Guia mangá. Biologia Molecular. Masaharu Takemura Sakura Becom Co., Ltd. novatec

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1 Guia mangá Biologia Molecular Masaharu Takemura Sakura Becom Co., Ltd. novatec

2 Original Japanese-language edition Manga de Wakaru Bunshi Seibutsugaku ISBN by Masaharu Takemura and Becom Co., Ltd., published by Ohmsha, Ltd. English-language edition The Manga Guide to Molecular Biology ISBN by Masaharu Takemura and Becom Co., Ltd., co-published by No Starch Press, Inc. and Ohmsha, Ltd. Portuguese-language rights arranged with Ohmsha, Ltd. and No Starch Press, Inc. for Guia Mangá Biologia Molecular ISBN by Masaharu Takemura and Becom Co., Ltd., published by Novatec Editora Ltda. Edição original em japonês Manga de Wakaru Bunshi Seibutsugaku ISBN por Masaharu Takemura e Becom Co., Ltd., publicado pela Ohmsha, Ltd. Edição em inglês The Manga Guide to Molecular Biology ISBN por Masaharu Takemura e Becom Co., Ltd., co-publicação da No Starch Press, Inc. e Ohmsha, Ltd. Direitos para a edição em português acordados com a Ohmsha, Ltd. e No Starch Press, Inc. para Guia Mangá Biologia Molecular ISBN por Masaharu Takemura e Becom Co., Ltd., publicado pela Novatec Editora Ltda. Copyright 2010 da Novatec Editora Ltda. Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei de 19/02/1998. É proibida a reprodução desta obra, mesmo parcial, por qualquer processo, sem prévia autorização, por escrito, do autor e da Editora. Editor: Rubens Prates Ilustração: Sakura Tradução: Edgard B. Damiani Revisão gramatical: Lia Gabriele Regius Revisão técnica: Saulo Roberto Diz Editoração eletrônica: Camila Kuwabata e Carolina Kuwabata ISBN: Histórico de impressões: Março/2012 Primeira reimpressão Abril/2010 Primeira edição NOVATEC EDITORA LTDA. Rua Luís Antônio dos Santos São Paulo, SP Brasil Tel.: Fax: novatec@novatec.com.br Site: Twitter: twitter.com/novateceditora Facebook: facebook.com/novatec LinkedIn: linkedin.com/in/novatec Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Takemura, Masaharu Guia mangá biologia molecular / Masaharu Takemura, Sakura, Becom Co ; [ilustrações] Sakura ; [tradução Edgard B. Damiani]. -- São Paulo : Novatec Editora ; Tokio : Ohmsha, (The manga guide) Título original: The manga guide to molecular biology. ISBN Biologia molecular - História em quadrinhos 2. Biologia molecular - Obras de divulgação I. Sakura. II. Becom Co.. III. Título. IV. Série. CDD Índices para catálogo sistemático: 1. Biologia Biologia : História em quadrinhos VC

3 Sumário Prefácio...XI Prólogo O Que é Uma Célula? Uma célula é uma bolsinha de vida Todo organismo vivo é feito de células As células estão vivas Uma célula é feita de várias moléculas Eu nunca vi uma célula! A célula mais longa em nossos corpos Vamos olhar dentro de uma célula Vamos penetrar a membrana celular Organelas celulares O núcleo: um pequeno cérebro O que existe no núcleo? Organismos unicelulares e pluricelulares Organismos procarióticos e organismos eucarióticos Proteínas e DNA: Decifrando o Código Genético As proteínas guiam a atividade celular O que é atividade celular? Explosão de força enzimática! Proteínas atuando como enzimas O papel das proteínas na divisão celular Proteínas e a contração muscular Resumo Proteínas são feitas de aminoácidos Substituir um aminoácido por outro é uma grande coisa! Genes: o projeto de construção das proteínas Como as células sabem quais proteínas criar? Um plano de construção garante que o arranjo de aminoácidos esteja correto Nossos genes estão escritos em código DNA e nucleotídeos O DNA tem uma estrutura de dupla hélice O DNA é composto por nucleotídeos Os nucleotídeos são os caracteres do código Genoma: uma biblioteca de genes... 88

4 3 Duplicação de DNA e Divisão Celular As células se multiplicam por meio de divisões Reprodução: o evento mais importante da vida! Divisão celular: a forma mais simples de reprodução A divisão celular ocorre nos corpos dos organismos pluricelulares O DNA é duplicado antes da divisão celular O que acontece com os genes? O DNA tem uma estrutura dupla O papel da DNA polimerase na duplicação do DNA O que é um cromossomo? O corpo humano contém 24 tipos de cromossomos Cromossomos são visíveis apenas no momento da divisão celular Divisão celular dinâmica Mitose Citocinese O que é um ciclo celular? O que causa o câncer? Como é Feita Uma Proteína? Um gene torna-se útil após a transcrição Como uma proteína é feita O que é transcrição? Cromatina e transcrição Tente puxar o fio do telefone O mrna é sintetizado usando-se uma das fitas de DNA como modelo A RNA polimerase copia as informações genéticas Clivagem do mrna transcrito Embaralhamento de éxons O que é o RNA? Caracteres do RNA Dna e RNA usam açúcares diferentes O RNA é flexível Existem vários tipos de RNA Rna transportador Ribossomo: o mecanismo de síntese de proteína Mecânica do código genético O trna transporta aminoácidos A proteína está completa viii sumário

5 5 Tecnologia e Pesquisa Em Genética O que é tecnologia de recombinação genética? Manipulação do DNA Melhorias na espécie e teconologia de recombinação genética Um exemplo de tecnologia de recombinação genética Métodos de detecção e isolamento de DNA Animais transgênicos (camundongo-nocaute) Medicina personalizada e terapia gênica: a genética é o futuro da prevenção de doenças? Terapia gênica O renascimento do RNA Interferência de RNA: uso do RNA para alterar a expressão genética O RNA pode curar doenças? Como funciona exatamente a PCR? Como produzir animais clonados Evolução molecular: como os genes podem contar uma história O futuro da biologia molecular Epílogo índice sumário ix

6 Prólogo Kazuo Koike AQUI! Ami Kasuga Rin Natsukawa QUE TRISTEZA, ESSAS DUAS... EU SEI QUE ELAS ESTÃO TENDO DIFICULDADES COM A MATÉRIA... MAS NÃO POSSO AJUDÁ-LAS SE ELAS NÃO ASSISTIREM ÀS AULAS. * * Lista de presença MEU TEMPO É LIMITADO... NÃO POSSO ESPERAR MAIS POR ELAS. BEM, MINHA AULA DE HOJE É SOBRE MODIFICAÇÃO GENÉTICA...

7 ... AI, Estou TÃO NERVOSA! TEMOS QUE ENTRAR NESSE LABORATÓRIO. LABORATÓRIO DE BIOLOGIA MOLECULAR DO PROFESSOR MORO Click clomp Click clomp 2 Prólogo

8 VÁRIAS HORAS ANTES... RIN NATSUKAWA, VOCÊ NÃO ATINGIU A FREQUÊNCIA MÍNIMA NECESSÁRIA PARA PASSAR EM BIOLOGIA 101, UMA MATÉRIA OBRIGATÓRIA do PRIMEIRO SEMESTRE. COMPAREÇA em MEU LABORATÓRIO O QUANTO ANTES PARA RECEBER INSTRUÇÕES SOBRE SUAS AULAS OBRIGATÓRIAS DE RECUPERAÇÃO. PROFESSOR MORO O QUE... TAMBÉM RECEBI ESSA MENSAGEM. ACHO QUE FOMOS DESCOBERTAS. AI, NÃO! toc, toc Prólogo 3

9 uau OLÁ? ei! AH, VOCÊS DEVEM SER AMI KASUGA E RIN NATSUKAWA, CERTO? EU SOU MARCUS, ASSISTENTE DO DR. MORO. ENTREM. DOUTOR? ACHEI QUE ELE FOSSE PROFESSOR. TREMENDO BEM-VINDAS! HEIN? QUEM Está AÍ? 4 Prólogo

10 DE QUEM É ESSA VOZ? VOCÊS SÃO AMI E RIN, CERTO? ~~~ AH, SIM, EU SOU RIN NATSUKAWA! E...E EU SOU AMI KASUGA. NÃO VOU PERGUNTAR POR QUE VOCÊS NÃO ASSISTIram QUASE NENHUMA DAS MINHAS AULAS - SÓ ESPERO QUE NÃO ESTEJAM PERDENDO A HORA POR FICAREM ASSISTINDO TV ATÉ TARDE. RAZÃO - FICAR TRABALHANDO ATÉ MAIS TARDE RAZÃO - PERDER A HORA DEPOIS DE ASSISTIR TV ATÉ TARDE. VENHAM À MINHA ILHA. É LÁ QUE FICA O MEU LABORATÓRIO DE VERDADE. sua ilha? Hmmm Zzzzt, zzzt VOU MINISTRAR SUAS AULAS DE RECUPERAÇÃO LÁ. NÃO SE PREOCUPEM - A ILHA É MUITO AGRADÁVEL NEStA ÉPOCA DO ANO. Prólogo 5

11 SE PARECE MUITO COM IStO! ALGUNS DIAS DEPOIS ISSO NÃO SE PARECE NEM UM POUCO COM AQUELA FOTO. FOMOS ENGANADAS! MAS AINDA É UMA ILHA, NÉ? VAMOS APROVEITAR O MÁXIMO QUE PUDERMOS. 6 Prólogo

12 DOUTOR MORO! CHEGAMOS! Shhhh OLÁ, ENTREM. QUE LABORATÓRIO GRANDE. O DR. MORO É UM DOS PRINCIPAIS PESQUISADORES DE BIOLOGIA MOLECULAR - ELE CONSTRUIU EStE LABORATÓRIO USANDO VERBAS DE SUAS INVENÇÕES E PATENTES. PATENTES?! ELE CONSTRUIU TUDO ISSO SOZINHO? ESTOU AQUI, GAROTAS. BEM-VINDAS, VOCÊS DUAS. Dr. Moro! Prólogo 7

13 ESTOU MEIO OCUPADO, AGORA, ENTÃO EU PEDI AO MARCUS QUE ADIANTE AS COISAS COM VOCÊS. MAS PRIMEIRO EU VOU EXPLICAR-LHES PORQUE ESTUDAMOS BIOLOGIA MOLECULAR. SIIIM! VOCÊS SABEM DO QUE A ÁGUA NESTE COPO É COMPOSTA? DEIXA EU VER... CHUVA? UMIDADE! BEM... SIM, MAS NÃO ERA A RESPOSTA QUE EU ESPERAVA. ISSO NÃO É UMA BRINCADEIRA! LEVEM A SÉRIO! POR FAVOR, NÃO SE IRRITE, DOUTOR. ELAS ESTÃO LEVANDO A SÉRIO. AI, ISSO NÃO É UM BOM SINAL. HI HI HI 8 Prólogo

14 bom. ÁGUA É APENAS UM PUNHADO DE MOLÉCULAS, que são feitas de AS MOLÉCULAS COMPÕEM TUDO - INCLUSIVE OS NOSSOS CORPOS. hidrogênio LIGADO A OXIGÊNIO (H 2 0). MOLÉCULAS SÃO APENAS A COMBINAÇÃO DE ELEMENTOS. MAS VOCÊ está FALANDO DE UM MUNDO PEQUENO E INVISÍVEL. EU NÃO CONSIGO IMAGINÁ-LO! está TUDO BEM. O MAIS IMPORTANTE AGORA É QUE VOCÊ CONSIGA IMAGINAR QUE O CORPO DE UM ORGANISMO VIVO - ATÉ MESMO VOCÊ - É FORMADO POR UM QUANTIDADE ENORME DE PEQUENAS MOLÉCULAS. MESMO? SIM, PENSE NISSO! EU SÓ PRECISO ESCLARECER UM PONTO... VOCÊS ESTãO ESTUDANDO BIOLOGIA MOLECULAR, UMA DISCIPLINA ACADÊMICA QUE EXPLICA COMO AS MOLÉCULAS SE COMPORTAM DENTRO DAS CÉLULAS E O QUE RESULTA DESSAS INTERAÇÕES ENTRE MOLÉCULAS. ACHO QUE Estou COMEÇANDO A ENTENDER! Prólogo 9

15 MAS AS MOLÉCULAS SÃO TÃO IMPORTANTES ASSIM? BEM, ISSO CERTAMENTE É UMA boa pergunta. Tut, tut AMI, NÃO SEJA TONTA, POR FAVOR?! Ops AFINAL, NÓS VAMOS ESTUDAR AS MOLÉCULAS SÉRIO? ISSO SIGNIFICA QUE ESTUDANDO AS MOLÉCULAS... A MEDICINA MODERNA DETERMINOU QUE ALGUMAS DOENÇAS SÃO CAUSADAS POR MOLÉCULAS ANORMAIS. seremos capazes de CURAR DOENÇAS QUE ATUALMENTE SÃO INTRATÁVEIS? OH, PODEMOS SALVAR VIDAS! AHÃ! Hmm snif snif 10 Prólogo

16 AGORA EXPLICAREI CINCO PALAVRAS IMPORTANTES PARA A BIOLOGIA MOLECULAR. AQUI ESTÃO ELAS. TENTEM MEMORIZÁ-LAS. CÉLULA PROTEÍNA DNA RNA Gene UM DOS PRINCIPAIS TÓPICOS DAS SUAS AULAS DE RECUPERAÇÃO SERÁ UM TIPO ESPECIAL DE MOLÉCULA - A PROTEÍNA. E O GENE TAMBÉM É IMPORTANTE. É POR CAUSA DOS GENES QUE VOCÊ HERDA CARACTERÍSTICAS DE SUA MÃe E DE SEU PAI. UM GENE É UM "projeto" DE COMO CRIAR PROTEÍNAS E OUTRAS MOLÉCULAS. O GENE TAMBÉM É UMA MOLÉCULA? O QUE SÃO O DNA E O RNA? ESTAS SÃO QUESTÕES QUE AS AULAS DE RECUPERAÇÃO RESPONDERÃO. O APARENTEMENTE COMPLICADO MUNDO DAS MOLÉCULAS E PROTEÍNAS É MUITO MAIS FÁCIL DE ENTENDER QUANDO SE CONHECE O BÁSICO. Célula Proteína DNA RNA Gene MARCUS, VOCÊ PODERIA CUIDAR DO RESTO? Bluu u p Prólogo 11

17 O DR. MORO SUMIU! ELE PARECIA UM pouco EXAUSTO. MAS NÃO TENHO CERTEZA SE JÁ ENTENDI O QUE É UMA PROTEÍNA. E O QUE SÃO O DNA E O RNA? POR ORA, APENAS FIQUE ATENTA QUANDO ESSAS PALAVRAS-CHAVE APARECEREM. APENAS ESPERE - VOCÊ NÃO PRECISA ENTENDÊ-LOS COMPLETAMENTE AGORA. TÁ! VAMOS PARA A SALA DE ESTUDO. AQUI ESTAMOS. O QUE É ESSA COISA?...? 12 Prólogo

18 ESTA É A MÁQUINA DO SONHO DESENVOLVIDA PELO DR. MORO. É UMA MÁQUINA DE REALIDADE VIRTUAL QUE PERMITE EXPERIMENTAR O MUNDO MICROSCÓPICO - QUE ESTUDAMOS NA BIOLOGIA MOLECULAR - COMO SE ESTIVESSE BEM DIANTE DE SEUS OLHOS. COMEÇANDO HOJE, VOCÊS USARÃO A MÁQUINA DO SONHO PARA ESTUDAR BIOLOGIA MOLECULAR. AI MEU DEUS! AI MEU DEUS! ISSO É TÃO EMOCIONANTE!...POIS É. Estou animada. Prólogo 13

19 Vamos Olhar Dentro De Uma Célula AGORA VAMOS PARTICIPAR DE UMA EXPEDIÇÃO PARA EXPLORAR O INTERIOR DE UMA CÉLULA! Mitocôndria Citoplasma Lisossomo Núcleo celular Centríolos Nucléolo Retículo endoplasmático liso Ribossomo Complexo de Golgi Retículo endoplasmático rugoso Aqui está uma célula típica. Deem uma boa olhada para distinguir todas as suas diferentes partes. nossa, ELA É mesmo cheia DE COISAS. POIS É, DÁ UMA OLHADA NAQUELA BOLONA E NAQUELAS COISAS QUE PARECEM CORTINAS ESVOAÇANTES! Vamos Olhar Dentro De Uma Célula 25

20 SIM, CONCORDO COM VOCÊ, AMI. ELAS BALANÇAM COMO PEQUENOS DEDOS... O QUE ACHARAM? O INTERIOR DE UMA CÉLULA NÃO É INTERESSANTE? É UM POUCO NOJENTO. ECA! E AQUELAS BOLAS DE FUTEBOL FLUTUANTES SÃO TÃO INTERESSANTES! BEM, É PARA LÁ QUE VAMOS AGORA. AH, NÃO, NÓS TEMOS QUE TOCAR NESSAS COISAS ESQUISITAS?! nem pensar! SEM CHANCE! ESPERO QUE VOCÊS CONSIGAM LIDAR COM ISSO. NÃO SE PREOCUPEM. USAREMOS UM VEÍCULO ENQUANTO ESTIVERMOS LÁ DENTRO. SIM, ELE É CHAMADO DE SISTEMA DE TRANSPORTE DE VESÍCULAS. PELO MENOs NÃO TEMOS QUE MERGULHAR NAQUELa parede GORDURosa. SINTO-ME UM POUCO MELHOR. UM VEÍCULO? 26 Capítulo 1 O QUE É UMA CÉLULA?

21 Vamos Penetrar A Membrana Celular QUE TIPO DE VEÍCULO É ESSE? O VEÍCULO É UM CARRINHO maleável FEITO DE GORDURA ISSO Está ME DEIXANDO ENJOADA. É ISSO MESMO. ESTE VEÍCULO É FEITO DE UMA MEMBRANA CELULAR. Lipídios (fosfolipídios) Membrana celular Veículo IMPOSSÍVEL! Vamos Penetrar A Membrana Celular 27

22 DE QUALQUER FORMA, POR QUE NÃO NOS TRANSPORTAMOS PARA O INTERIOR DA CÉLULA? AFINAL, ESTAMOS EM UM MUNDO VIRTUAL. ENTENDAM, ISSO SERVE AOS NOSSOS PROPÓSITOS DE VÁRIAS MANEIRAS. VEJAM, ESTAMOS NOS APROXIMANDO DA CÉLULA. PROTEÍNA BICAMADA DE FOSFOLIPÍDEOS POLISSACARÍDEOS Fosfolipídeos Hidrofóbicos Hidrofílicos A SUPERFÍCIE DE UMA MEMBRANA CELULAR É MUITO COMPLICADA. ELA PARECE RUGOSA DAQUI PORQUE EXISTEM MUITAS COISAS DENTRO DA MEMBRANA. QUE NOJO! MUITO BEM, PREPAREM-SE PARA O IMPACTO. NÃO Estou ME SENTINDO MUITO BEM... SACODE, SACODE 28 Capítulo 1 O QUE É UMA CÉLULA?

23 UMA MEMBRANA CELULAR É COMPOSTA POR DUAS PARTES: UMA SUPERFÍCIE FINA FEITA DE UMA CAMADA DUPLA DE FOSFOLIPÍDEOS (CHAMADA DE BICAMADA FOSFOLIPÍDICA) E DE MOLÉCULAS MAIORES, COMO AS PROTEÍNAS, QUE FLUTUAM NA CAMADA LIPÍDICA. ESSAS PROTEÍNAS NA MEMBRANA CELULAR SÃO IMPORTANTES ELAS ATUAM COMO SENSORES DAS CÉLULAS... Célula E PERMITEM que a CÉLULA SE COMUNIque COM OUTRAS CÉLULAS. E AÍ, MANO, O QUE tá ROLANDO? NADA DE MAIS, SÓ COISAS DE CÉLULAS, SACOU? AS CÉLULAS CONVERSAM ENTRE SI? céus! hummmm... NÃO, NÃO, ESCUTEM AS CÉLULAS... AS CÉLULAS SÃO MUITO legais! OUÇAM O QUE DIGO Vamos Penetrar A Membrana Celular 29

24 VEJAM! NÃO SE PREOCUPEM, ELA ESTÁ APENAS SE FUNDINDO COM A MEMBRANA CELULAR. Parte frontal do veículo Veículo se funde com a membrana celular Parte traseira do veículo MARCUS! OLHA A PAREDE DO VEÍCULO. Está DERRETENDO! Está DERRETENDO! Elas se juntaram para formar uma coisa só! UMA MEMBRANA CELULAR TEM UMA BOA MOBILIDADE, E LIPÍDIOS E PROTEÍNAS TAMBÉM ESTÃO SE MOVIMENTANDO CONSTANTEMENTE. ENTÃO, OS LIPÍDIOS QUE FAZIAM PARTE DO VEÍCULO AGORA FAZEM PARTE DA MEMBRANA CELULAR. ELAS SE JUNTARAM, COMO DUAS BOLHAS DE SABÃO. ENTÃO, COMO VAMOS ENTRAR NA CÉLULA? o quêêê?! JÁ ESTAMOS nela! ELAS SE JUNTARAM PARA FORMAR UMA COISA SÓ! EU NÃO TENHO CERTEZA SE ENTENDI. 30 Capítulo 1 O QUE É UMA CÉLULA?

25 Genoma: Uma Biblioteca De Genes Conhecer a sequência de cada gene pode ser útil nos campos da medicina e da biologia. No futuro, as pessoas poderão ser capazes de analisar o seu DNA para ver se estão predispostas a certos cânceres ou doenças. Uma coleção das sequências de cada fita de DNA em um organismo é chamado de genoma. Todo organismo vivo contém um genoma no núcleo de cada célula. O Projeto Genoma Humano foi concluído em Esse projeto encontrou a sequência de bases no DNA e leu cada gene do corpo humano. Nos seres humanos, isso significa observar genes, cada um com uma longa combinação das quatro bases A, G, C e T. Núcleo Cromossomo uma fita de DNA DNA Quando uma célula se divide, o DNA é duplicado e se condensa em um cromatídeo. Ser humano Célula Os cromossomos residem no núcleo de uma célula. AGTCA TGATGCTGAGT ATTCGAATGCA... CAGTAGCTGA CGATGCACGAATCGATCG... AG CGAATGCAGTAGCGAT..... O genoma contém 3 bilhões de nucleotídeos (AGCT). representa um gene - os genes variam em tamanho, mas a maioria tem uma extensão de cerca de bases. As suas células contêm 23 pares de cromossomos. Um cromossomo de cada par é herdado de sua mãe, e o outro é herdado do seu pai. Cada célula tem dois conjuntos de genes a única exceção consiste nas células sexuais, que têm apenas um conjunto de 23 cromossomos, uma mistura de sua mãe e de seu pai. As células sexuais são usadas apenas na reprodução. 88 Capítulo 2 PROTEÍNAS E DNA: DECIFRANDO O CÓDIGO GENÉTICO

26 Genes do pai Cromossomo Genes da mãe Células normais com dois conjuntos de cromossomos (dizigótica) Espermatozóide Óvulo Células sexuais com um conjunto de cromossomos (monozigótica) Uma criança recebe um conjunto de genes do pai e da mãe, tendo dois conjuntos no total. Temos, na realidade, 23 cromossomos derivados de nossos pais e 23 de nossas mães (um total de 46 cromossomos compostos em 23 pares). Um único par de cromossomos é mostrado acima. Um genoma pode ser comparado a uma biblioteca de histórias curtas. Cada livro é um cromossomo; cada história é um gene que mostra como criar uma proteína. Mas os genomas contêm mais do que apenas genes. Existem pares de bases entre os genes que não codificam genes. Pesquisas estão sendo feitas atualmente para aprender mais sobre essas partes do genoma. Seções de não codificação do DNA podem ser importantes para funções como a regulação da expressão dos genes. Genoma: Uma Biblioteca De Genes 89

27 Se cada base é equivalente a uma letra, o genoma teria uma extensão de cerca de 100 milhões de palavras. Isso é equivalente a uma biblioteca de livros, cada um tendo 300 páginas; a bibiloteca inteira cabe no núcleo de uma célula do tamanho de um ponto minúsculo. Uma cópia completa da biblioteca (todos os volumes) está contida em quase todas as células. 90 capítulo 2 PROTEÍNAS E DNA: DECIFRANDO O CÓDIGO GENÉTICO

28 AH, FINALMENTE VOCÊS ENTENDERAM.... QUÊ? VOCÊ NÃO NOS SURPREENDE MAIS. NA VERDADE, EU estava PENSANDO QUE VOCÊ APARECEria LOGO. O QUE você QUER? OS CIENTISTAS ACREDITAM QUE O RNA VEM TENDO UM PAPEL IMPORTANTE DESDE O INÍCIO DA VIDA NA TERRA. HI HI! BEM, NA VERDADE,! O RNA É FLEXÍVEL 163

29 O RNA É FLEXÍVEL POR CAUSA DE SUA FITA ÚNICA, E O DNA É ESTÁVEL GRAÇAS À SUA FITA DUPLA. NÃO É FÁCIL DECIDIR QUAL É O MELHOR, MAS EU ACHO QUE O RNA PERMITE MAIS POSSIBILIDADES. OUÇAM BEM, VOCÊS DUAS! APRENDER NÃO SIGNIFICA ENFIAR CONHECIMENTO NA CABEÇA. VOCÊ PRECISA PENSAR POR SI mesmo E EXPANDIR SUA MENTE! Glup ENTÃO VOCÊ PODE APRENDER APENAS OBSERVANDO O RNA. nossa! QUE APARIÇÃO CURTA. SIM, CORRETO! ATÉ A PRÓXIMA. TÃO FLEXÍVEL QUANTO O RNA. 164 Capítulo 4 como é feita uma proteína?

30 RNA TRANSPORTADOR RIBOSSOMO: O MECANISMO DE SÍNTESE DE PROTEÍNA AGORA VAMOS OBSERVAR O PROCESSO FINAL DA CONSTRUÇÃO DE PROTEÍNAS, A TRADUÇÃO. DUPLICAÇÃO DNA TRANSCRIÇÃO RNA TRADUÇÃO PROTEÍNA Bang o QUE É AQUILO? ESTAMOS DENTRO DA CÉLULA. APÓS A REMOÇÃO DA SEQUÊNCIA DE BASE ÍNTRONS EXCEDENTES, O mrna SALTA PARA FORA DO NÚCLEO E RIBOSSOMO mrna COMEÇA A se MOVER EM DIREÇÃO AOS INÚMEROS RIBOSSOMOS, QUE ESTÃO FORA DA MEMBRANA NUCLEAR, PRESOS AO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO. UM RIBOSSOMO É UMA COLEÇÃO ENORME DE rrna E PROTEÍNAS RIBOSSÔMICAS. Subunidade grande Subunidade pequena A COMBINAÇÃO DA SUBUNIDADE PEQUENA COM A SUBUNIDADE GRANDE FORNECERÁ UM LUGAR PERFEITO PARA QUE OCORRA A TRADUÇÃO DAS PROTEÍNAS. MAS ANTES, COMO ESSAS DUAS SUBUNIDADES SE JUNTAM? RIBOSSOMO: O MECANISMO DE SÍNTESE DE PROTEÍNA 165

31 DeEM UMA OLHADA NISSO. O mrna ESTÁ SE APROXIMANDO DO RIBOSSOMO. Metionina A ESSA ALTURA, AINDA NÃO EXISTE UMA SUBUNIDADE GRANDE NO RIBOSSOMO. O trna ANEXADO AO PRIMEIRO AMINOÁCIDO (METIONINA) ESTÁ CONTIDO NO RIBOSSOMO. O mrna está se aproximando Subunidade pequena de ribossomo U A C trna U mrna U C G C G A ENTÃO, A FORMA DO RIBOSSOMO A ESSA ALTURA NÃO É PERFEITA. ISSO É CHAMADO DE COMPLEXO DE PRÉ-INICIAÇÃO. mrna E O RIBOSsOMO SE COMBINARAM! O complexo de pré-iniciação desliza sobre o mrna. Ele para de deslizar conforme o trna reconhece o códon de iniciação (AUG) da metionina mrna U A C U U C G C G A U G C U A G C U C A U A U A C mrna U U C G C G A U G C U A C Códon de iniciação Então, a subunidade grande se aproxima da pequena. Subunidade grande U A C U U C G C G A U G C U A G C U C UMA CÓPIA DA INFORMAÇÃO GENÉTICA É ESCRITA A PARTIR DAQUI. A subunidade grande junta-se à pequena para completar o ribossomo (o mecanismo de síntese de proteína) e para iniciar a síntese da proteína (tradução). Ribossomo mrna U A C U U C G C G A U G C U A G C U C A U A Subunidade pequena A INFORMAÇÃO GENÉTICA DO mrna É ESCRITA EM UMA NOVA PROTEÍNA A PARTIR DAQUI. 166 Capítulo 4 como é feita uma proteína?

32 AMINOÁCIDOS SÃO CONECTADOS UM A UM CONFORME ESPECIFICADO NO CÓDIGO PARA CONSTRUIR UMA SEQUÊNCIA DE AMINOÁCIDOS. Aminoácido trna Tchau, tchau. Uma sequência de aminoácidos. G A U U A C U U C G C G A U G C U A G C U C A U A G C U C A U G A U G G C U A C C U A A C G A U MECÂNICA DO CÓDIGO GENÉTICO LEMBReM-se de QUE O CÓDIGO ESCRITO NO mrna É A COMBINAÇÃO DE QUATRO TIPOS DE BASES: A, G, C E U. A CADA SEÇÃO DE TRÊS CARACTERES A, C, G E U DA SEQUÊNCIA DE BASES REPRESENTA O CÓDIGO DE UM ÚNICO AMINOÁCIDO. U G G C U A Três caracteres mrna Uma única proteína bom, O QUE ISSO SIGNIFICA? QUANDO, POR EXEMPLO, UMA SEQUÊNCIA DE BASES EM UMA PARTE DO mrna é AUGGCUCAUAGC, Três caracteres A Três caracteres Três caracteres Três caracteres U G G C U C A U A G C A SEQUÊNCIA É TRADUZIDA DE TRÊS EM TRÊS CARACTERES, E UMA SEQUÊNCIA DE AMINOÁCIDOS COMPOSTA DE METIONINA-ALANINA- HISTIDINA-SERINA É FORMADA. Metionina (início) Alanina Histidina Serina MECÂNICA DO CÓDIGO GENÉTICO 167

33 ISSO PORQUE AUG, GCU, CAU E AGC SÃO OS CÓDIGOS DA METIONINA, ALANINA, HISTIDINA E SERINA, ESPECIFICAMENTE. ESSES CÓDIGOS DE TRÊS CARACTERES SÃO CHAMADOS DE CÓDONS. ENTENDI. COMO O CÓDON É PREDETERMINADO PARA CADA UM DOS 20 OU MAIS TIPOS DE AMINOÁCIDOS, SERINA ALANINA HISTIDINA METIONINA OS CÓDIGOS DO mrna SÃO TRADUZIDOS APROPRIADAMENTE, E SEQUÊNCIAS ESPECÍFICAS DE AMINOÁCIDOS SÃO REPRODUZIDAS. ELaS SÃO CHAMADaS DE CÓDIGOS GENÉTICOS. A TABELA A SEGUIR LISTA OS CÓDONS CORRESPONDENTES A CADA AMINOÁCIDO. 168 Capítulo 4 como é feita uma proteína?

34 Segundo caractere Primeiro caractere U C A G Terceiro caractere (UUU) Fenilalanina (UCU) Serina (UAU) Tirosina (UGU) Cisteína U U (UUC) Fenilalanina (UCC) Serina (UAC) Tirosina (UGC) Cisteína C (UUA) Leucina (UCA) Serina (UAA) Códon de parada (UGA) Códon de parada A (UUG) Leucina (UCG) Serina (UAG) Códon de parada (UGG) Triptofano G (CUU) Leucina (CCU) Prolina (CAU) Histidina (CGU) Arginina U C (CUC) Leucina (CCC) Prolina (CAC) Histidina (CGC) Arginina C (CUA) Leucina (CCA) Prolina (CAA) Glutamina (CGA) Arginina A (CUG) Leucina (CCG) Prolina (CAG) Glutamina (CGG) Arginina G (AUU) Isoleucina (ACU) Treonina (AAU) Asparagina (AGU) Serina U A (AUC) Isoleucina (ACC) Treonina (AAC) Asparagina (AGC) Serina C (AUA) Isoleucina (ACA) Treonina (AAA) Licina (AGA) Arginina A (AUG) Metionina (códon inicial) (ACG) Treonina (AAG) Licina (AGG) Arginina G (GUU) Valina (GCU) Alanina (GAU) Ácido aspártico (GGU) Glicina U G (GUC) Valina (GCC) Alanina (GAC) Ácido aspártico (GGC) Glicina C (GUA) Valina (GCA) Alanina (GAA) Ácido glutâmico (GGA) Glicina A (GUG) Valina (GCG) Alanina (GAG) Ácido glutâmico (GGG) Glicina G AH, EXISTEM DOIS TIPOS DE CÓDONS, UUU E UUC, USADOS PARA REPRESENTAr A FENILALANINA? SEIS TIPOS SÃO USADOS PARA A LEUCINA E PARA A ARGININA! VOCÊS SÃO MUITO OBSERVADORAS. QUASE TODOS OS AMINOÁCIDOS CORRESPONDEM A VÁRIOS CÓDONS. MECÂNICA DO CÓDIGO GENÉTICO 169

35 O trna TRANSPORTA AMINOÁCIDOS 20 TIPOS DE AMINOÁCIDOS, CADA UM PRESO A UM trna, CHEGAM AO RIBOSSOMO. o trna QUE TRANSPORTA CADA TIPO DE AMINOÁCIDO É PREDETERMINADO. POR EXEMPLO, aqui! COMO O NOME SUGERE, O trna TRANSPORTA AMINOÁCIDOS. Ribossomo Metionina mrna trna Alanina Histidina NA PONTA DO trna QUE ESTÁ PRESO À METIONINA, EXISTE UMA SEQUÊNCIA DE BASES DENOMINADA cau QUE PODE SER unida ao CÓDON AUG, REPRESENTANDO A METIONINA. G G C U U A A U U Códon de iniciação A G C G C C G U I C C A G U G G C U A Códon de parada A 170 Capítulo 4 como é feita uma proteína?

36 A sequência de três bases do trna que pode ser pareada com esse códon compõe um anticódon. Alanina Da mesma forma, todo trna que estiver ligado ao aminoácido alanina tem uma sequência (ou anticódon) IGC que pode ser pareada com GCU, o código para alanina que vem do mrna. Como primeiro caractere de um anticódon, um caractere estranho, I de inosina, algumas vezes é usado. C G G C I U trna Anticódon Códon Ribossomo mrna Algumas vezes significa que ela é um substituta para alguma outra base? Bem, a inosina é uma base especial que pode se juntar a dois ou três tipos de bases. A capacidade da terceira base de um códon de se combinar com a primeira base de um anticódon é fraca. Com isso, tal base pode fazer par com outras bases também. Tal tipo de pareamento é chamado de pareamento oscilatório de bases. É como o curinga em uma pilha de cartas de jogo! Sim. Concordo. Pode-se dizer que é um curinga. O trna TRANSPORTA AMINOÁCIDOS 171

37 EPÍLOGO BEM... ISSO CONCLUI A AULA DE REcuperaÇÃO. AGORA, CONVIDO vocês A IREM ATÉ O MEU LABORATÓRIO. CRAC! O DOUTOR FOI EMBORA... Marcus! CADÊ O DR. MORO? OLHA PARA TRÁS BOM TRABALHO, VOCÊS DUAS EPÍLOGO

38 ?! você está DORMINDO? ELE ACORDOU. PÓIM! NÃO fique agitado. COF COF COF COF! NÃO, NÃO! O DR. MORO PARECE PÁLIDO. SIM, SABE... EPÍLOGO 211

39 NÃO LEVEM TÃO A SÉRIO. EU SÓ TENHO UMA DOENÇA INCURÁVEL. UMA DOENÇA INCURÁVEL! ALIVIADA AH, TÁ. É SÓ UMA DOENÇA... ELA ESTÁ ALÉM DO ESCOPO DA MEDICINA MODERNA. O DOUTOR TEM NO MÁXIMO DOIS MESES... AH, NÃO. DE VERDADE, NÃO LEVEM TÃO A SÉRIO. EU DISSE INCURÁVEL PARA A MEDICINA ATUAL. 212 EPÍLOGO

40 NO FUTURO, COM CERTEZA A MINHA DOENÇA SERÁ CURÁVEL.?! EStA É A MÁQUINA DO SONO FRIO INVENTADA PELO DR. MORO. VOCÊ REALMENTE ACHA QUE ELA VAI SE TORNAR CURÁVEL? ELE VAI ENTRAR EM UM ESTADO DE HIBERNAÇÃO ARTIFICIAL USANDO A MÁQUINA ATÉ QUE UM TRATAMENTO SEJA DESCOBERTO. HÃ... NÃO POSSO DIZER COM CERTEZA. EPÍLOGO 213

41 NÃO SE PREOCUPEM. MARCUS, AJUDE-ME A HIBERNAr. Ah...sim! MAS, DOUTOR... POR QUE VOCÊ LEVOU ADIANTE NOSSA AULA DE REcuperaÇÃO QUANDO A SUA DOENÇA É TÃO SÉRIA? NÃO FOI PARA VOCÊS, MAS PARA MIM.? 214 EPÍLOGO

42 SERÃO JOVENS COMO VOCÊS QUE DESENVOLVERÃO O TRATAMENTO... DOUTOR... LÁ VAI VOCÊ DE NOVO. ENTÃO EU NÃO QUERIA QUE NENHUM DE VOCÊS FICASSE PARA TRÁS, NEM MESMO UM ÚNICO aluno. NA VERDADE, TUDO ISSO FOI POR MIM. DOUTOR, VOCÊ não pode estar falando sério! VOCÊ ESTÁ SOFRENDO DE UMA DOENÇA INCURÁVEL E HAVIA TÃO POUCO TEMPO.... COÇANDO ATRÁS DO PESCOÇO você NOS DEU AULAS TÃO BACANAS. NÃO PODERIA TER SIDO APENAS PELO SEU PRÓPRIO BEM. EU... EPÍLOGO 215

43 EU VOU ME TORNAR UMA médica! EU também QUERO AJUDAR. ESTAREI ESPERANDO SEM MUITAS EXPECTATIVAS. o QUÊ? você LEU meus pensamentos? 216 EPÍLOGO

44 DOUTOR! A MÁQUINA ESTÁ PRONTA! MUITO OBRIGADA! ESPERO VÊ-LAS NOVAMENTE. DE NADA, MENINAS. boa sorte. EPÍLOGO 217

45 DIZ AÍ, AMI...voCÊ FALOU SÉRIO QUANDO DISSe AQUILO? digo, QUE você QUER SER médica? É...DECIDI QUE TAMBÉM ESTOU INTERESSADA EM AJUDAR. SIM! BEM, AINDA NÃO TENHO CERTEZA, MAS VOU TENTAR. VAMOS TENTAR? SIM! 218 EPÍLOGO