Ciclo Celular. Intérfase. Valor C. Ciclo Celular. Intérfase 29/02/2012
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- Marcela Canedo Salazar
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1 Ciclo Celular Unidade II: Síntese de Proteínas Replicação e Disciplina: Biologia Molecular Centro de Ciências da Saúde Docente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini Pró-Reitoria de Pesquisa e de Pós-graduação Bloco L marilanda.bellini@usc.br Etapas Mitose Prófase Metáfase Anáfase Telófase G0 G1 S G2 Meiose Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I M Mitose ou Meiose Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Valor C Valor C = quantidadede DNA no núcleo Haplóides: n = C Diplóides: 2n = 2C Célulassomáticas: 2n = 2C Gametas: n = C Célula emmitose (S Anáfase) = 2n = 4C Célula emmitose (final de Telófase) = 2n = 2C Célulasemmeiose(S AnáfaseI) = 2n = 4C Célulasemmeiose(final de TelófaseI AnáfaseII) n = 2C Célulasemmeiose(final de TelófaseII) = n = C Cromossomos distendidos e metabolicamente ativos =Cromatina Ciclo Celular M Mitose ou Meiose Processos que ocorrem desde a formação de uma célula até sua própria divisão em células filhas; G0: (2n = 2C) Fase estacionária; Não proliferativa; Indefinidamente em intérfase. Células totalmente diferenciadas 1
2 G1: (2n = 2C) G(Gap) = Intervalo S (Synthesis): (2n 4C) Replicação do DNA S(SínteseDNA) e M G1: G(Gap) = Intervalo S(SínteseDNA) e M Síntese de proteínas queatuam nafases; Ex: DNA polimerases, primase, helicase, topoisomerase S(Synthesis): (2n 4C) Replicação do DNA Semiconservativa Assincrônica(réplicons) Bidirecional: Semi-descontínua: Filamento Contínuo(Leading Strand = fita líder, contínua) Filamento Descontínuo(Lagging Strand= fitaretardatária, descontínua) Fragmentos de Okasaki G1: (2n=2C) G(Gap) = Intervalo Semiconservativa S(SínteseDNA) e M Síntese de proteínas queatuam nafases; Ex: DNA polimerases, primase, helicase, topoisomerase Síntese de RNA; RNA (Ribonucleic Acid) Polímero de nucleotídeos, em cadeia simples. Cada filamento complementar da dupla-hélice é conservado Servem de molde para fita filha. 2
3 Semiconservativa 1957: J. Hebert Taylor Philip Woods Walther Hughes S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) S: Replicaçãodo DNA (2n = 4C) Bidirecional Uma vez iniciada a replicação em cada origem, ela se propaga bidirecionalmente, SEMPRE no sentido de cada fita. Eucariontes: Vicia faba Marcação: Timidinaradioativa (H 3 ) Semiconservativa 1958: Franklin Stahl e Mathew Meselson Procariontes: E. coli S: Replicaçãodo DNA (2n 4C) S: Replicação do DNA (2n 4C) Assincrônica e Bidirecional 1963 John Cairns E. colimarcada com Timidina[H 3 ] (Auto-radiografia) Bolhas (forquilhas) de Replicação Bidirecionalmente Marcação: N 15 Assincrônica Regiões ou genes específicos Início e término da Replicação em momentos definidos Origens de Replicação (réplicons) (Ricas em AT) Origem de Replicação Bolha de Replicação Origem de Replicação Bolha de Replicação S: Replicaçãodo DNA (2n = 4C) Semi-Descontínua Fitas Antiparelas: = contínua = descontínua SEMPRE no sentido
4 SEMPRE??? S: Replicaçãodo DNA (2n = 4C) Todas as enzimas DNA polimerases promovem o crescimento da fita de DNA somente na direção de para, isto porque estas enzimas só agem na hidroxilada extremidade livre adicionando os nucleotídeos. Desenrola, progressivamente as cadeias de DNA. S: Replicaçãodo DNA (2n = 4C) Semi-descontínua e Bidirecional Reijie TunekoOkasaki E. colimarcada timidinaradioativa [ 3 H] DNAssintetizados tiveram dois diferentes coeficientes de sedimentação (7S e 11S), indicando a presença de dois fragmentos. Relaxamo tensão contorcionaldo DNA, causandoquebrase posteriores ligações fosfodiéster. Reiji Okazaki S: Replicaçãodo DNA (2n = 4C) Semi-descontínua e Bidirecional Reijie TunekoOkasaki Fragmentos de Okazaki: Procariontes: a Eucariontes: 100 a 200 nucleotídeos Desaparecimento dos fragmentos 3. Braçadeiras (ProteinasSSP = single strand proteins): Estabilizamfitassimples, evitando que se enrolem (complementariedade). Incorporados na nova molécula de DNA. Reiji Okazaki 4
5 3. Braçadeiras (SSP): 4. Primase (RNA polimerase): adição de primer, curtos segmentos de RNA; Fragmentos de Okasaki 3. Braçadeiras (SSP): 4. Primase (RNA polimerase): 5. DNA polimerase III: 6. DNA polimerase II: 7. DNA polimerase I: Reparo 3. Braçadeiras (SSP): 4. Primase: (RNA polimerase): 5. DNA polimerase III: Adição de nucleotídeos complementares. 3. Braçadeiras(SSP): 4. Primase (RNA polimerase): 5. DNA polimerase III: 6. DNA polimerase II: 7. DNA polimerase I: 8. DNA ligase: Liga os segmentos de DNA 3. Braçadeiras (SSP): 4. Primase (RNA polimerase): 5. DNA polimerase III: 6. DNA polimerase II: Substitui primers de RNA Telômeros DNA pol não replicam telômeros da fita descontínua; Telomerase (molde RNA) TTAAGGG 5
6 Tamanho x Envelhecimento Células Somáticas Telomerase Telômeros : G2: Reparo(2n=4C) < Telômero > idade célula Progérias Síndrome Hutchinson-Gilford Síndrome Werner Síndrome Hutchinson-Gilford Envelhecimento precoce Ao final de S DNA duplicado 2n=4C Ao final de G2 DNA duplicado e Reparado 2n=4C G2: Reparo(2n=4C) Ponto de Checagem; Síntese de proteínas não-histônicas. Etapas Mitose Prófase Metáfase Anáfase Telófase G0 G1 S G2 Meiose Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I M Mitose ou Meiose Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II 6
7 Dogma Central da Biologia Molecular RNA polimerases Proteínas DNA mrna. Ligam-se e Processam Síntese TRANSCRIÇÃO RNA polimerases Diversidade & Complexidade Expressão gênica Síntese de DNA precisa e uniforme estado fisiológico da célula extremamente variável, para atender às suas necessidades. Proteínas DNA mrna. Ligam-se e Processam Síntese RNA-polimerase (RNApol): Não necessita de iniciador (primer) Funções reconhecem sequências específicas de DNA e se ligam a elas desnaturam DNA expõem a seqüência de nucleotídeos a ser copiada mantém estável a dupla fita aberta mantém estável fita híbrida DNA:RNA terminam síntese restauram DNA imediatamente após à da síntese TRANSCRIÇÃO Características Gerais: Fita DNA Molde ( ) RNA POLIMERASE RNA polimerase específica síntese de RNAs específicos: RNA Complementar a Fita Molde de DNA Semelhante a fita de DNA não-molde Tipo Localização Sintetiza RNA pol I Nucléolo RNA Ribossômico(rRNA) Nucleoplasma RNA mensageiro(mrna) I Nucleoplasma RNA transportador(trna) A=U Antiparalelismo Síntese 7
8 MOLÉCULAS DE RNA RNA mensageiro carrega a informação copiada do DNA sob a forma de inúmeros triplets (trincas) cada um especificando um aminoácido. RNA transportador decifra o código representado pelo mrna. RNA ribossômico associa-se com uma série de proteínas para formar os ribossomos. Etapas: 1. Início: ligação do complexo de iniciação e da RNA polimerase à região promotora 2. Alongamento: 3. Término: RIBOSSOMOS Complexo RNA-proteína Direciona o crescimento da cadeia polipeptídica Move-se ao longo da cadeia de mrna Seqüências PROMOTORAS início da síntese elementos promotores: seqüências de 100 a 200 nucleotídeos próximos ao sítio de início da transcrição (-30) que possuem seqüências consenso denominadas TATA box. TF = fator de transcrição Etapas: 1. Início: 2. Alongamento: 3. Término: ) TFIID = Liga-se a TATA Box 8
9 TFIIA TFIIA 1) TFIID = Liga-se a TATA Box 2 ) TFIIA 1) TFIID = Liga-se a TATA Box 2 ) TFIIA 3) TFIIB 4) = desespirilização do DNA 5) RNA pol ) TFIID = Liga-se a TATA Box 2 ) TFIIA 3) TFIIB TFIIA ) TFIID = Liga-se a TATA Box 2 )TFIIA 3) TFIIB TFIIA 4) = desespirilização do DNA 5) RNA polimerase II 6) = se liga ao complexo de iniciação e ao DNA, após o ponto de início da transcrição ) TFIID = Liga-se a TATA Box 2 ) TFIIA 3) TFIIB 4) = desespirilização do DNA TFIIA ) TFIID = Liga-se a TATA Box 2 )TFIIA 3) TFIIB TFIIA 4) = desespirilização do DNA 5) RNA polimerase II 6) = se liga ao complexo de iniciação e ao DNA, após o ponto de início da transcrição 9
10 Início RNA polimerase Complexos de transcrição Fator Promotor Alongamento ACGCTGTA TFIIA UGCGA TTATTT TGCGACAT ~ RNA polimerases (I, II e III) + Fatores específicos de cada enzima Ínicio da transcrição Etapas: 1. Início: 2. Alongamento: Adição de nucleotídeos à cadeia polipeptídica, complementando a fita molde de DNA. 3. Término: Alongamento ACGCTGTA TFIIA UGCGACAU TTATTT TGCGACAT Alongamento Alongamento ACGCTGTA TFIIA TTATTT TGCGACAT ACGCTGTA TFIIA UGCGACAU TTATTT TGCGACAT CTTATT GAAUAA GAATAA 10
11 Alongamento Término MG TFIIA TFIIB GTACGCTG CATGCGAC TTATTT AAUAAA TFIIA TFIIB GTACGCTG CATGCGAC TTATTT AAUAAA Reconhecimento da sequência AAUAAA Alongamento Término MG 7 MG AAUAAA TFIIA TFIIB GTACGCTG CATGCGAC TTATTT AAUAAA TFIIA TFIIB GTACGCTGTAAACG CATGCGACATTTGCTTATTT 7-metil-guanosina Início da tradução Protege contra nucleases Reconhecimento da sequência AAUAAA Etapas: 1. Início: 2. Alongamento: 3. Término: Reconhecimento da sequência de término; Complexo de iniciação é desligado do DNA; RNApol é desligada do DNA;. As fitas do DNA são totalmente renaturadas; Adição de cauda de poli-a no RNA nascente. Término TFIIA TFIIB 7 MG Clivagem Endonucleotídica poli-a endonuclease/polimerase AAUAAA GTACGCTGTAAACG CATGCGACATTTGCTTATTT 11
12 Término MG AAUAAA......GTACGCTGTAAACG... CATGCGACATTTGCTTATTT Complexo de iniciação e RNA pol são desligados do DNA; As fitas do DNA são totalmente renaturadas. Correlação Clínica Antibióticos e Toxinas têm como alvo a RNA Polimerase: Toxina do cogumelo Amanita phalloides ou chapéu da morte altamente tóxico. inibe a subunidade maior da RNA polimerase II inibindo a síntese de mrna. Ação do antibiótico Rifampicina Tratamento de Tuberculose e Hanseníase (íntrons + éxons) 7 MG Término CAUGCGACAUUUGCAAUAAA AAAAAAAAAAAAAAAAAAA Cauda de poli-a Estabilidade Transporte do núcleo para Citoplasma Adição da cauda de poli-a (poli-a polimerase) Mafalda, a eterna questionadora das tirinhas de quadrinhos, surpreende os leitores com a resposta que dá a Felipe sobre o sentido da vida. Analise a resposta de Mafalda, baseado em conhecimentos de Biologia Molecular. Quiz: RNA polimerase Sugestão de Leitura É essencial na transcrição... (1ª etapa da expressão gênica) Ausência de RNA polimerase proteína c A inibição da RNA polimerase VIDA c Referência das Imagens SNUSTAD, P.; SIMMONS, M.J. Fundamentos de Genética. 2ª ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, Capítulo 11 Material Disponível em: 12
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