Estrutura dos Ácidos Nucléicos, Replicação e Transcrição DCAN Professora: Michele Silva.
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Estrutura dos Ácidos
Nucléicos, Replicação e
Transcrição
DCAN
Professora: Michele Silva
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Nucleotídeos
Papel de nucleotídeos no metabolismo celular:
fonte de energia no metabolismo -> ATP
molécula-sinal em respostas celulares - > cAMP
componente estrutural de enzimas e co-fatores -> NAD, FAD, etc
constituinte dos ácidos nucleícos - RNA e DNA
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Ácidos Nucléicos
DNA: Armazenamento da informacão genética
Estabilidade
RNA: várias funções
RNA ribossomal (rRNA) - componentes estruturais de ribossomos
RNA mensageiro (mRNA) - intermediário
RNA transfêrencia (tRNA) - moléculas adaptadoras que traduzem informação do
mRNA em aminoácidos
snRNA, etc
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Nucleotídeos
Base nitrogenada + Pentose + Fosfato
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Bases Nitrogenadas
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Pentose
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Esquema de um nucleotídeo
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Ligação Fosfodiester 5’ 3’
Como vários nucleotídeos formam um Ácido Nucléico
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As fitas de DNA são anti-paralelas
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Níveis de organização dos Ácidos Nucléicos
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Cromossomo bacteriano X Cromossomo humano
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Níveis superiores de organização da Cromatina
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DNA: Repositório molecular da Informação Genética
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REPLICAÇÃO
Processo pelo qual o DNA é sintetizado a partir de um molde
nucleotídico unifilamentar.
Regras básicas da replicação:
A replicação bacteriana requer várias enzimas, proteínas e
seqüências de DNA que funcionam para sintetizar uma nova
molécula de DNA:
1. A replicação é sempre semiconservativa;
2. A replicação começa em seqüências chamadas origens;
3. A síntese de DNA é iniciada por segmentos curtos de RNA
chamados primers;
4. O alongamento dos filamentos de DNA é sempre feito no sentido
5` 3`, sendo contínua em uma das fitas e descontínua na outra fita.
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1. Replicação do DNA é semi-conservativa
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2. Origem de replicação
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3. A Replicação inicia com Primers e envolve várias enzimas
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4. A Replicação segue o sentido 5’ 3’
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Primers: Trecho curto do RNA em um molde de DNA que fornece um
grupo 3`OH para a ligação de um nucleotídeo de DNA no início da
replicação.
DNA polimerase: Enzima que sintetiza DNA.
Ligase: Enzimas que fazem ligações entre os fragmentos de
Okazaki.
Primase: Enzima que sintetiza um curto trecho de RNA em um
molde de DNA.
Helicase: Enzimas que tem como função a quebra das pontes de
hidrogênio entre as bases, separando as duas fitas de DNA.
Fragmentos de Okazaki: Trechos curtos de DNA recém-
sintetizados no filamento descontínuo que depois se juntam.
Topoisomerase (Girase): Enzima que adiciona ou remove rotações
em uma hélice de DNA.
Forquilha de replicação: Ponto no qual uma molécula bifilamentar
de DNA se separa em dois filamentos isolados que servem como
moldes para a replicação.
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A Função de Reparo da DNA polimerase
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Estabilidade do DNA - depósito genético!
Propriedades
Desnaturação = separação da dupla fita
quebra das pontes de H
causado por alta temperatura ou pH
Renaturação ou anelamento
decréscimo da temperatura ou pH
Formação de Duplexes:
RNA-RNA
DNA-RNA
DNA1-DNA2 - duplexes híbridos - homologia
Química de Ácidos Nucleicos
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Química de Ácidos Nucleicos
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Fatores que afetam a Estabilidade do DNA
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TRANSCRIÇÃO
Processo de síntese de uma molécula de RNA utilizando uma das
fitas de DNA como molde.
Processo de leitura da informação contida no DNA com o objetivo de expressá-la em forma de proteína.
- Diferentes taxas de expressão:
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A Transcrição promove a produção de muitos tipos de RNA
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Diferentes tipos de RNA são transcritos;- Cada segmento transcrito de DNA: unidade de
transcrição
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A Transcrição resulta sempre em uma molécula de RNA fita simples, complementar ao DNA;
ETAPAS:- Abertura e desespirilação de pequena porção de DNA dupla
fita;- RNA polimerases atuam na síntese complementar ao DNA
molde;- A enzima não exige a presença de primers iniciadores;- A síntese ocorre no sentido 5ʼ 3ʼ;- A cada adição nucleotídica: RNA se desloca; o DNA se
reassocia;- A síntese é limitada a pequenas regiões de DNA por vez;
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EM PROCARIONTES
Sinais no DNA indicam o começo e início da síntese;- A subunidade Fator da RNA polimerase lê na
sequência do DNA onde começar a transcrição;
1.Reconhecimento do promotor
2.Abertura da dupla hélice de DNA
3.Início da transcrição
4.Transcrição mais acelerada
5.Extensão da síntese
6.Reconhecimento do terminador
7.Liberação da fita sintetizada
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EM EUCARIONTES
A Transcrição é feita por muitos tipos de RNA polimerase
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RNA polimerase exige a presença de fatores de transcrição para:- Reconhecimento do iniciador;- Distorção do DNA;- Abertura da hélice;- Fosforilação da enzima;- Início da transcrição;- Liberação dos Fatores.
EM EUCARIONTES
A Transcrição depende de várias proteínas
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A transcrição em eucariotos está ligada ao processamento do RNA.
- Modificações no pré mRNA recém sintetizado:1. O Capeamento da extremidade 5’ recém sintetizada;2. O Splicing remove íntrons de pré-mRNAs recém-
transcritos;3. A Geração da Extremidade 3’ do mRNA em eucariotos:
poliadenização.
EM EUCARIONTES
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RNA polimerases transcrevem “aos saltos” associadas a fatores de extensão
EM EUCARIONTES E PROCARIONTES
Maiores diferenças entre passos de células procariótica e eucariótica para expressar genes:
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Os RNAs eucarióticos maduros são seletivamente exportados do núcleo:
- No meio de muitas moléculas de RNAs (pedaços, não maduros, danificados...) somente uma pequena parte (mRNA maduro) é exportado do núcleo ao citoplasma: Ação garantida pelo Complexo do poro nuclear e por um conjunto de proteínas ligadas ao RNA maduro;
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Outros RNAs (que não codificam proteínas) são também sintetizados e processados:
rRNA são sintetizados pela RNA polimerase I e III;
snoRNA são codificados em íntrons de genes que codificam proteínas ribossomais; sintetizados portanto pela RNA polimerase II.
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O Nucléolo:- Onde ocorre o processamento dos rRNA e sua montagem;- É um agregado de macromoléculas (genes de rRNA, precursor
rRNA, rRNA maduro, enzimas processadoras; snoRNPs, proteinas ribossomais,...)
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O Nucléolo:
- Síntese de ribossomos e de ribonucleoproteínas;
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FIMFIM