Ciclo Celular. Intérfase. Valor C. Ciclo Celular. Intérfase

Transcrição

1 Ciclo Celular Unidade II: Síntese de Proteínas 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 Célulaemmitose (S Anáfase) = 2n = 4C Célulaemmitose (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) FilamentoDescontínuo(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 Quiz: TRANSCRIÇÃO Características Gerais: Fita DNA Molde ( ) 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. RNA Complementar a Fita Molde de DNA Semelhante a fita de DNA não-molde A=U Antiparalelismo Síntese Dogma Central da Biologia Molecular RNA polimerases Proteínas DNA Ligam-se e Processam Síntese mrna. 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 7

8 RNA POLIMERASE RNApolimerase específica síntese de RNAs específicos: Tipo Localização Sintetiza RNA pol I Nucléolo RNA Ribossômico(rRNA) Nucleoplasma RNA mensageiro(mrna) I Nucleoplasma RNA transportador(trna) Etapas: 1. Início: 2. Alongamento: 3. Término: 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 8

9 TFIIA 1 ) TFIID = Liga-se a TATA Box 1) TFIID = Liga-se a TATA Box 2 ) TFIIA 3) TFIIB 4) = desespirilização do DNA 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 1) TFIID = Liga-se a TATA Box 2 ) TFIIA 3) TFIIB TFIIA 1) 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 1) 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 Alongamento ACGCTGTA TFIIA TTATTT TGCGACAT 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 10

11 Alongamento ACGCTGTA TFIIA UGCGACAU TTATTT TGCGACAT CTTATT GAAUAA GAATAA 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. Alongamento Término 7 MG TFIIA TFIIB GTACGCTG CATGCGAC TTATTT AAUAAA TFIIA TFIIB GTACGCTG CATGCGAC TTATTT AAUAAA Reconhecimento da sequência AAUAAA Alongamento Término 7 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 11

12 Término RNA polimerase TFIIA TFIIB 7 MG AAUAAA GTACGCTGTAAACG CATGCGACATTTGCTTATTT É essencial na transcrição... (1ª etapa da expressão gênica) Ausência de RNA polimerase proteína c VIDA c Clivagem Endonucleotídica poli-a endonuclease/polimerase A inibição da RNA polimerase Término 7 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 AAUAAA AAAAAAAAAAAAAAAAAAA Cauda de poli-a Estabilidade Transporte do núcleo para Citoplasma Adição da cauda de poli-a (poli-a polimerase) Sugestão de Leitura Referência das Imagens SNUSTAD, P.; SIMMONS, M.J. Fundamentos de Genética. 2ª ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, Capítulo 11 12