 
do RNA mensageiro primário, no qual ainda há íntrons 
e éxons. 
No primeiro processamento, para que ocorra o 
splicing, é necessário que haja: 
• Remoção de íntrons 
• Adição de um capping na extremidade 5’ 
(proteção da molécula) 
• Adição de uma cauda polia a na extremidade 3’ 
Obs: O processo de Splicing é um processo que ocorre 
de forma extremamente organizada, sem erros e, 
apesar de muito complexo, é muito sensível. Este 
exige precisão das moléculas. 
Splicing é o processo de maturação do RNA 
mensageiro primário, que possui íntrons e éxons, em 
RNA maduro, que possui apenas éxons (partes 
codificantes, que se expressam em proteínas). 
O RNA maduro é transportado para o citoplasma para 
posteriormente serem traduzidos em proteínas. 
Importância 
Splicing – É importante para a variabilidade, uma vez 
que pode-se ter a formação de mais de um RNA 
mensageiro a partir de um mesmo gene. E, isso 
permite com que diferentes células do organismo 
produzam diferentes proteínas a partir de um mesmo 
gene. 
Poliadenilação da Extremidade 3’ – Ocorre na 
clivagem da extremidade 3’ e a adição de uma cauda 
poli A (ligação de 80 a 250 resíduos de adenina). Este 
processo garante: 
• Proteção de RNA mensageiro da degradação 
• Exportação para o citoplasma 
• Favorece a tradução proteica 
Sendo assim, a polidenilação é o processo mais 
importante, visto que ela irá realizar a exportação 
para o citoplasma e favorecerá a tradução proteica. 
 
 
 
 
 
 
 
Laísa Dinelli Schiaveto 
 
 
TRADUÇÃO E CÓDIGO GENÉTICO 
A tradução é o processo na qual ocorrerá a leitura da 
mensagem contida na molécula de RNAm pelos 
ribossomos, decodificando a linguagem de ácido 
nucleio para a linguagem de proteína. 
 
Existem apenas 20 tipos diferentes de aminoácidos, 
porém descobriu-se que um mesmo aminoácido pode 
ser codificado por trincas (códons) diferentes. 
Exemplo: 
Leucina – CUU, CUC, CUA, CUG, UUA e UUG. 
Isso trata-se de uma forma de proteção para uma 
mutação. Sendo assim, a informação genética que 
definiria o aminoácido leucina pela sequência CUU 
sofresse uma mutação, passando a ser CUC, o 
aminoácido codificado ainda seria o mesmo e a 
proteína não sofreria nenhuma alteração. E, mesmo 
se houvesse duas mutações na CUC para UUA, o 
aminoácido ainda seria a leucina. 
No entanto, se houver a inserção ou deleção de base, 
não havendo a formação de múltiplo de 3, o impacto 
gerado é muito grave, visto que mudanças na fase de 
leitura levando a formação de aminoácidos diferentes 
pode codificar/formar proteínas não funcionais. Além 
disso, muitas vezes, a formação de um aminoácido 
nem acontece e, portanto, não leva a formação de 
uma proteína e não ocorre a leitura. Tudo isso está 
muito relacionado aos erros inatos do metabolismo. 
INSTABILIDADE DO DNA 
A molécula de DNA está sujeita ao ataque de vários 
agentes externos, físicos, químicos e agentes 
endógenos do próprio metabolismo celular, que 
lavem a lesões na dupla hélice. Por sua vez, essas 
lesões podem causar morte celular ou aumentar a 
estabilidade genética na célula, dando origem a 
mutações. 
No entanto, as células desenvolveram, duranteo 
processo evolutivo, sofisticados mecanismos de 
reparo de DNA que atuam na proteção do genoma, de 
modo a garantir sua sobrevivência e estabilidade. 
Porém, as consequências da ausência de reparo de 
DNA podem resultar em envelhecimento precoce e 
câncer. 
Além disso, o próprio ambiente celular contém várias 
substâncias capazes de interagir com a molécula de 
DNA e que podem determinar o aparecimento de 
modificações estruturais na dupla hélice, conhecidas 
de maneira geral como lesões de DNA. Também é 
importante considerar os fatores extrínsecos 
presentes na dieta alimentar, micropoluentes 
orgânicos encontrados no meio ambiente, agentes 
biológicos, exposição ao raios solares e às radiações 
ionizantes. 
Os agentes extrínsecos e intrínsecos podem induzir 
lesões no genoma potencialmente capazes de 
perturbar processos essenciais, como replicação do 
DNA ou transcrição do DNA, levando a morte celular 
ou a fixação de mutações. 
 
 
Exemplo: Lesões no DNA provocadas por irradiação 
com luz UV 
à De fato, a luz UV é intensamente absorvida pelas 
bases nitrogenadas do DNA, o que pode provocar 
modificações induzidas principalmente nas bases 
pirimidinas. Nestas, a irradiação UV é absorvida e 
provoca o aparecimento de produtos intermediários 
de pirimidinas excitadas em estado tripleto, capazes 
de reagir com as pirimidinas adjacentes, formando 
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ligações covalentes entre as bases. As lesões mais 
comuns são fotoprodutos que envolvem a formação 
de anéis ciclobutanos entre duas pirimidinas 
adjacentes, conhecidas como dímeros de pirimidina 
ciclobutano (CPD). Além disso, a irradiação solar 
também pode formar outros tipos de lesão, 
promovidos principalmente pela oxidação de bases e 
quebras na cadeia fosfodiéster, acarretando em 
envelhecimento precoce e a formação de radicais 
livres. 
Radicais Livres 
Esses radicais livres são moléculas cujo os átomos 
possuem um número ímpar de elétrons. Então, essas 
moléculas são incompletas e possuem a capacidade 
de capturar elétrons de proteínas que compõe a 
célula, visando recuperar o número par. Com isso, 
tem-se o início de uma formação em cadeia, pois cada 
vez mais forma-se radicais livres, acabando com a 
capacidade de restaurar os números pares. 
Essa moléculas de radicais livres são instáveis e, isso 
faz com que elas tendam a se associar de maneira 
muito rápida à outras moléculas de cargas positivas, 
causando, muitas vezes, oxidação. Esta leva à uma 
reação em cadeia, porque sempre haverá a formação 
de mais radicais livres, que vão se associando e tendo 
mutações, que, por sua vez, sofrem fixação porque 
vão sendo sucessivas, acarretando no processo de 
neoplasia. 
ESTRUTURA E ULTRAESTRUTURA DO 
CROMOSSOMO 
COMPORTAMENTO DOS CROMOSSOMOS 
NA MITOSE 
1 – Os cromossomos tornam-se visíveis como fios 
finos e longos no interior do núcleo e, sendo assim, 
torna-se possível visualizar apenas um filamento, que 
é a cromatina. 
2 – O limite entre o núcleo e o citoplasma tornam-se 
evidentes nas células que não estão se dividindo, 
assim os núcleos desaparecem e, os cromossomos 
espalham-se pelo citoplasma à Esta é a fase em que 
é possível fazer o cariótipo desses cromossomos, pois 
eles se encontram espelhados, sendo possível unir 
exatamente seus pares e avaliar esses cromossomos 
de uma forma mais nítida, observando, por exemplo, 
se aconteceu deleção, duplicação, etc. 
3 – Imediatamente após se alinharem na região 
equatorial das células, os dois fios que constituem 
cada cromossomo são chamados de cromátides 
irmãs. 
ESTRUTURA DO CROMOSSOMO 
Cromátides 
As cromátides são dois filamentos de DNA formados 
pela duplicação de um cromossomo, na mitose, e elas 
se mantém unidas pelo centrômero. 
Centrômero 
O centrômero é a região mais condensada do 
cromossomo e é uma região inativa, visto que os 
genes não possuem atividade e não se expressam, ou 
seja, não são traduzidos e não são transcritos. 
 
Telômeros 
Os telômeros possuem a capacidade de manter a 
estabilidade estrutural dos cromossomos, iniciar o 
pareamento dos cromossomos e ancorar o 
cromossomo no envoltório nuclear, uma vez que ele 
possui uma região, conhecida com staff, que está 
relacionada com esse processo de pareamento dos 
cromossomos. 
São formados por repetições simples de nucleotídeos, 
sendo essencial que ele esteja sempre associado a 
uma proteína ou a um arranjo específico, formado 
pela repetição de seis nucleotídeos (TTAGGG), sendo 
sintetizado pela enzima telomerase. 
Laísa Dinelli Schiaveto 
 
 
 
Enzima Telomerase 
É uma enzima que possui uma característica única. Ela 
possui em seu interior uma fita de RNA molde, que 
serve como molde para a extensão dos telômeros. 
Devido à esta característica única, ela faz a transcrição 
reversa, ou seja, parte do molde de RNA é usado para 
construir o novo segmento de DNA na extremidade 
do cromossomo. 
Normalmente, o processo de transcrição normal é 
feito de DNA para RNA. Porém, no caso da 
telomerase, ela parte do molde de RNA para construir 
um novo segmento de DNA. 
A telomerase irá proteger os cromossomos do 
envelhecimento, porque possui a capacidade de 
regenerar os telômeros. Além disso, durante o 
processo de envelhecimento, tem-se a queda dessa 
telomerase e, com isso, ocorre o encurtamento dos 
telômeros. 
Importância dos Telômeros 
Relógio Biológico – Toda vez que a célula se duplica, 
ela também duplica os cromossomos. Este processo 
encurta os telômeros das células que está relacionado 
com a definição da expectativa de vida de um ser 
humano, de forma a analisar quantos telômeros ainda 
restam, ou seja, quantas vezes as células ainda 
poderão se duplicar antes do indivíduo morrer. 
Com a idade, a produção de telômeros diminui e, 
consequentemente, acabam se encurtando, 
provando o envelhecimento das células. Então, 
conforme os anos vão se passando, tem-se a 
diminuição da expectativa de vida. 
Hoje, as pesquisas são voltadas para o estudo do que 
realmente pode aumentar ou manter a produção de 
telomerase e, com isso, impedir o encurtamento 
desses telômeros e, assim, ter uma manutenção da 
expectativa de vida. 
 
Processo de Clonagem – Em todas as clonagens 
feitas através de transferência nuclear, o ser vivo 
clonado morre precocemente. 
A clonagem realizada com a ovelha Dolly, resultou em 
envelhecimento e morte rapidamente, porque as 
células de um clone gerado por transferência nuclear 
são cópias de uma célula já adulta, cujo os telômeros 
já estão bastante encurtados. 
Portanto, como a ovelha recebeu telômeros muito 
encurtados, isso resultou no encurtamento do 
processo de envelhecimento e, consequentemente, 
veio em óbito mais cedo. 
Cromatina 
O DNA encontra-se em uma forma semi-ordenada 
dentro do núcleo celular agregado a proteínas 
estruturais (histonas), designado de cromatina. 
Portanto, a cromatina é um complexo de DNA + 
proteínas localizada dentro do núcleo da célula. 
Além disso, existem dois tipos de cromatina: 
• Eucromatina: menos corada, cromossomos 
menos condensados e representa os genes ativos; 
• Heterocromatina: mais corada, cromossomos 
mais condensados e representa os genes inativos; 
A cromatina é um material de aspecto filamentoso, 
constituído de DNA e proteínas (principalmente 
histonas). O número de filamentos é constante para 
cada espécie e é o mesmo número de cromossomos. 
Na mitose, aumentam sua condensação, tornando-se 
na forma de cromossomos visíveis, que é 
correspondente à segunda fase, na qual consegue se 
fazer o cariótipo. Sua principal função é que contém 
as informações genéticas. 
Laísa Dinelli Schiaveto 
 
 
 
Histonas 
As histonas são produzidas no citoplasma e 
importadas para o núcleo da célula, ricas em lisina e 
arginina e solúveis em água. 
São divididas em várias classes: 
• H1/H5 – H1 também é conhecida como histona H5 
e possui estrutura básica das cromátides irmãs; 
• H2A e H2B – ricas em lisina; 
• H3 e H4 – ricas em arginina.• H2A + H2B + H3 + H4 são denominadas histonas de 
Archaea que se unem para formar o nucleossoma. 
• H1 une os nucleossomas adjacentes 
empacotando-os, uma volta e meia em torno do 
octâmero, estabilizando este enrolamento. 
 
Arginina – É um aminoácido essencial e é sintetizado 
em quantidades suficientes pelo organismo. 
Tem como função facilitar o crescimento muscular e é 
responsável pelo transporte de nitrogênio, utilizado 
no metabolismo muscular, melhorando o 
desempenho muscular e a capacidade do exercício. 
Além disso, possui outra função muito importante. 
Ela faz parte da síntese de moléculas para o nosso 
corpo, como creatina, ornitina, prolina e óxido nítrico. 
É composto por seis átomos de carbono, quatro 
átomos de nitrogênio, dois átomos de oxigênio e 
quatorze átomos de hidrogênio. 
Lisina – É um aminoácido essencial. Tem como 
função ser responsável pela síntese de proteínas, 
hormônios, enzimas e pela absorção de cálcio. Além 
disso, possui uma importante função imunológica e 
auxilia na produção de colágeno e elastina. 
Nucleossoma 
O nucleossoma é a unidade fundamental da 
cromatina. Consiste em uma unidade de DNA, 
dividida em duas espirais que se enrolam em torno de 
um disco proteico, constituído por quatro pares de 
proteínas chamadas de histonas (H2A + H2B + H3 + 
H4). 
Organização da Cromatina e 
Doenças Auto Imunes 
A organização da cromatina está associada ao 
número de doenças autoimunes. 
O Lúpus Eritematoso Sistêmico e Esclerose Múltipla, 
que estão muito relacionadas com os Anticorpos 
Antinucleares (AAN) ou Fator Antinuclear (FAN), que 
são anticorpos presentes em pequenas porções em 
todos os organismos, mas que, em cerca de 5%, 
possui sua concentração aumentada, justificando, 
assim, o surgimento de uma doença autoimune. 
Durante um processo de morte celular programada 
(apoptose) ocorre a clivagem da cromatina, o 
nucleossoma será liberado no meio intracelular, 
fazendo com que seu material seja expostos na 
superfície da célula apoptótica. Então, esta célula 
passa a emitir sinais que ativam os macrófagos, que, 
por sua vez, fagocitam tais células antes que elas 
sejam capazes de liberar antígenos na circulação. 
Além disso, é importante destacar que, em condições 
fisiológicas normais, os fagócitos promovem a 
remoção das células apoptóticas. Porém, quando há 
um ataque do sistema imune, isso causa a ativação 
das células apresentadoras de antígeno e de 
anticorpos, gerando uma resposta inflamatória e, 
Laísa Dinelli Schiaveto 
 
 
como consequência, não ocorre o mecanismo 
fisiológico normal. 
Lúpus Eritematoso Sistêmico 
É uma doença autoimune que associa fatores 
ambientais + fatores genéticos + fatores hormonais. É 
caracterizada pelo sistema imunitário em atacar os 
tecidos saudáveis em várias partes do corpo. 
• Quadro Clínico: febre, fadiga, mal-estar, 
inflamação nas articulações, inflamação nos 
pulmões (pleurite), inflamação no coração 
(pericardite), inflamação dos gânglio linfáticos, 
dores e inflamação muscular (mialgia), manchas 
avermelhadas no rosto em forma de borboleta 
(eritema malar), úlceras na boca, faringe e nariz 
(aftas), perda de apetite e peso (anorexia). 
• Diagnóstico: FAN positivo e dosagem de 
anticorpos (Anti-Sm – Anti-Smith). 
• Tratamento: aspirina, anti-inflamatórios, 
corticóides e imunossupressores. 
• Prognóstico: vida longa com tratamento 
adequado. 
 
Esclerose Múltipla 
É uma doença desmielinizante caracterizada por uma 
reação inflamatória que irá danificar a bainha de 
mielina, sendo uma junção de fatores ambientais + 
fatores genéticos + infecções, que está ligada a 
alterações no cromossomo 6. 
• Quadro Clínico: perda de sensibilidade, fadiga 
muscular, espasmos musculares, dificuldade na 
fala e deglutição, alterações visuais importante. 
• Tratamento: corticoesteróides intravenoso e 
interferon beta 1-a. 
• Prognóstico: variável, geralmente me torno de 5 a 
10 anos inferiores a população geral.