Direção da Síntese DNA mrna Proteínas

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1 Direção da Síntese DNA mrna Proteínas Discentes: Ana Carolina Q. D. Medina Carlos S. Vasconcellos Celso A. de Souza Júnior Orlando Campovilla Docente: Júlio César Borges Disciplina: Bioquímica II

2 Tópicos Abordados Direção da Síntese de DNA; Direção da Síntese de mrna; Direção da Síntese de Proteínas; Referências; Agradecimentos. 2

3 Direção da Síntese de DNA A replicação do DNA é semi-conservativa; John Cairns: Experimentos com DNA E. coli radioativo. Observou a formação da bolha de replicação com forquilhas de replicação nas extremidades; Resultados: Ambas as fitas replicadas simultaneamente e bidirecionalmente, ou seja, ambas as extremidades da volta possuem forquilhas de replicação ativas. 3

4 Direção da Síntese de DNA Ross Inman: Descobriu que as voltas de replicação sempre se iniciam em um único ponto chamado origem; Regiões ricas em A=T ; DNAs circulares: as forquilhas se encontram em um ponto do lado do círculo oposto ao de origem (ori C). 4

5 Direção da Síntese de DNA Síntese do DNA: Abertura da forquilha de replicação; Filta molde lida na direção 3 5 ; Nova fita de DNA: Sempre sintetizada na direção 5 3 ; A hidroxila 3 do nucleotídeo fica livre como ponto no qual o DNA é alongado; Necessita de Primers (geralmente pequenos fragmentos de RNA): Fornecem uma 3 OH confiável. 5

6 Resposta: A síntese é semidescontínua. Como Podem Ambas as Fitas Serem Sintetizadas Simultaneamente? Uma deveria ser sintetizada no 3 5??? NÃO R. Okazaki: Uma das fitas é sintetizada em fragmentos Fita líder: Contínua (5 3 ) segue na mesma direção do movimento da forquilha de replicação Fita retardada: Descontínua, a síntese 5 3 ocorre na direção oposta ao movimento da forquilha. 6

7 Por que essa direção? Associada ao mecanismo da reação e a região onde os dntp estão fosfatados/ativados; Os dntp estão trifosfatados na 5 OH; A 3 OH está livre para o ataque nucleofílico. 7

8 Direção da Síntese de DNA Mecanismo: O fosfato ligado a 5 OH do dntp que entra é atacado pela 3 OH do nucleotídeo que já está na fita em construção (crescimento na direção 5 3 ). Assim sempre fica uma 3 OH livre para o próximo ataque; A saída do PPi dirige a termodinâmica do processo. Os fragmentos de Okazaki seguem o mesmo mecanismo e posteriormente são unidos entre si por DNA ligases; 8

9 Mas e o Sentido Contrário Seria Possível? Teríamos de pensar na possibilidade da fita ser lida no sentido contrário (5 3 ) e sintetizada na direção 3 5 ; Em segundo lugar, mas não menos importante, os nucleotídeos precisariam estar trifosfatados (ativados) na extremidade 3, deixando a extremidade 5 disponível para o ataque nucleofílico. 9

10 Direção da Síntese de mrna Transcrição DNA mrna: Mesma linguagem (nucleotídeos); Regulada por sequências específicas Não requer iniciador promotores (sítio de reconhecimento); Terminação fim da síntese; Leitura da fita molde: 3 5 ;

11 Direção da Síntese de mrna RNA-polimerase DNA-dependente: Leitura da fita molde: 3 5 ; Ataque da OH 3 no fosfato 5 ; Síntese RNA (crescimento): 5 3 ; Síntese dirigida pela complementariedade com o DNA. Mg 2+ cofator (assiste o processo).

12 Direção da Síntese de mrna RNAm = complementar a fita molde; Síntese RNA: 5 3 ; Alongamento da cadeia: movimento linear da RNApol; Ambas as fitas de DNA podem ser codificantes; Fita molde 3 5 ; Fita codificante.

13 Direção da Síntese de mrna A reação não é catalisada pela RNApol no sentido contrário ao movimento 5 3 ; A reação pode parar: Adição de um nucleotídeo na extremidade 3 indevidamente pareado remoção feita por reversão direta da RNApol. Antibiótico contra bactérias: cordicepina: Estrutura similar à Adenosina; Terminação prematura da síntese.

14 Direção da Síntese de Proteínas trnas traduzem a sequência nucleotídica do mrna em uma sequência de aminoácidos; Ribossomo e seus quatro sítios de interação com RNAs. 14

15 Direção da Síntese de Proteínas Tradução: 5 etapas Primeira Etapa: Ativação do aminoácido Ocorre com a hidrólise de ATP e é catalisada por Aminoacil-tRNA sintetases 15

16 Direção da Síntese de Proteínas 16

17 Direção da Síntese de Proteínas Etapa de alongamento: 17

18 Direção da Síntese de Proteínas Etapa de alongamento auxiliada por EF-G: dependente da hidrólise de GTP. 18

19 A síntese de Proteínas Poderia Ocorrer no Sentido C-terminal N-terminal? Ativação do substrato; Implicações na velocidade do processo de tradução. 19

20 Procariotos versus Eucariotos Compartimentalização celular: Eucariotos: Replicação e transcrição núcleo; Tradução citosol. Procariotos: Replicação, transcrição e tradução citosol. 20

21 Conclusões Síntese de biomoléculas poliméricas (DNA, RNA e proteínas): Iniciação, alongamento e término; Estágios adicionais: Ativação de precursores; Processamento pós-sintético. 21

22 Referências VOET, D.; VOET, J. G. Biochemistry. 4 th Edition, Wiley, p. 1248, NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 6ª Edição, Artmed,

23 OBRIGADOS!