ão, radução Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Campus do Seropédica Departamento de genética Replicaçã transcrição e tr Prof: Valdir Diola [email protected]
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Universidade Federal Rural do Rio de JaneiroCampus do SeropédicaDepartamento de genética
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ção
Prof: Valdir Diola
Conteúdo
- Replicação
- Dogma central da biologia
- Complexo de replicação
- Duplicação semiconservativa
- Herança genética
- Organização do material
- Tradução
- Ribossomos
- Processamento
- Código degenerado
- Mecanismo de tradução
- Organização do material
genético
- Transcrição
- Ativação da expressão gênica
- Mecanismo de transcrição
- Síntese de RNA e
processamento
- Expressão fenotípica
- Endereçamento de proteínas
- Regulação pós traducional
Dogma central da Biologia
ReplicaçãoDuplicação do DNA
TranscriçãoSíntese de RNA
Núcleo
TraduçãoSíntese de
Proteínas
Núcleo
CitoplasmaMembrana nuclear
Proteína
Ribossomo
A biossíntese de proteínas insere-se no dogma central da biologia
Sede da informação
Ácido desoxirribo-
nuclêico
da biologia molecular
Processo
comprovado
Processo não
comprovado
Ácido ribonuclêico
Replicação do DNA é semiconservativa
F1
G
A
F2
C
T
F2’
C
T
F1’
G
A
F1 F2
A
A
T
A
C
T
T
A
T
G
T
T
A
T
G
A
A
T
A
C
FASES DO CICLO CELULAR
(célula mitótica = célula somática)
Replicação do DNA
Início do cicloCélula se
Divisão celular
G1
síntese de RNA e proteínas.
duplicação do par de centríolo
S
Síntese do DNA e
Duplicação do DNA (2C/4C)
G2
Preparação para divisão celular
Síntese de RNA e proteínas
Crescimento celular
Decisão celular
Replicação do DNA
prepara para dividir
Replicação do DNASemiconservativa
Helicase
Girase
Fita contínua
Fita descontínua
Fita contínua
Fita contínua
Origem da Replica-ção (DNA ABC)
Fita descontínua
Orientação da replicação
Proteínas de
ligação no DNA
Forquilha de replicação
Fragmento de Okasaki
Fita contínua
Fita descontínua
Orientação da replicação
PROTEÍNA FUNÇÃODNA girase Desespiraliza o DNA
SSB Ligação e estabilização da fita simples do DNASSB Ligação e estabilização da fita simples do DNADnaA Fator de iniciaçãoHU Ligação e estabilização do DNA (semelhante a histonas)
PriA Montagem do primosso, 3'→→→→5' helicasePriB Montagem do primossomoPriC Montagem do primossomoDnaB 3'→→→→5' helicase (desespiraliza o DNA)DnaC Chaperona DnaBDnaT Auxilia o DnaC na liberação do DnaB
Primase (iniciase) Síntese do primer de RNADNA polimerase III Elongação (síntese propriamente dita do DNA)DNA polimerase I Elimina o primer de RNA, preenchendo com DNA
DNA ligase Liga covalentemente os fragmentos de OkazakiTer Término
Organização dos cromossomos
(Compactação de 57 mil vezes)
10,8 pb por voltaReduz 4 vezes o tamanho
da molécula de DNA
O superenovelamentopermite armazenar grande
quantidade de informaçãp
genética em pouco
espaço – uma célula
da molécula de DNA
Cromossomo: uma dupla hélice de DNA + proteínas associadas
Cromatina
Cromossomo
(DNA + Proteínas
histonas e não histonas
+ RNA)
Eucromatina HeterocromatinaMaterial densamente
corado, mais condensada
Material levemente corado,
onde está situado a maioria
dos genes
+ RNA)
A cromatina pode estar condensada ou estendida
Níveis de metilação (condensação) ou acetilação (linearização) dos resíduos de lisina das histonas atuam no grau de condensação da cromatina
Nucleossomo
•Octamero de histonas (proteínas)
•Histona H1 – externamente
Níveis de compactação
•Pelo menos três níveis de condensação para
acondicionar todo DNA nos cromossomos.
1- Embalagem do DNA no nucleossomo
2- Dobramento adicional ou superelicoidização do conjunto de nucleossomos.
Níveis de compactação
3-Proteínas cromossômicas não histonas formam umarcabouço – protege DNA da degradação.
•Removidas as Histonas
Níveis de compactação
•Removidas as Histonas
Proteínas cromossômicas não-histonas.
DNA
O Cromossomo
Braço
curto
(p)
telômeros
Espécie 2n Espécie 2n
Drosófila 8 Centeio 14
Humano 46 Milho 20
Coelho 44 Tomate 24
Duas cromátides
Braço
longo
(q)
Heterocromatina (densa) e eucromatina (região gênica)
Coelho 44 Tomate 24
Cavalo 64 Trigo 14
Caracol 24 Feijão 22
Minhoca 32 Arroz 24
Carneiro 54 Cana-de-açúcar 20
Porco 40 Samambaia 1200
Transcrição
Cadeia
Aminoácidos
Anticodon
Deoxiribonu-
cleotídeos
RNA
polimerase
Síntese de Proteína
Tradução
Cadeia
peptídica
RibossomoCodon
Membrana
nuclear
cleotídeos
1 TBP (TATA binding Protein) orienta a ligação do TFIID que se liga a região TATA box
2 Ocorre a interação entre
Formação do Complexo de Iniciação da Transcrição
2 Ocorre a interação entre TFIIA e TFIIB para iniciar a formação do complexo
3 O complexo de inicio de transcrição se forma pela interação da RNA Pol II com o complexo protéico e o DNA na posição -30 a -10.
4. TFIIE, TFIIH e TFIIJ então se juntam ao complexo.
Formação do Complexo de Iniciação da Transcrição
5.TFIIH usa ATP para fosforilar a RNA-polimerase II, mudando a sua conformação de forma que a RNA-polimerase é liberada do complexo e é capaz de iniciar a transcrição.
Adição da estrutura 5’ Cap dos mRNAs
Regulação Funcional (o processamento do mRNA)
A presença de intons
em mRNA é ou fator
de regulação dos
genes
Genes eucariotos,
especialmente de especialmente de
plantas possuem
sequencias intrônicas
de até mais de 1 kb
Um gene pode
codifcar para várias
proteínas: “Splicing alternativo”
Algumas informações
sobre íntrons
• 3,7 íntrons por kb de região
codificadora
• No homem o número médio
é de 5 íntrons por gene
Regulação Funcional(processamento do RNA)
é de 5 íntrons por gene
• 94% dos genes contém
íntrons
• O tamanho médio dos
íntrons é de 125 pb
• O tamanho médio dos
éxons é de 90 a 120 pb (30
a 40 aa)
Adição da caudaPoli(A) ao pre-mRNA
Eucariótico
PoliadenilaçãoPoliadenilação
As moléculas de tRNA tem padrões comuns
1. São cadeias simples conten-do entre 73 e 94 nucleotídeos
2. Contém muitas bases inco-muns (7 a 15 por molécula)
3. A terminação 5' é fosfori-lada; o resíduo 5'-terminal emgeral é pG
4. A sequência 3' terminal ésempre CCA; é o sítio de ligaçãosempre CCA; é o sítio de ligaçãodo aminoácido
5. Metade dos nucleotídeos es-tão pareados formando duplahélice; mas, há regiões quenunca estão pareadas como aalça (loop) TΨΨΨΨC, por exemplo)
6. O anticódon é complementarao códon. A alça anticódon temum padrão característico: a)duas pirimidinas antes; b) umapurina modificada depois.
Código degenerado
Mutação silenciosa – AGC/AGU não altera o aaMutação de sentido errado – AGC/AAC – ser/aspMutação sem sentido – UCA/UAA terminaçãoAdição ou deleção – altera o código de leitura
Costuma-se dividir a síntese de proteínas em três etapas: iniciação, elongação e terminação
A iniciação consiste na formação do chamado complexo de iniciação:
a) Ribossomo completo
b) mRNA posicionado
c) tRNA de iniciação ligado ao aminoácido de iniciação (Met ou formil-Met) posicionado no iniciação (Met ou formil-Met) posicionado no chamado sítio P (peptidil do ribossomo)
Em procariotos o sinal de início é AUG (ou GUG), precedido de várias bases que pareiam com o rRNA 16S
Sequências de Shine-Dalgarno
A ligação de cada aminoácido ao tRNA correspondente é feito por sintetases específicas:
Aminoacil-AMP + tRNA Aminoacil-tRNA + AMPAminoacil-AMP + tRNA Aminoacil-tRNA + AMP
PPi 2Pi
∆∆∆∆Go' < 0
Aminoácido + ATP + tRNA aminoacil-tRNA + AMP + 2Pi
O aminoácido é esterificado ao grupo hidroxila 2' ou 3' da adenosina terminal do tRNA
Ligação do aminoacil-tRNA
Transpeptidação
Trans-locação
Vários ribossomos podem traduzir simultaneamente uma molécula de mRNA
Os ribossomos movem-se ao longo de um mRNA na direção 5'→3'
O conjunto é conhecido como polissomo ou polirribossomo
Cada ribossomo funciona independentemente dos demais
Códon de terminação
DNA
pré mRNA
mRNANúcleo
Citoplasma
Transcrição
Transporte
Processamento
capeamento
poliadenilação
splicing
Controle
transcricional
proteína
mRNA
TraduçãoDegradação
Estocagem
Proteínaativa/inativa
mRNA inativo
Modificações
Pós traducionais
Expressão gênica
em eucariotos
Controle
pós transcricionallocalização
estabilidade
João B. N. Aguiar
RNA polimerase
Sítio de início de
transcrição
Sítio de
terminação
Promotor
Cap exon 1 intron1 exon 2 intron 2 exon 3 poliA AAAAARNA
Expressão Fenotípica
mRNA
tradução
Ribos-
somo
aas
Conformação primária
da proteína (linear)
Conformação quaternário da
proteína (máx enovelamento)
Fenótipo $
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