Armazenamento da informação genética

Transcrição

1 Universidade Federal do Pampa Curso de Nutrição Biologia celular e molecular Armazenamento da informação genética Profª Ms. Vanessa Retamoso Prof Ms. Vanessa Retamoso

2 NÚCLEO INTERFÁSICO: é o núcleo da célula no intervalo entre duas divisões celulares 2

3 NÚCLEO E DIVISÃO CELULAR O Núcleo controla o metabolismo celular. Nele estão os cromossomos, estruturas moleculares complexas constituídas por DNA e proteínas, responsáveis pela expressividade genética e pela hereditariedade. 3

4 CROMOSSOMOS 4

5 CROMOSSOMOS 5

6 DNA James Watson e Francis Crick baseado na cristalografia de raio X de Rosalind Frank e M. Wilkins Estrutura Molecular do Ácido Desoxirribonucléico (DNA) Crick Watson Prêmio Nobel 1962 J.D. Watson and F.H.C. Crick "Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature 171(4356):

7 DNA- ESTRUTURA Uma dupla fita dobrada em forma de hélice As duas fitas estão dispostas em direções opostas, isto é, que são antiparalelas. O que define a direção de cada uma das fitas é o local de ligação entre o grupo fosfato com o anel de desoxirribose. Todas as informações relativas à construção e ao funcionamento de nosso organismo.

8 DNA/RNA

9 DNA DNA procariótico: Circular. Não associado a proteínas. DNA e mrna são colineares. Transcrição não está fisicamente separada da tradução protéica. DNA eucariótico: Linear. Associado a proteínas (histonas). DNA e mrna não são colineares. O transcrito primário sofre modificações secundárias (cap, cauda poli-a e splicing) que originam o mrna maduro. Transcrição (núcleo) está fisicamente separada da tradução protéica (citoplasma).

10 DNA DNA PROCARIÓTICO DNA EUCARIÓTICO

11 DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA

12 MITOSE / MEIOSE

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14 ORIGENS DE REPLICAÇÃO Proteína de reconhecimento de origem (ORC) Sequências específicas do DNA Origem de replicação Ligam proteínas específicas Quando acionadas, essas proteínas permitem o início da replicação

15 EUCARIOTOS PODEM TER MUITOS SÍTIOS DE ORIGEM ORIGENS DE REPLICAÇÃO

16 Replicon: Replicon: Unidade do DNA onde está ocorrendo um evento de replicação 1. Origem + Término 2. Ativados apenas uma única vez em cada ciclo celular 3. O genoma de uma célula procariótica constitui um único replicon 4. Cada cromossomo eucariótico constitui vários replicons e todos são ativados uma única vez no ciclo celular ainda que não simultaneamente

17 O genoma bacteriano circular constitui um único replicon A velocidade da forquillha de replicação bacteriana é 50000pb/min Uma única origem de replicação em E.coli (OriC, 245 pb)

18 O genoma eucariótico constitui vários replicons A velocidade da forquillha de replicação eucariótica é 2000pb/min Os replicons eucarióticos tem kb e são iniciados em tempos diferentes Fase S demora ~ 6hrs em uma célula somática

19 A FORQUILHA DE REPLICAÇÃO É BIDIRECIONAL AGILIZA O PROCESSO DE REPLICAÇÃO

20 MICROGRAFIA, BOLHA DE REPLICAÇÃO Forquilhas de replicação

21 SENTIDO DA REPLICAÇÃO: 5 3 FITA CONTÍNUA FITA DESCONTÍNUA NO SENTIDO CONTRÁRIO, NA FITA DESCONTÍNUA A DNA POLIMERASE SINTETIZA NO SENTIDO 5 3 GERANDO FRAGMENTOS

22 REPLICAÇÃO Não há OH Nucleotídeos 3P são adicionados Liberação de Pirofosfato Ligação fosfodiéster Fornece energia Para a polimerização Do DNA Condição termodinâmica para que a síntese de DNA aconteça!

23 ESTÁGIOS DA REPLICAÇÃO Iniciação Alongamento Término

24 1º) INICIAÇÃO REPLISSOMA CONJUNTO DE ENZIMAS E PROTEÍNAS NECESSÁRIOS PARA A REPLICAÇÃO HELICASES PRIMASES POLIMERASES Desenrolam o DNA (=DNAG) sintetizam o primer de RNA Procariotos 3 tipos TOPOISOMERASES PROTEÍNAS DE LIGAÇÃO DO DNA LIGASES II DNA Girase alivia a tensão causada pela desnaturação do DNA SSB mantém as fitas abertas Ligam fragmentos de DNA (Fragmentos de Okazaki)

25 1º) INICIAÇÃO

26 1º) INICIAÇÃO DESENOVELAMENTO DO DNA Retirada das histonas Acetilação Proteínas de ligação a fita simples (SSBPs) DNA helicase Quebra pontes de H DNA topoisomerase (DNA GIRASE) - Tiram a tensão

27 1º) INICIAÇÃO

28 2º) ALONGAMENTO A extensão da cadeia de DNA é catalisada pela DNA polimerase III (procariotos), utilizando o grupo 3 -OH do iniciador de RNA (primer) como aceptor do primeiro desoxirribonucleotídeo. Adicionado por ação da DNA G (primase)

29 2º) ALONGAMENTO A extensão da cadeia de DNA é catalisada pela DNA polimerase III (procariotos), utilizando o grupo 3 -OH do iniciador de RNA (primer) como aceptor do primeiro desoxirribonucleotídeo. Adicionado por ação da DNA G (primase)

30 2º) ALONGAMENTO PRIMASE Liga-se à helicase em procariotos formando o chamado primossomo Sintetiza um primer de RNA contendo aproximadamente 11 bases; fornece 3 OH

31 2º) ALONGAMENTO

32 2º) ALONGAMENTO REPLICAÇÃO DAS FITAS Fita líder Primase age uma vez Fita retardada Primase age várias vezes 1967, Fragmentos de Okasaki Okazaki R, Okazaki T, Sakabe K, Sugimoto K. Mechanism of DNA replication possible discontinuity of DNA chain growth. Jpn J Med Sci Biol Jun;20(3):255-60

33 2º) ALONGAMENTO

34 2º) ALONGAMENTO

35 2º) ALONGAMENTO

36 2º) ALONGAMENTO FORQUILHA DE REPLICAÇÃO

37 3º) TERMINAÇÃO As forquilhas de replicação se encontram em uma região contendo múltiplas cópias de sequências de uma sequência de 20pb = sequência Ter Forquilha sentido antihorário Forquilha sentido horário Terminação Terminação

38 TERMINAÇÃO EM EUCARIOTOS - TELOMEROS Cromossomos de eucariotos são lineares DNA polimerases são incapazes de replicar as extremidades de um DNA linear (cromossomos correm risco de encurtamento)

39 TERMINAÇÃO EM EUCARIOTOS - TELOMEROS Para compensar o encurtamento: Os telômeros contêm sequências repetidas terminadas por filamento simples, que protegem os últimos genes do cromossomo do encurtamento Os telômeros podem ser alongados através da telomerase, que é capaz de ligar curtas repetições usando como isca a extremidade 3 de imas das duas cadeias do telômero. 39

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41 MECANISMOS DE REPARO Revertem os efeitos de processos mutagênicos artificiais ou naturais do DNA. Muitos danos sofridos pelo DNA podem ser reparados porque a informação genética é preservadas em ambas as fitas da dupla-hélice 41

42 EXTRAÇÃO DO DNA Uso DNA para estudos de natureza variada: diagnóstico (sensível e específico); medicina (estudo do câncer; identificação doenças); processos evolutivos (filogenias, estudos populacionais); genoma investigações de perícia, paternidade...

43 RNA Molécula intermediária na síntese de proteínas, que faz a intermediação entre o DNA e as proteínas.

44 RNA Diferenças entre DNA e RNA

45 TIPOS DE RNA RNAs mensageiros: codificam as proteínas e que devem ter seus códons lidos durante o processo de tradução.

46 TIPOS DE RNA RNAs ribossomais: parte da estrutura do ribossomo, junto com diversas outras proteínas e são eles que catalisam a ligação entre dois aminoácidos na síntese de proteínas. RNAs transportadores: fazem a conexão códon-aminoácido pois carregam um aminoácido específico de acordo com seu anticódon (complementar ao códon do mrna).

47 TRANSCRIÇÃO DE RNA O fluxo da informação genética envolve a síntese de moléculas de RNA. Essas moléculas possuem pequenas diferenças em relação ao DNA e podem assumir várias funções celulares. Funções: Informacional e Catalítica.

48 TRANSCRIÇÃO DE RNA Realizada por um complexo enzimático cuja enzima chave é a RNA polimerase, composta de várias subunidades e que realiza a polimerização do RNA a partir de um molde de DNA. Transcrição = Síntese+ Síntese

49 TRADUÇÃO DO RNA É um processo no qual haverá a leitura da mensagem contida na molécula de RNAm pelos ribosomos, decodificando a linguagem de ácido nucleico para a linguagem de proteína. 49

50 TRADUÇÃO DO RNA Cada RNAt em solução liga-se a um determinado aminoácido; A medida que o ribossomo de desloca sob o RNAm novos códons são lidos; Quando o ribossomo tiver chegado ao fim do RNAm, a mensagem toda terá sido lida e a proteína estará pronta. 50

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