MECANISMOS GENÉTICOS BÁSICOS: DO DNA À PROTEINA

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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DA BAHIA - UNEB DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DA VIDA DCV MED049 - BIOLOGIA E BIOQUIMICA MECANISMOS GENÉTICOS BÁSICOS: DO DNA À PROTEINA Polyanna Carôzo 2016

2 Replicação Transcrição Tradução 2

3 Replicação Transcrição Tradução 3

4 FUNDAMENTOS 1. SEMICONSERVATIVA 2. Tem uma ORIGEM e é BIDIRECIONAL 3. Ocorre na DIREÇÃO 5-3 e é SEMIDESCONTÍNUA

5 FUNDAMENTOS SEMICONSERVATIVA

6 FUNDAMENTOS ORIGEM E FORQUILHA DE REPLICAÇÃO

7 FUNDAMENTOS DIREÇÃO E DESCONTINUIDADE Fita líder: contínua (no sentido da forquilha) Fita retardada: descontínua (oposta a forquilha)

8 ESTÁGIOS Iniciação Reconhecimento e desnaturação

9 ESTÁGIOS Iniciação Reconhecimento e desnaturação

10 ESTÁGIOS Iniciação Reconhecimento e desnaturação

11 ESTÁGIOS Alongamento Síntese da nova fita

12 ALONGAMENTO DNA polimerase Síntese (5 3 ) Reparo (3 5 )

13 ALONGAMENTO DNA polimerase Síntese da nova fita

14 ALONGAMENTO DNA Polimerase Função de síntese (5 3 ) Necessita de um molde Semiconservativa Necessita de um iniciador (RNA) terminal iniciador 3

15 ALONGAMENTO DNA Polimerase Função de síntese (5 3 )

16 ALONGAMENTO Outras enzimas Separação das Fitas: Helicases Estresse Topológico: Topoisomerases Manutenção da bolha : SSB Adição de Iniciadores: Primases Retirada de Oligo-RNA: Polimerase I Resolução dos Nicks : DNA Ligase

17 ALONGAMENTO Alongamento da fita líder

18 ALONGAMENTO Alongamento da fita retardada

19 ALONGAMENTO Alongamento da fita retardada

20 ESTÁGIOS Terminação

21 EUCARIOTOS Características gerais da replicação são as mesmas em pro e eucariotos Outras Proteínas/fatores, funções, complexidade Diferença: cromossomos lineares Telômeros: estrutura especializada na extremidade dos cromossomos Perda de extremidades a cada divisão celular; (humanos pb por divisão)

22 EUCARIOTOS DNA polimerase α síntese de iniciadores curtos DNA polimerase β DNA polimerase δ ~ DNA polimerase III polimerização e edição DNA polimerase ε ~ DNA polimerase I reparo

23 EUCARIOTOS Telômeros Síntese da telomerase (Transcriptase reversa) Transcriptase reversa RNA (molde) Proteína

24 REPARO Reversão direta da lesão no DNA Fotoreativação Reparo de bases alquiladas Reparo por excisão Excisão de bases Excisão de nucleotídeos Reparo de malpareamentos Reparo pós-replicação Reparo por recombinação Reparo sujeito a erros

25 REPARO

26 Replicação Transcrição Tradução 26

27 LOCAL INICIAÇÃO Reconhecimento ALONGAMENTO Síntese do RNA TERMINAÇÃO

28 ETAPAS INICIAÇÃO Reconhecimento ALONGAMENTO Síntese do RNA TERMINAÇÃO

29 INICIAÇÃO REGIÃO PROMOTORA Regiões conservadas Sequencias específicas Função reguladora

30 INICIAÇÃO FATORES DE TRANSCRIÇÃO

31 INICIAÇÃO RNA polimerase Tipos de Polimerases RNA polimerase I RNA polimerase II RNA polimerase III Genes transcritos Genes de rrna 5.8S, 18S e 28S Genes de mrnas e snornas, alguns genes de snrnas Genes de trnas, rrna 5S, alguns snrna, outros RNAs pequenos

32 INICIAÇÃO Montagem da RNAP II e FT no promotor

33 ALONGAMENTO Etapas Formação da bolha de replicação Fosforilação da enzima RNA polimerase Polimerização da fita de RNA

34 TERMINAÇÃO Mecanismo pouco conhecido: pares de nucleotideos A-T precedida por uma sequência de DNA duplamente simétrica (terminação intrínseca)

35 PROCESSAMENTO

36 PROCESSAMENTO Quepe 5 ( capacete ) Adição de resíduo de 7-metilguanosina Proteção contra ribonucleases

37 PROCESSAMENTO Cauda Poli-A bp de adeninas na extremidade 3 Sinal AAUAAA Complexo de poliadenilação Sítio de ligação de outras enzimas Proteção enzimática

38 PROCESSAMENTO Splicing de íntrons GRUPO I e II (BACTÉRIAS E VIRUS) sofrem autosplicing nenhuma enzima proteica está envolvida nem ATP

39 PROCESSAMENTO Splicing de íntrons GRUPO III (EUCARIONTES) Catalisados por um grupo proteico de splicessomo (5 ribonucleoproteínas nucleares (snrnp) + 50 proteínas)

40 PROCESSAMENTO Splicing alternativo Ampliação da possibilidade de proteínas por um mesmo RNAm

41 RNA RIBOSSÔMICO

42 RNA TRANSPORTADOR

43 Replicação Transcrição Tradução 43

44 LOCAL

45 LOCAL Transporte de RNAm para o citoplasma (céls. eucarionte)

46 RIBOSSOMOS

47 RNAT

48 RNA T As duas primeiras bases são mais específicas 3ª base do códon / 1ª base do anticódon base oscilante

49 CÓDONS 61 dos 64 códons possíveis codificam os 20 aminoácidos padrão

50 AMINOÁCIDOS

51 CÓDIGO GENÉTICO Características: Degeneração do código Especificidade: Um códon sempre codifica o mesmo AA; Universalidade: é conservado em todas as espécies; Redundância ou Degeneração: Um AA pode ter mais de 1 trinca que o codifica importância evolutiva Contínuo: sempre lido de 3 em 3 bases.

52 MUTAÇÕES mutações silenciosa mutações de sentido trocado mutações sem sentido mudança de fase de leitura

53 MUTAÇÕES

54 MUTAÇÕES

55 ETAPAS 1. Ativação de aminoácidos 2. Iniciação 3. Alongamento 4. Terminação e reciclagem dos ribossomos 5. Processamento co e pós traducional 6. Enovelamento Dependem do destino proteico

56 ETAPAS Ativação dos Aminoácidos Ligação do AA ao trna Aminoacil t-rna A etapa de ativação do aminoácido é determinante na fidelidade da tradução

57 ETAPAS Iniciação reconhecimento PROCARIOTOS Sequência Consenso Shine Dalgarno EUCARIOTOS rastreamento da primera sequância AUG Pareamento mrna-rrna

58 ETAPAS Iniciação Bactérias sítio de saída (E) sítio peptidil (P) sítio aminoacil (A) Fatores de Iniciação complexo de iniciação

59 ETAPAS Iniciação Eucariotos Fatores de Iniciação complexo de iniciação

60 ETAPAS Alongamento - Ligação de um aminoacil-trna Fatores de Alongamento AA2

61 ETAPAS Alongamento - Formação da ligação peptídica Peptidil-transferase Sítio E- bactéria

62

63 ETAPAS Alongamento - Translocação

64 ETAPAS Alongamento - Terminação Fatores de terminação liga-se ao stop códon UAA, UGA, UAG

65 POLISSOMO Procariotos e eucariotos Acelera a síntese proteica RNAm + vários ribossomos

66 APLICAÇÃO FARMACOLÓGICA

67 DOBRAMENTO PROTEICO Chaperonas

68 DOBRAMENTO PROTEICO Chaperonas Família Hsp70 de chaperonas moleculares. Estas proteínas agem na fase inicial, reconhecendo uma pequena região de aminoácidos hidrofóbicos na superfície da proteína.

69 DESTINOS PROTEICOS

70 DESTINOS PROTEICOS I - Co-traducional (vias de secreção): ER Golgi Membrana plasmática Meio extracelular II- Póstraducional: núcleo mitocôndria cloroplasto Lisossomos/peroxiss omos

71 DESTINOS PROTEICOS

72 DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Modificações nos grupos amino e carboxiterminais Ex: Retirada de metionina inicial Perdas da sequência sinalizadora: sequências aminoterminais com papel direcionador Modificações de aminoácidos individuais Ex: Grupo Metil para proteínas musculares Ligação de cadeias laterais de carboidratos Adição de grupos prostéticos Ex: grupo heme do citorcromo c Processamento proteolítico Ex: insulina, proteases

73 DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Modificações covalentes nos aminoácidos Ex: Metilação Acetilação Hidroxilação Glicosilação Fosforilação Grupos prostéticos Acilação 20 aminoácidos diferentes ~200 aminoácidos diferentes (modificados covalentemente)

74 DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Proteína miosina (Tecido muscular)

75 DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Proteína elastina (Tecido conjuntivo)

76 DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Proteína protrombina (Sangue)

77 DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas

78 DESTINOS PROTEICOS A partir do Retículo Endoplasmático Partícula de reconhecimento da sinalização No lúmen do RE, as proteínas recém-sintetizadas são adicionalmente modificadas de várias maneiras...

79 DESTINOS PROTEICOS Glicosilação no RE

80 DESTINOS PROTEICOS Do RE ao Complexo de Golgi

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