UNIVERSIDADE ESTADUAL DA BAHIA - UNEB DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DA VIDA DCV MED049 - BIOLOGIA E BIOQUIMICA MECANISMOS GENÉTICOS BÁSICOS: DO DNA À PROTEINA Polyanna Carôzo 2016
Replicação Transcrição Tradução 2
Replicação Transcrição Tradução 3
FUNDAMENTOS 1. SEMICONSERVATIVA 2. Tem uma ORIGEM e é BIDIRECIONAL 3. Ocorre na DIREÇÃO 5-3 e é SEMIDESCONTÍNUA
FUNDAMENTOS SEMICONSERVATIVA
FUNDAMENTOS ORIGEM E FORQUILHA DE REPLICAÇÃO
FUNDAMENTOS DIREÇÃO E DESCONTINUIDADE Fita líder: contínua (no sentido da forquilha) Fita retardada: descontínua (oposta a forquilha)
ESTÁGIOS Iniciação Reconhecimento e desnaturação
ESTÁGIOS Iniciação Reconhecimento e desnaturação
ESTÁGIOS Iniciação Reconhecimento e desnaturação
ESTÁGIOS Alongamento Síntese da nova fita
ALONGAMENTO DNA polimerase Síntese (5 3 ) Reparo (3 5 )
ALONGAMENTO DNA polimerase Síntese da nova fita
ALONGAMENTO DNA Polimerase Função de síntese (5 3 ) Necessita de um molde Semiconservativa Necessita de um iniciador (RNA) terminal iniciador 3
ALONGAMENTO DNA Polimerase Função de síntese (5 3 )
ALONGAMENTO Outras enzimas Separação das Fitas: Helicases Estresse Topológico: Topoisomerases Manutenção da bolha : SSB Adição de Iniciadores: Primases Retirada de Oligo-RNA: Polimerase I Resolução dos Nicks : DNA Ligase
ALONGAMENTO Alongamento da fita líder
ALONGAMENTO Alongamento da fita retardada
ALONGAMENTO Alongamento da fita retardada
ESTÁGIOS Terminação
EUCARIOTOS Características gerais da replicação são as mesmas em pro e eucariotos Outras Proteínas/fatores, funções, complexidade Diferença: cromossomos lineares Telômeros: estrutura especializada na extremidade dos cromossomos Perda de extremidades a cada divisão celular; (humanos 50-150pb por divisão)
EUCARIOTOS DNA polimerase α síntese de iniciadores curtos DNA polimerase β DNA polimerase δ ~ DNA polimerase III polimerização e edição DNA polimerase ε ~ DNA polimerase I reparo
EUCARIOTOS Telômeros Síntese da telomerase (Transcriptase reversa) Transcriptase reversa RNA (molde) Proteína
REPARO Reversão direta da lesão no DNA Fotoreativação Reparo de bases alquiladas Reparo por excisão Excisão de bases Excisão de nucleotídeos Reparo de malpareamentos Reparo pós-replicação Reparo por recombinação Reparo sujeito a erros
REPARO
Replicação Transcrição Tradução 26
LOCAL INICIAÇÃO Reconhecimento ALONGAMENTO Síntese do RNA TERMINAÇÃO
ETAPAS INICIAÇÃO Reconhecimento ALONGAMENTO Síntese do RNA TERMINAÇÃO
INICIAÇÃO REGIÃO PROMOTORA Regiões conservadas Sequencias específicas Função reguladora
INICIAÇÃO FATORES DE TRANSCRIÇÃO
INICIAÇÃO RNA polimerase Tipos de Polimerases RNA polimerase I RNA polimerase II RNA polimerase III Genes transcritos Genes de rrna 5.8S, 18S e 28S Genes de mrnas e snornas, alguns genes de snrnas Genes de trnas, rrna 5S, alguns snrna, outros RNAs pequenos
INICIAÇÃO Montagem da RNAP II e FT no promotor
ALONGAMENTO Etapas Formação da bolha de replicação Fosforilação da enzima RNA polimerase Polimerização da fita de RNA
TERMINAÇÃO Mecanismo pouco conhecido: pares de nucleotideos A-T precedida por uma sequência de DNA duplamente simétrica (terminação intrínseca)
PROCESSAMENTO
PROCESSAMENTO Quepe 5 ( capacete ) Adição de resíduo de 7-metilguanosina Proteção contra ribonucleases
PROCESSAMENTO Cauda Poli-A 200-300bp de adeninas na extremidade 3 Sinal AAUAAA Complexo de poliadenilação Sítio de ligação de outras enzimas Proteção enzimática
PROCESSAMENTO Splicing de íntrons GRUPO I e II (BACTÉRIAS E VIRUS) sofrem autosplicing nenhuma enzima proteica está envolvida nem ATP
PROCESSAMENTO Splicing de íntrons GRUPO III (EUCARIONTES) Catalisados por um grupo proteico de splicessomo (5 ribonucleoproteínas nucleares (snrnp) + 50 proteínas)
PROCESSAMENTO Splicing alternativo Ampliação da possibilidade de proteínas por um mesmo RNAm
RNA RIBOSSÔMICO
RNA TRANSPORTADOR
Replicação Transcrição Tradução 43
LOCAL
LOCAL Transporte de RNAm para o citoplasma (céls. eucarionte)
RIBOSSOMOS
RNAT
RNA T As duas primeiras bases são mais específicas 3ª base do códon / 1ª base do anticódon base oscilante
CÓDONS 61 dos 64 códons possíveis codificam os 20 aminoácidos padrão
AMINOÁCIDOS
CÓDIGO GENÉTICO Características: Degeneração do código Especificidade: Um códon sempre codifica o mesmo AA; Universalidade: é conservado em todas as espécies; Redundância ou Degeneração: Um AA pode ter mais de 1 trinca que o codifica importância evolutiva Contínuo: sempre lido de 3 em 3 bases.
MUTAÇÕES mutações silenciosa mutações de sentido trocado mutações sem sentido mudança de fase de leitura
MUTAÇÕES
MUTAÇÕES
ETAPAS 1. Ativação de aminoácidos 2. Iniciação 3. Alongamento 4. Terminação e reciclagem dos ribossomos 5. Processamento co e pós traducional 6. Enovelamento Dependem do destino proteico
ETAPAS Ativação dos Aminoácidos Ligação do AA ao trna Aminoacil t-rna A etapa de ativação do aminoácido é determinante na fidelidade da tradução
ETAPAS Iniciação reconhecimento PROCARIOTOS Sequência Consenso Shine Dalgarno EUCARIOTOS rastreamento da primera sequância AUG Pareamento mrna-rrna
ETAPAS Iniciação Bactérias sítio de saída (E) sítio peptidil (P) sítio aminoacil (A) Fatores de Iniciação complexo de iniciação
ETAPAS Iniciação Eucariotos Fatores de Iniciação complexo de iniciação
ETAPAS Alongamento - Ligação de um aminoacil-trna Fatores de Alongamento AA2
ETAPAS Alongamento - Formação da ligação peptídica Peptidil-transferase Sítio E- bactéria
ETAPAS Alongamento - Translocação
ETAPAS Alongamento - Terminação Fatores de terminação liga-se ao stop códon UAA, UGA, UAG
POLISSOMO Procariotos e eucariotos Acelera a síntese proteica RNAm + vários ribossomos
APLICAÇÃO FARMACOLÓGICA
DOBRAMENTO PROTEICO Chaperonas
DOBRAMENTO PROTEICO Chaperonas Família Hsp70 de chaperonas moleculares. Estas proteínas agem na fase inicial, reconhecendo uma pequena região de aminoácidos hidrofóbicos na superfície da proteína.
DESTINOS PROTEICOS
DESTINOS PROTEICOS I - Co-traducional (vias de secreção): ER Golgi Membrana plasmática Meio extracelular II- Póstraducional: núcleo mitocôndria cloroplasto Lisossomos/peroxiss omos
DESTINOS PROTEICOS
DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Modificações nos grupos amino e carboxiterminais Ex: Retirada de metionina inicial Perdas da sequência sinalizadora: sequências aminoterminais com papel direcionador Modificações de aminoácidos individuais Ex: Grupo Metil para proteínas musculares Ligação de cadeias laterais de carboidratos Adição de grupos prostéticos Ex: grupo heme do citorcromo c Processamento proteolítico Ex: insulina, proteases
DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Modificações covalentes nos aminoácidos Ex: Metilação Acetilação Hidroxilação Glicosilação Fosforilação Grupos prostéticos Acilação 20 aminoácidos diferentes ~200 aminoácidos diferentes (modificados covalentemente)
DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Proteína miosina (Tecido muscular)
DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Proteína elastina (Tecido conjuntivo)
DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas Proteína protrombina (Sangue)
DESTINOS PROTEICOS Modificações químicas
DESTINOS PROTEICOS A partir do Retículo Endoplasmático Partícula de reconhecimento da sinalização No lúmen do RE, as proteínas recém-sintetizadas são adicionalmente modificadas de várias maneiras...
DESTINOS PROTEICOS Glicosilação no RE
DESTINOS PROTEICOS Do RE ao Complexo de Golgi