DUPLICAÇÃO DO DNA REPLICAÇÃO DO DNA

Transcrição

1 DUPLICAÇÃO DO DNA OU REPLICAÇÃO DO DNA 18/04/2017 1

2 MITOSE EM CÉLULAS EUCARIÓTICAS 2n A mitose ocorre em células somáticas 1. Intérfase 1.1 Prófase 1.2 Metáfase 1.3 Anáfase 1.4 Telófase Citocinese 18/04/2017 2

3 Avaliando as etapas do ciclo celular INTERFASE a célula não entrou ainda em divisão! G1 S G2 G = gap (intervalo) S = synthesis (duplicação do DNA) 18/04/2017 3

4 cromossomo DNA sem histonas (protocélulas) com histonas (eucélulas) fio de cromatina duplicação do DNA espiralização CROMOSSOMO com duas cromátides-irmãs 18/04/2017 4

5 Os cromossomos contêm os genes que por sua vez são formados por DNA (ácido desoxirribonucleico). Estes genes permitem a transmissão das informações genéticas de geração a geração. 18/04/2017 5

6 Replicação ou duplicação

7 DUPLICAÇÃO DO DNA ori-c O DNA que tem a sequência ori-c consegue desencadear uma autoduplicação sendo chamado de REPLICON 18/04/2017 7

8 Origem de Replicação em bactérias: Somente origens completamente metiladas podem iniciar a replicação 18/04/2017 8

9 Replicon: Unidade do DNA onde está ocorrendo um evento de replicação Replicon: 1. Origem + Término 2. Ativados apenas uma única vez em cada ciclo celular 3. O genoma de uma célula procariótica constitue um único replicon 4. Cada cromossomo eucariótico constitue vários replicons e todos são ativados uma única vez no ciclo celular ainda que não simultaneamente 18/04/2017 9

10 O genoma eucariótico constitue vários replicons A velocidade da forquillha de replicação eucariótica é 2000pb/min Os replicons eucarióticos tem kb e são iniciados em tempos diferentes Fase S demora ~ 6hrs em uma célula somática 18/04/

11 A replicação em E. coli tem uma origem apenas Autoradiografias feitas por J. Cairns (1963) em DNA de E. coli tratadas com meio contendo Trimidina comprovaram que a replicação é semiconservativa, bidirecional e que o DNA e circular

12 Nos eucariotos são abertos várias "bolhas de replicação" ou replicons

13 MODELOS DE DUPLICAÇÃO DE TODOS OS MODELOS, O SEMI-CONSERVATIVO REPRESENTA MELHOR O PROCESSO DA TRANSMISSÃO DOS CARACTERES GENÉTICOS MANTENDO A INTEGRIDADE DA ESPÉCIE 18/04/

14 A DUPLICAÇÃO DO DNA É SEMI- CONSERVATIVA 18/04/

15 18/04/

16 18/04/

17 18/04/

18 A NATUREZA SEMI-CONSERVATIVA DA DUPLICAÇÃO DA MOLÉCULA DE DNA - Em cada ciclo de replicação, cada uma das duas fitas de DNA é usada como molde para formação da fita de DNA complementar. A fita original do início da replicação permanece intacta através de muitas gerações celulares. 18/04/

19

20 ETAPAS DA REPLICAÇÃO DO DNA EM PROCARIOTOS: INÍCIO ALONGAMENTO TÉRMINO 18/04/

21 O SITIO DE INICIO DE REPLICAÇÃO DO DNA, DENOMINADO ORIGEM DE REPLICAÇÃO (ori-c). (APRESENTA SEQUENCIAS CONSENSO ESPECÍFICAS) 18/04/

22 Polimerases de DNA: As enzimas que sintetizam DNA A síntese de DNA ocorre pela adição de nucleotídeos a extremidade 3 OH da cadeia em crescimento. O precursor da síntese é o desoxiribonucleosídeo 5 trifosfato Sentido da síntese sempre é 5 3 A replicação é um processo extremamente fiel. As DNApolimerases tem atividade revisora 18/04/

23 AS DNApoli SÃO PRIMERS DEPENDENTES NA DUPLICAÇÃO DO DNA PARTICIPAM TRÊS DNApolimerases DNA polimerase I DNA polimerase II DNA polimerase III Desnaturação Primase: primers 18/04/

24 Fragmentos de OKAZAKI 1. Primers são segmentos de RNAs complementares à fita molde do DNA. 2. Os primers são sintetizados por uma enzima chamada PRIMASE. 3. Os primers têm função de fornecer uma OH livre no carbono 3 do açúcar para que a DNApoli possa copiar a fita molde. 18/04/

25 A cadeia em formação crescer no sentido 5 para 3 UM NOVO NUCLEOTÍDEO SÓ PODE ENTRAR NA EXTREMIDADE 3 18/04/

26 Sentido da duplicação 18/04/

27 FUNÇÕES DAS DNApoli A DNApoli I retira os primers da fita molde e polimeriza o local onde estavam os primers com nucleotídeos de DNA. Participa também do processo de reparação do DNA. A DNApoli II a sua função ainda não é muito bem definida, porém consegue copiar fita molde de DNA quando é requisitada. A DNApoli III age nas forquilhas de duplicação polimerizando de 5 para 3 e revisão editorial de 3 para 5. 18/04/

28 Proteínas presentes na forquilha de Replicação de E.coli SSB DnaB (helicase) Primase (DnaG) DNA Polimerase III DNA Polimerase I DNA Ligase DNA girase Liga a fita simples de DNA Desenrola o DNA Sintetiza os primers de RNA Sintese da fita nova Preenche as lacunas e excisa os primers Liga os fragmentos Superenrolamento 18/04/

29 PROTEÍNAS SSB Proteínas Estabilizadoras de fita Simples 18/04/

30 Propriedades das DNA-polimerases Bacterianas Pol I PolII PolIII Polimerização Exonuclease Exonuclease Número de subunidades Tamanho em kda ~900 Velocidade de Polimerização(nt/seg) Processividade (nt adicionados antes da dissociação do molde) 18/04/

31 DNA-polimerase III é uma holoenzima de mais de 10 cadeias de estrutura dimérica 18/04/

32 A subunidade Beta da DNApolimerase III envolve o duplex das fitas-filhas 18/04/

33 ORIGEM E SENTIDO DA DUPLICAÇÃO Unidirecional Uma forquilha Bidirecional Duas forquilhas 18/04/

34 A replicação do cromossomo circular 18/04/

35 18/04/

36 O complexo de replicação A proteína DNA B (helicase) é responsável pelo movimento para frente da forquilha Cada core catalítico da DNA PolIII sintetiza uma das fitas-filhas O primossomo afasta uma das fitas molde Proteínas SSB mantem as fitas parentais separadas 18/04/

37 18/04/

38 Duplicação da fita lider e da retardada 18/04/

39 Forquilha de duplicação Ação das DNApoli 3 Sentido da duplicação Primase Desnaturação 5 A primase sintetiza os primers complementares à fita molde do DNA. Primer é um oligonucleotídeo de RNA complementar a fita molde. A função do primer é fornecer uma OH livre no C 3 do açúcar para a DNApoli. 18/04/

40 Forquilha de duplicação Ação das DNApoli 3 Sentido da duplicação Desnaturação DNApoli III 5 A DNApoli III POLIMERIZA A PARTIR DA EXTREMIDADE 3 DOS PRIMERS, ONDE TEM UMA OH LIVRE, A FITA CONTÍNUA E A DESCONTÍNUA 18/04/

41 Forquilha de duplicação Ação das DNApoli Sentido da duplicação Desnaturação 3 5 A DNApoli I RETIRA OS PRIMERS DE AMBAS AS FITAS E POLIMERIZA OS ESPAÇOS COM NUCLEOTÍDEOS DE DNA 18/04/

42 Forquilha de duplicação Ação das DNApoli Sentido da duplicação Desnaturação 3 5 A DNApoli I RETIRA OS PRIMERS DE AMBAS AS FITAS E POLIMERIZA OS ESPAÇOS COM NUCLEOTÍDEOS DE DNA 18/04/

43 Forquilha de duplicação Ação das DNApoli Sentido da duplicação Desnaturação 3 5 A DNA ligase EMENDA OS SEGMENTOS SINTETIZADOS PELA DNApoli III COM OS SEGMENTOS SINTETIZADOS PELA DNApoli I 18/04/

44 Forquilha de duplicação Ação das DNApoli Sentido da duplicação Desnaturação A DUPLICAÇÃO FOI COMPLETADA, TEMOS DUAS MOLÉCULAS DE DNA E A CÉLULA ENTRA NA FASE G2 DA MITOSE 18/04/

45

46 Seqüenciamento automático 18/04/

47 fragmentos com corante fluorescente 18/04/

48 18/04/

49 Ação Gênica Replicação Transcrição Tradução

50

51 Incorporação de genes inclusão de genes de um retrovírus (oncogenes)

52 RNA Três tipos de RNA: Mensageiro Transferência, transportador ou solúvel Ribossômico

53 Os diferentes tipos de RNA permitem a expressão fenotípica do DNA: RNA mensageiro ou RNAm sintetizado nos eucarióticos a partir do DNA, que se encontra no núcleo. Passa ao citoplasma levando a mensagem do DNA.

54 Complementaridade de bases

55 RNAt RNA de transferência, transportador ou trna São cadeias menores do que os RNAm ou RNAr, formados por cerca de 70 a 80 nucleotídios em seqüências fixas para cada AA.

56 RNAt

57 RNAm

58 RNAr RNA ribossômico ou RNAr atua como elemento estrutural básico e local de realização da síntese protéica (formam os ribossomos)

59 Linguagem Genética: Informação genética seqüência de nucleotídeos relacionada à expressão de um fenótipo qualquer Código Genético modo pelo qual os nucleotídeos e os aminoácidos se relacionam

60 Sinais genéticos seqüências especiais de nucleotídeos sinais de transmissão da informação genética: origem de replicação -oric região do centrômero (segregação dos cromossomos) sinais de expressão da informação genética - regiões promotoras TATA boxes - regiões de regulação códons de término

61 ? Gosto de gente porque são seres inacabados. Paulo Freire CONTINUAREMOS...APÓS UM INTERVALO... 18/04/

62 VOLTAREMOS... Transcrição

63

64 É a síntese do RNAm a partir do DNA por ação de enzimas específicas. Para tal se faz necessário o respectivo estímulo à célula.

65

66

67

68

69 Transcrição em Procariontes

70 a) síntese de mrna:

71

72

73 Transcrito primário procariotos

74 Transcrição em Eucariontes

75 a) síntese de mrna

76

77 Transcrito primário eucariotos

78 RNA Nuclear heterogêneo (hnrna) Nos eucariotos, o RNAm deve ser processado no núcleo antes de ser transferido ao citoplasma: Exons seqüências codificadoras que formarão o RNA maduro. Íntrons seqüências não codificadoras removidas ainda dentro do núcleo.

79

80 Para formar o RNAm maduro, o nhrna sofre ação de várias enzimas que realizam a retirada dos íntrons por um mecanismo conhecido como emenda ou splicing.

81 1. A TATA-binding protein liga-se à TATA-box. 2. O TFIIB liga-se à TATA-protein e recruta o complexo TFIIF-RNA polimerase II. 3. O TFIIF liga-se à RNA polimerase II e ao TFIIB, e alinha a polimerase no promotor. 4. O TFIIE recruta o TFIIH e possui atividade de helicase. 5. O TFIIH desenrola o DNA na região do promotor e fosforila a RNA polimerase, ativando-a. 6. Após a síntese de um polinucleotídeo (60-70pb), o TFIIH e o TFIIE se dissociam do complexo. 7. O RNA é alongado pela ação de fatores alongamentoe, após a término da transcrição, a RNA polimerase é defosforilada e inativada.

82 Detalhe do quepe 7- metil-gtp na terminação 5 do RNAm

83 Ao RNA recém sintetizado, é adicionado o quepe de 7-metil-GTP na extremidade 5.

84 A cauda poli(a) na extremidade 3 do RNAm de eucariontes 5 -quepe AAAAAAAAAA (n) Entre 20 e200 nucleotídeos da adenina

85 Ainda durante a transcrição, a molécula de RNA é clivada entre 10 e 20 nucleotídeos após uma seqüência de poliadenilação AAUAAA. Neste ponto, é adicionado ao RNA transcrito a cauda poli A

86 O mrna recém transcrito é denominado RNA nuclear heterogênio (hnrna). Para ser convertido no mrna propriamente dito, o hnrna precisa ter os seus introns removidos. hnrna 5 quepe poli (A) mrna 5 quepe poli (A)

87 Os introns são seqüências de nucleotídeos que não codificam aminoácidos. Um intron inicia com uma seqüência 5 -GU e termina com uma seqüência 3 -AG exon intron exon 5 quepe AGGU AGGU 3 -poli(a)

88 O processo de emenda dos exons (retirada de introns) conta com a participação dos snrna. Por serem ricos em uracila, são identificados com a letra U seguida de um número. U1 nhrna Exon1 GU A AG Exon2 U2 U5 U4 U6 U1 UG A U2 U6 U4 U5 spliceossomo AG Exon1 Exon2 mrna

89 hnrna Um spliceossomo

90 O mrna formado, liga-se a proteínas, sendo exportado para o citoplasma, através de poros na membrana nuclear.

91 Inibidores da Transcrição

92 Algumas drogas podem inibir a síntese de RNA: Rifampina: inibe a RNA polimerase bacteriana Actinomicina D: contém um pentapeptídeo que liga-se aos sulcos do DNA, impedindo que este sirva como molde para a replicação e transcrição

93 A Transcriptase Reversa

94

95 A transcripase reversa utiliza um RNA viral como molde para sintetizar um fita de DNA. A DNA polimerase da célula hospedeira sintetiza uma cópia do DNA formado. A RNA polimerase da célula hospedeira realiza a transcrição, e o RNA formado é o genoma do novo vírus.

96 A transcrição, apesar de análoga à replicação, difere em alguns pontos: a replicação envolve toda a molécula de DNA; a transcrição envolve apenas a parte da molécula de DNA que necessita ser transcrita;

97 na replicação, ocorre a abertura de toda a molécula do DNA; na transcrição ocorre abertura de parte da molécula de DNA que será transcrita;

98 replicação, ambas as fitas do DNA servem de modelo; na transcrição apenas uma fita do DNA (a fita modelo ou molde) serve de modelo para a síntese do RNA. A outra não possui codificação genética.

99 Processamento do RNA Após a transcrição, é desfeito o complexo transcricional e o RNA sintetizado irá rumar para o local de sua atividade fisiológica: mrna e trna para o citoplasma e rrna primeiramente para o nucléolo e após para o citoplasma, já como parte integrante do ribossomo.

100 ATÉ A PRÓXIMA AULA SOBRE TRADUÇÃO. POR ENQUANTO AGRADEÇO A ATENÇÃO DE TODOS! E BOM ESTUDO!