Biologia Molecular II

Transcrição

1 Biologia Molecular II

2 ÁCIDOS NUCLÊICOS Ácidos Nuclêicos DNA RNA Ácido Desoxirribonuclêico Ácido Ribonuclêico Cadeias de Nucleotídeos Fosfato Pentose Ribose RNA Desoxirribose DNA Base Nitrogenada Púricas: Pirimídicas: Adenina Guanina Citosina Timina Uracila DNA RNA Pentose Desoxirribose Ribose Bases Adenina Guanina Citosina Timina Adenina Guanina Citosina Uracila

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4 Síntese dos Ácidos Nuclêicos A ligação fosfodiéster une os nucleotídeos

5 Esqueleto açúcar-fosfato DNA Seqüência de bases: é variável determina as características é única é herdável

6 DNA As bases se pareiam por pontes de hidrogênio A T A T G G G C C T A A A T T C C G T A C C C G G A T T T A A G O que faz o DNA ser uma dupla cadeia, formada por duas metades complementares e antiparalelas. Se para cada base A há uma T e para cada base C há uma G, temos: %A = % T e % C = %G

7 Dupla - Hélice DNA

8 Desnaturação de DNA

9 Propriedades do DNA A) Replicação Só ocorre antes da divisão celular Envolve todo o DNA DNA s iguais

10 Etapas A.1) abertura da hélice aos poucos iniciando na origem de replicação feita pela enzima helicase A.2) formação de um primer de RNA RNA primase A.3) ação da DNA polimerase produz DNA edição origem de replicação abertura da hélice DNA pol

11 T A G G T C C A T A T C G A A T T C T A G G A T A T C C A G G T A T A G C T T A A G A T C C T A T A G G T C C A T A T C G A A T C C A G G T A T A G C T Edição: correção de erros, minimizando a taxa de mutações

12 A replicação é um processo semi-conservativo 1ª Divisão celular 2ª Divisão celular

13 Paradoxos da replicação A DNA pol não consegue iniciar uma nova fita a partir do nada. Para isso precisa de uma extremidade OH 3 livre RNA primase insere um primer de RNA.

14 Paradoxos da replicação síntese semidescontínua ou assimétrica Se ambas as fitas servem de molde para a replicação, a síntese de uma das cadeias complementares ocorre no sentido 5 3, ok!! E a outra, como ocorre se a DNA pol so atua no sentido 5 3? Inserção de vários primers e formação dos fragmentos de Okazaki: Fita leading (contínua) e fita lagging (descontínua).

15 Fita leading x Fita lagging Fita contínua Sintetizada na mesma direção do complexo de replicação Utiliza apenas um Primer Fita descontínua Sintetizada na direção oposta ao complexo Sintetizada a partir de fragmentos de Okazaki Utiliza um primer por fragmento

16 B) Transcrição Tipos de RNA I RNA Mensageiro (RNAm): seqüência de bases que codifica proteína. Único RNA traduzido. II RNA Ribossomal (RNAr): faz parte da estrutura do ribossomo. III RNA Transportador (RNAt): Transporta os aminoácidos até o local da síntese protêica.

17 B) Transcrição Ao contrário da replicação, a transcrição envolve certos trechos do DNA, os genes, e ocorre durante a vida normal da célula. RNA A transcrição é o primeiro passo da expressão gênica!! DNA Produção de uma molécula de RNA a partir de um trecho do DNA

18 Etapas B.1) abertura da hélice No gene a ser transcrito feita por enzimas B.2) ação da RNA polimerase lê apenas uma fita do DNA, a fita ativa Sua ação começa no TATA Box RNA pol RNA

19 RNA pol Fator de transcrição vai se ligar ao promotor promotor gene a ser transcrito TATATA mas só vai começar a transcrição mais à frente promotor gene a ser transcrito TATATA promotor gene a ser transcrito TATATA RNA

20 T A G G T C C A T A T C G G A T T C T A G G A T A U C C A G G U A U A G C C T A A G A T C G T A A T C C A G G T A T A G C C

21 Células Geneticamente iguais, com características diferentes; Resultado de expressão gênica diferenciada. genes no DNA gene de albumina gene de queratina célula do fígado RNA não se expressa no fígado, somente na pele albumina

22 C) Tradução Produção de proteína a partir do RNAm O Código Genético segunda posição na trinca A G T C primeira posição na trinca A G T C fenilalanina fenilalanina leucina Leucina leucina leucina leucina leucina isoleucina isoleucina isoleucina METIONINA valina valina valina valina AAA AAG AAT AAC GAA GAG GAT GAC TAA TAG TAT TAC CAA CAG CAT CAC serina serina serina serina prolina prolina prolina prolina treonina treonina treonina treonina alanina alanina alanina alanina AGA AGG AGT AGC GGA GGG GGT GGC TGA TGG TGT TGC CGA CGG CGT CGC tirosina tirosina FIM FIM histidina histidina glutamina glutamina aspargina aspargina lisina lisina aspartato aspartato glutamato glutamato ATA ATG ATT ATC GTA GTG GTT GTC TTA TTG TTT TTC CTA CTG CTT CTC cisteína cisteína FIM triptofano arginina arginina arginina arginina serina serina arginina arginina glicina glicina glicina glicina ACA ACG ACT ACC GCA GCG GCT GCC TCA TCG TCT TCC CCA CCG CCT CCC A G T C A G T C A G T C A G T C terceira posição na trinca

23 Propriedades do Código Genético a) Cada 3 nucleotídeos (códon) determinam um aminoácido: AAG CTT CGG GAA CTA UUC GAA GCC CUU GAU Phe Gli Ala Leu Asp Cada trinca de bases nitrogenadas representa 1 códon b) É Repetitivo ou Degenerado Códons de DNA que codificam o mesmo aminoácido GCA GCG GCT GCC Arginina

24 c) Possui códons sem sentido que não são traduzidos. UAA, UAG, UGA OBS: O códon de início no RNAm é o AUG e é sempre traduzido. d) É universal -Traduzido da mesma forma em todos os seres vivos.

25 Síntese Protêica Tradução núcleo RNAt UAC UUU CCA GCA ribossomo Os três tipos de RNA são produzidos da mesma forma, porém a partir de genes diferentes e também seguirão destinos metabólicos diferentes.

26 Síntese Protêica Tradução 1. O ribossomo se une à molécula de RNAm ribossomo RNAm A seqüência de Shine-Delgarno no RNAm determina o correto posicionamento do ribossomo. 2. Os RNA s transportadores se unem aos aminoácidos de modo específico: RNAt UAC UUU CCA GCA + aminoácidos UAC UUU CCA GCA Anticodon: trinca de bases no RNAt

27 núcleo RNA ribossômico RNA transportador UAC GCA UUU CCA anticodon + aminoácidos RNA mensageiro ribossomo UAC UUU CCA GCA AAA AUG GGU CCA GGA CCG UAA CCG AAA UAC AUG GGU 3. A síntese se inicia apenas no codon AUG com a colocação do RNAt que traz o aminoácido metionina. CCA GGA CCG UAA CCG

28 4. Em seguida, o ribossomo coloca o segundo RNAt UAC CCA AAA AUG GGU CCA GCA CCG UAA CGG UAC 5. O ribossomo transfere a metionina e faz a ligação com o segundo aminoácido. O primeiro RNAt, vazio, é descartado. CCA AAA AUG GGU CCA GCA CCG UAA CGG

29 Cadeia Polipeptídica CCA 6. O ribossomo coloca cada RNAt de acordo com o códon do RNAm. AAA AUG GGU CCA GGA CCG UAA CCG 7. Ao atingir um dos códons de fim (UAA, UAG e UGA, o ribossomo se separa do RNAm, dos RNAt e da Cadeia polipeptídica. CCA Cadeia Polipeptídica AAA AUG GGU CCA GGA CCG UAA CCG

30 AAGCCACCCAUGGAGCACAAAUUUUAAUGGGAC INÍCIO Met Glu Hys Lys Phe Os codons que precedem o codon de início e que sucedem o de fim não são traduzidos. Um RNA m pode ser lido simultaneamente por vários ribossomos, formando o POLISSOMO. Depois de traduzido o RNAm é degradado!!!!

31 Éxons e Íntrons DNA RNAm (imaturo) remoção de íntrons (splicing) RNAm (maduro) apenas com éxons DNA eucarionte x DNA procarionte Uso do RNAm para estudo do genoma dos eucariontes Mutação Porque adições ou deleções são mais graves do que substituições???

32 Operon Lac controle da expressão gênica Existem quatro categorias de genes... Regulador (I) Promotor (P) Operador (O) Estruturais (Lac Z, Lac Y e Lac A)

33 Hidrossolúveis B 1 (tiamina) B 2 (riboflavina) Vitamina Fontes Papéis Metabólicos Distúrbios B 3 (niacina ou ácido nicotínico) Carnes, fígado, cereais integrais, legumes Amplamente distribuída na dieta Fígado, carnes, cereais integrais, legumes Coenzima da respiração celular Componente do FAD e de outras coenzimas do metabolismo energético Componentes do NAD e do NADP Beribéri (deficiência cardíaca, neurite) Lesões de epitélios Pelagra (diarréia crônica, dermatite e alterações neurológicas) B 5 (ácido pantotênico) Carne, leite e derivados. Verduras e cereais integrais Componente da Coenzima A Anemia, fadiga, dormência B 6 (piridoxina) Carnes, cereais integrais, verduras, fígado Coenzima do metabolismo dos aminoácidos Alterações neurológicas, dermatite, fraqueza muscular, cálculos renais B 8 (biotina) Carnes, legumes e bactérias da flora intestinal Atua como coenzima em processos energéticos e na produção de ácidos graxos Inflamações da pele e distúrbios neuro-musculares B 9 (ácido fólico) Vegetais verdes, frutas, cereais integrais e bactérias da flora intestinal Participa da síntese de bases nitrogenadas Anemia perniciosa, esterilidade masculina, espinha bífida B 12 (cianocobalamina) Fígado, carnes, ovos, leite e derivados Coenzima do metabolismo dos ácidos nuclêicos, divisão celular Anemia perniciosa, alterações neurológicas C (ácido ascórbico) Frutas cítricas, acerola, kiwi, tomate, folhas verdes Importante para a manutenção da matriz intercelular Escorbuto (lesões da pele, sangramento nasal e gengival, lesões nas articulações

34 Béribéri Escorbuto

35 Vitamina Fontes Papéis Metabólicos Distúrbios Lipossolúveis A (retinol) Ovo, leite e derivados, provitamina (caroteno) de vegetais amarelos e vermelhos Componente de pigmentos visuais, manutenção da integridade dos epitélios Cegueira noturna, espessamento da córnea, lesões de pele D (calciferol) geralmente é encontrada na forma de um precursor Ovo, cereais, leite e derivados Participa da mineralização dos ossos, facilita a absorção do cálcio dos alimentos Raquitismo (descalcificação e deformidades ósseas) E (tocoferol) Sementes oleaginosas, folhas verdes Antioxidante, previne lesões das membranas celulares Anemia (questionável), esterilidade (em roedores, apenas) K (naftoquinona) Folhas verdes, cereais e carnes, síntese pelas bactérias da flora intestinal (principal fonte no adulto) Produção de fatores da coagulação pelo fígado Hemorragias graves, sangramentos internos.

36 Xeroftalmia Mancha de Bitot Pelagra

37 Raquitismo