Armazenamento e transferência da informação genética

GENE

O gene

• Unidade principal da informação genética, os genes tem em si o código para produtos

essenciais, que especificam a arquitetura

básica de cada célula, a natureza e a vida das células, a síntese de proteínas específicas a formação de enzimas, a auto reprodução da célula e, direta ou indiretamente, a função metabólica da célula.

ORGANISMO

CÉLULA

NÚCLEO

CROMOSSOMOS

(DNA+PROTEÍNAS) - Informação das proteínas e

RNAs que serão sintetizadas pelas células do organismo ao longo da sua vida.

-Capacidade de se auto-duplicar para originar outras células.

DNA NOS SERES HUMANOS

• Unidades de informação molecular que

podem manter suas identidades por diversas gerações

• Gene – produto do gene – expressão fenotípica.

DNA

Controla:

1) homeostasia 2) reprodução 3) morfologia 4) função celular

A CÉLULA

TECIDOS

ÓRGÃOS E SISTEMAS

CORPO

UNICELULARES MULTICELULARES

AMBIENTE

NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO

• O produto do gene é usualmente uma

proteína, porque proteínas funcionam como enzimas, anticorpos, hormônios e elementos estruturais em todo corpo.

• Cada proteína em particular pode ser formada por diversas cadeias de aminoácidos

(polipeptídeos) e que cada uma delas pode ser especificada por um gene diferente.

• Uma sequencia de ácidos nucleicos (usualmente DNA) que codifica um

polipeptídeo funcional ou uma sequencia de RNA.

DNA

1. Regulação transcricional

HnRNA 2. Regulação no

processamento do RNA primário

3. Regulação no transporte do mRNA para o citoplasma

RETÍCULO

ENDOPLASMÁTICO RUGOSO

4. Regulação da síntese proteíca

Proteína sintetizada

5. Regulação pós-síntese

A CÉLULA

- DIFERENCIAÇÃO - CRESCIMENTO - FUNÇÃO CELULAR - RESPOSTA AO AMBIENTE

Armazenamento e transferência da informação genética

• Dois ácidos: DNA e RNA

• Polímeros construídos com unidades repetidas chamadas nucleotídeos

ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (DNA)

Contém toda a informação genética de um organismo

Esta informação está arranjada em unidades hoje conhecidas como genes

ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS

As moléculas de DNA e RNA são compostas por quatro diferentes nucleotídeos:

• Adenina, Guanina e Citosina – comum para DNA e RNA

• Timina – encontrada somente no DNA

• Uracila – encontrada somente no RNA

ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Todos os nucleotídeos apresentam uma estrutura em comum:

radical fosfato

pentose

ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS

As bases nitrogenadas podem ser divididas em dois grupos de acordo com sua estrutura:

• Purinas: adenina e guanina

• Pirimidinas: timina e citosina

• Ou uracila e citosina.

DNA

• Duas fitas de polinucleotídeos associadas formando uma estrutura de dupla hélice onde as pentoses e os radicais fosfato compõe a fita e as bases projetam-se para o interior da mesma

• As fitas mantêm-se unidas através da formação de pontes de hidrogênio entre as bases o que contribui para a estabilidade da dupla hélice

. Adenina (A) pareia com Timina (T) através de 2 pontes de hidrogênio

. Guanina (G) pareia com Citosina (C) através de 3 pontes de hidrogênio

• Cada nucleotídeo tem 3 partes: um açucar, uma base nitrogenada e um grupamento fosfato.

• O açucar é uma pentose (5 carbonos) que no DNA é uma desoxiribose, enquanto no RNA é uma ribose.

• DNA – dupla hélice

• RNA – fita simples

DNA

Cada base de uma fita é pareada com a base complementar da outra fita

Complementariedade

• REPLICAÇÃO: Cada vez que uma célula se

divide, a estrutura do DNA deve ser copiada para as células filhas

• Duas fitas se separam e cada fita serve como um molde para sintetizar uma fita

complementar.

Durante a replicação do DNA as duas fitas

velhas ou mães

servem de molde para cada fita nova ou filha

complementar, que está sendo

sintetizada.

Fita nova Fita velha

Transcrição &

Processamento

RNA: eficiente &

eficaz

Codificação

• Cada códon é composto por 3 bases – 64

combinações que codificam 20 aminoácidos.

TRANSCRIÇÃO

• Processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir da informação contida na seqüência de nucleotídeos de uma molécula de DNA fita dupla.

• A transcrição representa a diversidade e a complexidade da expressão dos genes contidos em um determinado genoma.

• Enquanto a síntese de DNA deve ser precisa e uniforme, a transcrição reflete o estado fisiológico da célula e, portanto, é extremamente variável para atender às suas necessidades.

Transcrição

• As trincas codificadas pelo DNA são transcritas em forma de RNAm, com a uracila

substituindo a timina.

• Os RNA de transferência, ribossômico e

mensageiro são transcritos diretamente do DNA, cada um codificado por um conjunto diferente de genes.

• Necessária a RNA polimerase – cada um por seu tipo específico

• Apenas uma fita de DNA é codificada – AUG

• RNA mensageiro precisa ser editado, antes da sua tradução no citoplasma.

• Introns e exons.

• RNAm – adicionado terminal e cauda poli-A

Cromossoma DNA

Gene

Promotor Exon Intron

Núcleo

Tradução

• Tradução ocorre nos ribossomos

• O RNA ribossomico é composto por duas

subunidades, uma pequena e uma grande – fazem ligação com o RNAm:

• Complexo RNAmensageiro-ribossomo.

• Vários ribossomos de uma vez: poliribossomo ou polissomo.

Tradução

• A montagem de proteínas no complexo

RNAm-ribossomo requer outro tipo de RNA-

• RNA de transferencia (RNAt)

• As moléculas de RNAt são grandes, complexas, dobradas em forma de trevo.

RNA TRANSPORTADOR

Tradução

• Capturam aminoácidos livres do citoplasma e os carregam até o polissomo, onde eles são montados formando uma proteína.

• Para cada aminoácido existe uma molécula especial de proteína.

Tradução

• No RNAt uma seqüência especial de três

bases: anticódon - fica exposta exatamente da maneira certa para que suas bases formem

pares com suas bases complementares (o códon) no RNAm.

• Os códons são lidos e as proteínas são montadas ao longo do RNAm

• O anticódon é a chave correta de aminoácidos da proteína que está sendo montada.

Dogma Central da biologia Molecular

Gene

RNA polimerase

hnRNA

mRNA

Citoplasma

Transcrição Processamento

Núcleo

Tradução

proteína