Genética Humana. Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto

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1 Genética Humana Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto JAN/2012

2 Princípios Básicos As proteínas são vinculo entre genótipo e fenótipo; A expressão gênica é o processo pelo qual o DNA coordena a síntese de proteínas; A expressão gênica se divide em: Transcrição Tradução

3 Princípios Básicos Os genes fornecem as instruções para a produção de proteínas específicas; A ponte entre o DNA e a síntese de proteínas é o ácido nucléico RNA; RNAm RNAt RNAr

4 URACILA RNA

5 RNA Atua como uma espécie de "cópia de trabalho", criada a partir do molde de DNA é utilizada na expressão da informação genética. A síntese de uma molécula de RNA a partir de um molde de DNA chama-se "TRANSCRIÇÃO. Nesta transcrição, modificações podem ocorrer sobre a molécula de RNA transcrita, convertendo-a de uma cópia fiel em uma cópia funcional do DNA.

6 ESTRUTURA DO RNA Em relação ao DNA, 4 diferenças são importantes: O RNA possui uracila no lugar da timina na seqüência de bases. A pentose do RNA é a ribose O RNA é formado por uma fita única, com eventual pareamento de bases intra-cadeia. A molécula do RNA é muito menor que a do DNA. Existem 3 tipos de RNA, cada um com características estruturais e funcionais próprias.

7 TIPOS DE RNA RNA Ribossômico ou RNAr É encontrado, em associação com várias proteínas diferentes, na estrutura dos ribossomos, as organelas responsáveis pela síntese protéica. Corresponde a até 80% do total de RNA da célula

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9 TIPOS DE RNA RNA de Transferência ou RNATransportador, ou ainda RNAt É a menor molécula dos 3 tipos de RNA; Está ligado de forma específica a cada um dos 20 aminoácidos encontrados nas proteínas Corresponde a 15% do RNA total da célula. Fazem extenso pareamento de bases intracadeia, e atua no posicionamento dos aminoácidos no momento da síntese protéica.

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11 TIPOS DE RNA RNA Mensageiro ou RNAm Corresponde a apenas 5% do total de RNA da célula. Atua transportando a informação genética do núcleo da célula eucariótica ao citosol, onde ocorrerá a biossíntese protéica. É utilizado como molde nesta biossíntese.

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13 SÍNTESE PROTÉICA A síntese protéica envolve as seguintes etapas: Transcrição e Tradução Transcrição Processo que ocorre no núcleo da célula, no qual a mensagem genética é passada do DNA para uma fita de RNAm, com auxílio da ação catalítica da enzima RNApolimerase. O trecho do DNA onde a RNA-polimerase se liga e inicia a transcrição é chamado de promotor.

14 SÍNTESE PROTÉICA A informação do DNA é transcrita em uma seqüência codificada do RNAm, através do uso, com gabarito, de um filamento do DNA. O RNAm transcrito solta-se do modelo de DNA e desloca-se do núcleo para o citoplasma. Após o RNAm se desacoplar, as pontes de hidrogênio que haviam-se desfeitas voltam-se a ligar.

15 SÍNTESE PROTÉICA Síntese do transcrito de RNA São três os estágios da transcrição: Ligação Elongação Terminação

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19 SÍNTESE PROTÉICA A síntese protéica envolve as seguintes etapas: Transcrição e Tradução Tradução A tradução é um processo no qual haverá a leitura da mensagem contida na molécula de RNAm pelos ribossomo, decodificando a linguagem de ácido nucléico para a linguagem de proteína. Cada RNAt em solução liga-se a um determinado aminoácido, formando-se uma molécula chamada aminoacil-rnat, que conterá, na extremidade correspondente ao anticódon, um trio de códon do RNAm. Para entendermos bem este processo, vamos admitir que ocorra a síntese de um peptídeo contendo apenas sete aminoácidos, o que se dará a partir da leitura de um RNAm contendo sete códons (21 bases hidrogenadas). A leitura (tradução) será efetuada por um ribossomo que se deslocará ao longo do RNAm.

20 SÍNTESE PROTÉICA

21 SÍNTESE PROTÉICA Um RNAm, processado no núcleo, contendo sete códons (21 bases hidrogenadas) se dirige ao citoplasma. No citoplasma, um ribossomo se liga ao RNAm na extremidade correspondente ao início da leitura. Dois RNAt, carregando os seus respectivos aminoácidos (metionina e alanina), prendem-se ao ribossomo. Cada RNAt liga-se ao seu trio de bases (anticódon) ao trio de bases correspondentes ao códon do RNAm. Uma ligação peptídica une a metionina à alanina.

22 SÍNTESE PROTÉICA

23 SÍNTESE PROTÉICA O ribossomo se desloca ao longo do RNAm. O RNAt que carregava a metionina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt, transportando o aminoácido leucina, une o seu anticódon ao códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica é feita entre a leucina e a alanina. O ribossomo novamente se desloca. O RNAt que carregava a alanina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt, transportando o aminoácido ácido glutâmico encaixa-se no ribossomo. Ocorre a união do anticódon desse RNAt com o códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica une o ácido glutâmico à leucina.

24 SÍNTESE PROTÉICA

25 SÍNTESE PROTÉICA Novo deslocamento do ribossomo. O quinto RNAt, carregando a aminoácido glicina, se encaixa no ribossomo. Ocorre a ligação peptídica da glicina com o ácido glutâmico. Continua o deslocamento do ribossomo ao longo do RNAm. O sexto RNAt, carregando o aminoácido serina, se encaixa no ribossomo. Uma ligação peptídica une a serina à glicina. Fim do deslocamento do ribossomo. O último transportador, carregando o aminoácido triptofano, encaixa-se no ribossomo. Ocorre a ligação peptídica do triptofano com a serina. O RNAt que carrega o triptofano se separa do ribossomo. O mesmo ocorre com o transportador que portava a serina.

26 SÍNTESE PROTÉICA

27 SÍNTESE PROTÉICA O peptídeo contendo sete aminoácidos fica livre no citoplasma. Claro que outro ribossomo pode se ligar ao RNAm, reiniciando o processo de tradução, que resultará em um novo peptídio. Perceba, assim, que o RNAm contendo sete códons (21 bases nitrogenadas) conduziu a síntese de um peptídeo formado por sete aminoácidos.

28 SÍNTESE PROTÉICA

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30 SÍNTESE PROTÉICA Os polirribossomos Em algumas células, certas proteínas são produzidas em grande quantidade. Por exemplo, a observação de glândulas secretoras de certos hormônios de natureza protéica (que são liberados para o sangue, indo atuar em outros órgãos do mesmo organismo) mostra, em certos locais, uma fileira de ribossomos efetuando a leitura do mesmo RNA mensageiro. Assim, grandes quantidades da mesma proteína são produzidas.

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32 SÍNTESE PROTÉICA Ao conjunto de ribossomos, atuando ao longo se um RNAm, dá-se o nome de polirribossomos.

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34 SÍNTESE PROTÉICA Possíveis destinos das proteínas O RNAm, ao sair do nucleo pode seguir dois destinos: Ser traduzido nos ribossomos do retículo endoplasmático rugoso - e esta proteína será exportada para fora da célula passando pelo Golgi e saindo por exocitose em forma de vesículas, Ou será traduzido nos ribossomas livres no citoplasma - esta proteína então permanecerá dentro da célula, executando alguma importante função. Ex. Dentro do Golgi, ou livre no citoplasma.

35 SÍNTESE PROTÉICA

36 SÍNTESE PROTÉICA Síntese de proteínas no núcleo celular? No núcleo de todas as células eucarióticas, a produção de RNA se da a partir do molde de uma fita do DNA. Então, o RNA sofre algumas alterações e segue para o citoplasma onde se associa aos ribossomos para a formação das proteínas. Acreditava-se que a síntese de proteínas (tradução) ocorresse somente no citoplasma, mas em recente trabalho publicado na prestigiada revista Science foi demonstrado que os elementos necessários à tradução se associam no núcleo, onde proteínas seriam formadas. Além disso os pesquisadores constataram que as estruturas responsáveis pela tradução estão em atividade no núcleo celular.

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