Organização estrutural e funcional do núcleo. Professor Otaviano Ottoni Netto

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1 Organização estrutural e funcional do núcleo Professor Otaviano Ottoni Netto

2 Núcleo Celular

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4 Estrutura do Núcleo Alberts et al., págs 335 e 345

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6 _Tráfego de proteínas entre núcleo e citoplasma_ Compartimentalização das células eucarióticas: núcleo citoplasma Complexo do poro nuclear Sinal apropriado

7 Núcleo Celular Portador dos fatores hereditários e controlador das atividades metabólicas.

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9 NÍVEIS DE COMPACTAÇÃO DA CROMATINA

10 Cromonema = Cromossomo Durante a divisão celular, os cromonemas espiralizam-se, tornando-se mais curtos e mais grossos. Podem, então, ser vistos individualmente e passam a ser chamados de cromossomos (metacêntrico, submetacêntrico, acrocêntrico e telocêntrico). Telomerases!!!

11 É o estudo da constituição cromossômica dos seres vivos. Na espécie humana, é composto de 46 cromossomos, em 23 pares (22 pares de autossomos e o par sexual), permitindo a análise das anomalias numéricas ou estruturais dos cromossomos. Cariótipo

12 Duplicação do DNA e Síntese de PROTEÍNAS

13 Nucleotídeos É a unidade formadora dos ácidos nucléicos: DNA e RNA. É composto por um radical fosfato, uma pentose (ribose RNA e desoxirribose DNA) e uma base nitrogenada (Adenina, Guanina, Citosina, Timina e Uracila).

14 DNA RNA Adenina Guanina Citosina Timina Uracila

15 DNA Ácido Desoxirribonucléico. Molécula de fita dupla formando uma dupla hélice As fitas estão unidas pelas ligações de Hidrogênio A = T C = G

16 Duplicação do DNA É a única molécula capaz de sofrer autoduplicação. Ocorre durante a fase S da intérfase. É do tipo semiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda da mãe e outra fita recém sintetizada.

17 DNA Duplicação DNA DNA

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20 Ácido Ribonucléico RNA Molécula de fita simples É dividido em: RNA mensageiro (RNAm) RNA transportador (RNAt) RNA ribossômico (RNAr)

21 RNAm Leva a informação da seqüência protéica a ser formada do núcleo para o citoplasma, onde ocorre a tradução. Ele contém uma seqüência de trincas correspondente a uma das fitas do DNA. Cada trinca (três nucleotídeos) no RNAm é denominada códon e corresponde a um aminoácido na proteína que irá se formar

22 1 códon 3 nucleotídeos no RNAm 7 códons 21 nucleotídeos

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24 O código genético "padrão" O código é "degenerado": três aminoácidos, Arg, Leu, Ser, tem seis códons; outros tem 3 ou 4 códons; apenas Met tem um único códon XYU e XYC sempre especificam o mesmo aminoácido! AUG é também sinal de iniciação Aparentemente, o código evoluiu para minimizar o efeito deletério de mutações

25 O código genético padrão está muito disseminado, mas não é, a bem da verdade, UNIVERSAL Mitocôndrias apresentam muitos desvios! Em ciliados, por exemplo, UAA e UAG não especificam parada e sim Gln! Mitocôndria UGA AUA CUN a A AG G CGG Mamíferos Trp Met b Parada Levedura Trp Met b Thr? Neurospora crassa Trp? Drosophila Trp Met b Ser c Protozoários Trp Plantas Trp Código padrão Parada Ile Leu Arg Arg a Qualquer nucleotídeo b Também pode ser sinal de iniciação c Apenas AGA

26 RNAt Levam os aminoácidos para o RNAm durante o processo de síntese protéica. As moléculas de RNAt apresentam, em uma determinada região, uma trinca de nucleotídeos que se destaca, denominada anticódon. É através do anticódon que o RNAt reconhece o local do RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele transportado. Cada RNAt carrega em aminoácido específico, de acordo com o anticódon que possui

27 Sítio de ligação ao aminoácido U A C Anti-códon

28 RNAr São componentes dos ribossomos, organela onde ocorre a síntese protéica. Os ribossomos são formados por RNAr e proteínas

29 Modelo tridimensional do ribossomo de E. coli, deduzido matematicamente por combinação de imagens bidimensionais ao microscópio eletrônico A subunidade menor (acima combina-se com a subunidade maior para formar o ribossomo completo (em baixo)

30 Aminoácidos Moléculas que dão origem às proteínas. H R O H N C C OH H

31 Ligação Peptídica É a ligação covalente entre dois aminoácidos. Quando poucos aminoácidos estão ligados peptídeo Quando muitos aminoácidos estão ligados proteína

32 O grupo OH do ácido carboxílico de um aminoácido se liga em um dos hidrogênios da amina do outro aminoácido, formando uma molécula de água. H H N R C C O OH H H N R C C O OH H H H 2 O

33 H H N Um dos carbonos de um aminoácido agora está instável porque está fazendo apenas três ligações, ao invés de quatro. O mesmo está acontecendo com o nitrogênio do outro aminoácido, pois esse está fazendo duas ligações, ao invés de três. R C C O H N R C C O OH H H

34 Então uma ligação covalente entre o carbono de um aminoácido e o nitrogênio do outro acontece. essa ligação é a ligação peptídica. H H N R C C O H N R C C O OH H Ligação Peptídica H

35 Transcrição Processo pelo qual uma molécula de RNA é produzida usando como molde o DNA.

36 DNA Transcrição DNA RNA

37 Tradução Também chamada síntese de proteínas Quando o RNAm chega ao citoplasma ele se associa ao ribossomo. Após essa associação os RNAt levam os aminoácidos, que serão ligados, formando assim a proteína.

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40 Quando o RNAm chega ao citoplasma, ele se associa ao ribossomo. Nessa organela existem 2 espaços onde entram os RNAt com aminoácidos específicos. U A C A A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A somente os RNAt que têm seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon entram no ribossomo.

41 Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos. U A C A A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A

42 O RNAt vazio volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido. U A C A A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A

43 O ribossomo agora se desloca uma distância de 1 códon. U A C o espaço vazio é preenchido por um outro RNAt com seqüência do anti-códon complementar à seqüência do códon. A A A G A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A

44 U A C Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação peptídica entre os aminoácidos. A A A G A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A

45 U A C A A A G A A A U G U U U C U U G A C C C C U G A O RNAt vazio volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido. e assim o ribossomo vai se deslocando ao longo do RNAm e os aminoácidos são ligados.

46 Quando o ribossomo passa por um códon de terminação nenhum RNAt entra no ribossomo, porque na célula não existem RNAt com seqüências complementares aos códons de terminação. G G G A U G U U U C U U G A C C C C U G A Códon de terminação

47 G G G Então o ribossomo se solta do RNAm, a proteína recém formada é liberada e o RNAm é degradado. A U G U U U C U U G A C C C C U G A

48

49 Considerações Finais Uma proteína + de 70 aminoácidos ligados. 1 códon 3 nucleotídeos no RNAm 1 códon 1 aminoácido na proteína Nº de ligações peptídicas Nº de aminoácidos (menos) 1.

50 Considerações Finais 1 anticódon 3 nucleotídeos no RNAt O anticódon é complementar ao códon Cada RNAt leva consigo apenas um tipo de aminoácido quem determina qual aminoácido será transportado é o anticódon.

51 Foi uma época ( ) de muita concorrência entre laboratórios Após uma série enorme de experimentos, executados em vários laboratórios ao redor do Globo, descobriu-se ainda que: (a) Os mrnas são lidos na direção 5' 3' (b) Vários aminoácidos têm mais de um códon (c) Há sequências que especificam sinais de parada (stop codons): UAG, amber UAA, ochre UGA, opal

52 Diferenças e semelhanças entre eucariotos e procariotos O esquema geral é o mesmo, e a síntese em si ocorre em estruturas similares: os ribossomos Mas, em eucariotos a transcrição está separada da síntese de proteínas (tradução) pela membrana nuclear

53 Em procariotos a tradução ocorre simultaneamente com a transcrição Os eucariotos processam extensivamente o RNA destinado a se tornar mrna; transcritos primários em eucariotos recebem um "capuz" na extremidade 5' e uma cauda poli A na extremidade 3' Nos eucariotos quase todos os mrnas são clivados; introns são retirados para formar mrnas com mensagens contínuas

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