Biologia molecular do gene

Prévia do material em texto

Vict�ria K. L. Card�so
Bi�l�gia m�lecular do gene
Introdução
Expressão gênica: ativação do DNA que
determina uma informação genética, por meio
de transcrições e traduções para a formação de
aminoácidos e, consequentemente, de proteínas.
Doença restrita ao sexo: está no cromossomo Y,
logo só ocorre em homens.
Doença ligada ao sexo: está no cromossomo X,
ou seja pode afetar homens e mulheres.
Doenças autossômicas: são aquelas que
acometem os primeiros 22 pares
cromossômicos, assim não estão relacionadas
aos genes sexuais.
Doenças sexuais/heterossômicas: estão no par
23, desse modo estão relacionadas ao sexo.
Anomalias cromossômicas numéricas: as células
somáticas normais apresentam um número
diplóide de cromossomos, assim quando ocorre
um aumento de números cromossômicos
chamamos de triploidiá́ (3n) ou tetraploidia (4n).
● Entretanto, caso haja uma diminuição
desse número chama-se aneuploidia.
○ Os pacientes aneuploides podem
apresentar trissomia (3
cromossomos no lugar do par
normal de um cromossomo
específico) ou monossomia
(quando está relacionada ao
cromossomo inteiro é quase
sempre letal, A exceção da
monossomia do cromossomo
sexual X, que causa a síndrome de
Turner)
Doença genética: está relacionada com
alterações do material genético.
● Ex: Síndrome de Down - congênita.
Doença hereditária: está relacionada com
alterações passadas entre gerações.
● Ex: Doença de Huntington (ela é genética
e hereditária) - não congênita.
Congênito: característica observada desde o
nascimento, mas que nem sempre é uma
característica genética.
Anomalia cromossômica: alteração no
cromossomo.
Distúrbios monogênicos: alteração em 1 único
gene.
● Ex: doença de Huntington.
Distúrbios multifatoriais:
Malformação congênitas:
Doenças do adulto:
Distúrbio mitocondrial:
Estrutura molecular dos ácidos
nucleicos
Ácidos nucleicos: formados por nucleotídeos,
compostos de açúcar, base nitrogenada e
fosfato.
Vict�ria K. L. Card�so
● DNA: ácido desoxirribonucleico - possui 2
polinucleotídeos.
○ O DNA é uma dupla hélice
composta por duas cadeias de
nucleotídeos enrolados e unidos
pelo pareamento complementar.
○ Encontra-se no núcleo (99% é de
DNA nuclear) e nas mitocôndrias
(1% é de DNA mitocondrial).
● RNA: ácido ribonucleico - possui 1
polinucleotídeo, formados por
nucleotídeos, compostos de açúcar, base
nitrogenada e fosfato.
O açúcar: pentose (5C) - no DNA é a
desoxirribose e no RNA é o ribose.
Base nitrogenada: composta de pirimidina
(timina, citosina e uracila) e purina (adenina e
guanina).
● Timina: exclusiva de DNA.
● Uracila: exclusiva de RNA.
Ligação fosfodiéster: é o que une 2 nucleotídeos
- ligados por um fosfato e uma hidroxila.
● O fosfato está ligado ao carbono 5’.
● A hidroxila (OH) está ligada ao carbono 3’’.
● O polinucleotídeo tem em suas
extremidades um carbono 5’ e um
carbono 3’’.
Obs: a sequência codificadora dos genes são
chamadas de exons e as inserções não
codificadoras internas são chamadas de íntrons.
Diferenças entre DNA e RNA:
● DNA:
○ 2 polinucleotídeos.
○ Possui timina.
○ É uma desoxirribose.
● RNA:
○ 1 polinucleotídeo.
Vict�ria K. L. Card�so
○ Possui uracila.
○ É uma ribose.
Proteínas da cromatina: A cromatina é um
conjunto de fios, os cromossomos, cada um deles
formado por uma longa molécula de DNA
associada a moléculas de histonas, um tipo
especial de proteína.
Legenda:
(1) Cadeia simples de DNA.
(2) Filamento de cromatina (DNA com histonas).
(3) Cromatina condensada em interfase
com centrômeros.
(4) Cromatina condensada em profase. (Existem
agora duas cópias da molécula de DNA).
(5) Cromossomo em metáfase.
Nucleossomo: é um DNA enrolado ao redor de
um octâmero de histonas.
● As histonas são abundantes e de carga
positiva, podendo ser de 5 tipos - (H2A,
H2B, H3 e H4).
● As “não histonas” tem distribuição
heterogênea, podendo ser de dois tipos e
permitem o processo de duplicação de
DNA e produção de RNA mensageiro.
Estrutura do DNA
Características:
● Dupla hélice - 2 polinucleotídeos.
● Pares de bases complementares.
○ T-A: 2 ligações.
○ G-C: 3 ligações.
● Os polinucleotídeos no DNA são
complementares.
● A sequência das bases nitrogenadas dos
nucleotídeos é complementar
● A interação dos polinucleotídeos se dá
por ligações de hidrogênio entre as bases
nitrogenadas
● Os polinucleotídeos estão em direções
opostas = antiparalelismo.
○ Ex: um está com uma ponta de
fosfato e a outra de hidroxila,
enquanto o outro nucleotídeo está
Vict�ria K. L. Card�so
com a hidroxila em uma ponta e o
fosfato em outra.
Correlação informacional
entre DNA, RNA e proteínas
Conceito: A informação do DNA é transferida
para o RNA e a informação do RNA é importante
para a síntese de proteínas - dogma central da
biologia molecular.
● A proteína (sequência de aminoácidos) é a
expressão (produto) de genes.
Como se dá essa correlação:
● Replicação: duplicação do DNA (cópia de
si mesmo).
○ Cada uma das fitas do DNA nesse
processo são moldes para a síntese
de uma fita complementar nova.
○ Trata-se de um processo
semiconservativo, pois cada uma
das moléculas recém formadas é
igual à molécula que a originou.
○ É catalisado pela enzima
RNA-polimerase e a separação da
dupla fita ocorre com a quebra das
ligações de hidrogênio entre as
bases nitrogenadas.
● Transcrição: síntese do RNA, a partir do
DNA.
○ Processo durante o qual a
informação codificada por um
determinado gene é decodificada e
dá origem a uma proteína
(polipeptídeo), onde o primeiro
estágio é a síntese de proteína.
○ O regulador da transcrição é a
histona.
● Pós-transcrição - splicing, maturação do
RNAm: é um processo que remove os
íntrons e junta os éxons depois da
transcrição do RNA.
○ Splicing alternativo: situação em
que o processo de splicing cria
muitas proteínas diferentes, só por
variar o composição dos éxons do
RNA.
● Tradução: síntese das proteínas.
○ Envolve "decodificar" um RNA
mensageiro (RNAm) e usar sua
informação para produzir uma
cadeia de aminoácidos que vai
gerar um peptídeo, um
polipeptídeo ou uma proteína.
○ Em um RNAm, as instruções para a
produção de um polipeptídeo vêm
em grupos de três nucleotídeos
chamados códons.
Vict�ria K. L. Card�so
Ordem dos acontecimentos:
1) Na tradução, os códons de um mRNA são lidos
por ordem (da extremidade 5' para a
extremidade 3') por moléculas chamadas de RNA
de transporte ou transferência (RNAt).
2) Cada tRNA possui um anticódon, ou seja, um
conjunto de três nucleotídeos complementares e
que se ligam ao códon correspondente no mRNA
através do emparelhamento de bases.
3) A outra extremidade do tRNA traz o
aminoácido especificado pelo códon para formar
uma cadeia polipeptídica.
4) Os tRNA se ligam aos mRNA dentro do
ribossomo.
5) À medida que os tRNA preenchem os
compartimentos do ribossomo e se ligam aos
códons, seus aminoácidos são adicionados à
cadeia crescente de peptídeos em uma reação
química.
6) O produto final é um polipeptídeo cuja
sequência de aminoácidos reflete a sequência de
códons do mRNA.
Código genético: é a relação entre os códons do
RNAm e os aminoácidos.