01 apostila engenharia genética

ÁCIDOS NUCLÉICOS1) Conceito:

Os Ácidos Nucléicos são macromoléculas, formadas por seqüências de nucleotídeos, especializadas no armazenamento, na transmissão e no uso da informação genética.

Existem dois tipos de Ácidos Nucléicos:

a) DNA (Ácido Desoxirribonucléico)b) RNA (Ácido Ribonucléico)

2) Composição Química

Os Ácidos Nucléicos são compostos por monômeros chamados nucleotídeos.

Estrutura de um nucleotídeo:

1 Fosfato 1 Pentose 1 Base Nitrogenada

Nucleotídeo

ÁCIDOS NUCLÉICOS2) Composição Química

Os Ácidos Nucléicos unem-se uns aos outros através de ligações fosfodiéster formando cadeias contendo milhares de nucleotídeos.

Fosfato

Ligações Fosfodiéster

ÁCIDOS NUCLÉICOS3) Bases Nitrogenadas

3.1) Tipos: Existem 5 tipos de bases nitrogenadas.

São bases do DNA

AdeninaTiminaGuaninaCitosina

São bases do RNA

AdeninaUracilaGuaninaCitosina

Podemos verificar que: Timina (T) está presente

somente no DNA

E Uracila somente no RNA


3.2) Classificação: As Bases Nitrogenadas podem ser classificadas quanto ao número de anéis.

Bases PirimídicasContém apenas 1 anel na

estrutura molecular

Bases PúricasContém 2 anéis na estrutura

molecular


3.3) Pareamento de Bases Nitrogenadas

O Pareamento das Bases Nitrogenadas se dá por meio de Ligações de Hidrogênio.

No DNAAdenina sempre se liga a Timina

e vice-versa

Adenina Timina

Formação de 2 ligações de Hidrogênio





No DNAGuanina sempre se liga a Citosina

e vice-versa


CitosinaGuanina




RNAComo não possui Timina

Adenina ligará sempre com UracilaE vice-versa

ÁCIDOS NUCLÉICOS4) Pentose

Pentoses dos Ácidos NucléicosRNA DNA

No RNA a pentose presente é a Ribose

No DNA a Pentose presente é a Desoxirribose

ÁCIDOS NUCLÉICOS5) RNA (Ácido Ribonucléico)

Características:

1. Local de Produção: Núcleo da Célula (Transcrição)

2. Estrutura: 1 Fita (fita simples)

3. Nucleotídeo contendo:a) Riboseb) Bases Nitrogenadas:

Uracila, Adenina, Guanina e Citosinac) Fosfato

4. Tipos de RNA:a) RNAm (Mensageiro)b) RNAt (Transportador)c) RNAr (Ribossômico)

RNA mensageiroLeva o código genético do DNA para o citoplasma onde ocorrerá a Tradução.


Características:






RNA TransportadorTransporta Aminoácidos até o local da

síntese de proteínas na Traduação.


Características:






RNA RibossômicoParticipa da constituição dos Ribossomos.

São armazenados no núcleo (nucléolo).


Os tipos de RNA e suas funções

RNA Transportador (RNAt)Carreador de aminoácidos

Forma de um trevo

RNA Mensageiro (RNAm)Transcreve o código

genético e o leva para o citoplasma.

RNA Ribossômico (RNAr)Parte constituinte dos

Ribossomos

ÁCIDOS NUCLÉICOS6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico)

Forma Estrutural

ÁCIDOS NUCLÉICOS6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico)

Características:

1. Estrutura: 2 Fitas unidas pelas bases nitrogenadas em forma de α hélice

2. Nucleotídeo contendo:a) Desoxirriboseb) Bases Nitrogenadas:

Timina, Adenina, Guanina e Citosinac) Fosfato

3. Relação das Basesa) A/T = 1b) G/C = 1

4. Quantidadea) Maior no núcleo/nucleóide (cromatina ou cromossomo)b) Menor no citoplasma (mitocôndrias e cloroplastos)

ÁCIDOS NUCLÉICOSPrincipais diferenças entre RNA e DNA

Estrutura da Molécula

Bases Púricas

BasesPirimídica

s

Pentose Função na célula

RNA Fita SimplesAdenina

Guanina

Uracila

CitosinaRibose

Síntese de Proteínas (RNAm e RNAt) e

formação de ribossomos(RNAr)

DNA Fita DuplaAdenina

Guanina

Timina

CitosinaDesoxirri

bose

Armazenamento e transmissão de

informação genética

DUPLICAÇÃO DO DNA1) A Estrutura do DNA

Elucidada em 1953 por Watson e Cricko Modelo Helicoidal – Dupla Hélice

DUPLICAÇÃO DO DNA2) Propriedades da Duplicação

a) O DNA é a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação.

b) A duplicação do DNA ocorre sempre quando uma célula vai se dividir.

c) Ocorre durante a fase S da intérfase.

d) É do tipo semiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda da molécula original e outra fita recém sintetizada.

DUPLICAÇÃO DO DNA3) A Replicação

A replicação do DNA ocorre em duas etapas:

a) Separação das bases nitrogenadas.

b) Inserção e pareamento de novos nucleotídeos em cada fita pela DNA polimerase.

A Enzima DNA polimerase capta nucleotídeos e os unem, conforme o pareamento:

A-T / G-C

Para este processo ocorrer é necessário energia! De onde será que vem essa energia?

Os nucleotídos que chegam carragam consigo 3 grupos fosfatos. Quando o nucleotídeo é inserido na fita há liberação de energia

Energia

Essa energia liberada é então utilizada pela Enzima DNA polimerase para unir um

nucleotídeo ao outro.

DUPLICAÇÃO DO DNA3) A Replicação

A replicação do DNA ocorre em duas etapas:

a) Separação das bases nitrogenadas.

b) Inserção e pareamento de novos nucleotídeos em cada fita pela DNA polimerase.

A Enzima DNA polimerase capta nucleotídeos e os unem, conforme o pareamento:

A-T / G-C

Para este processo ocorrer é necessário energia! De onde será que vem essa energia?

Os nucleotídos que chegam carragam consigo 3 grupos fosfatos. Quando o nucleotídeo é inserido na fita há liberação de energia

Energia

DUPLICAÇÃO DO DNA3.1) Origem de Replicação Por ser muito extenso o DNA

é aberto em locais específicos chamados Origens de

replicação.

As origens de replicação formam “bolhas de

replicação” que avançam para os dois lados

simultâneamente.

Por isso a replicação do DNA é dita Bidirecional

A medida que vão avançando elas vão se encontrando até

duplicar o DNA inteiro.Semiconservativa

DUPLICAÇÃO DO DNA3.2) Início da Replicação

1. A enzima DNA polimerase não é capaz de iniciar uma fita a partir do nada.2. As DNA’s polimerase necessitam de uma fita inicializadora auxiliar (primer)3. Uma enzima chamada primase confecciona o primer para que a DNA polimerase possa iniciar a duplicação do DNA.

DUPLICAÇÃO DO DNA3.3) Sentido de Alongamento do DNA: 5’ 3’

• A DNA polimerase percorre o DNA sempre no sentido 5’ 3’• Dessa maneira o DNA novo só pode crescer neste sentido 5’ 3’

1) Na frente vai a enzima helicase abrindo a dupla hélice.

Etapas da duplicação

2) A fita de cima é chamada fita líder pois se encontra na orientação correta (5’ 3’)

3) Na medida que a helicase vai abrindo a dupla hélice a DNA polimerase vai

sintetizando a fita líder

4) Só que o DNA apresenta uma orientação anti-paralela entre as duas fitas.

5) Isso significa que se a fita líder está na orientação correta (5’ 3’) a outra não está.

6) A fita de baixo é chamada de fita retardada, pois nesse caso a DNA

polimerase alonga esta fita no sentido contrário à helicase.

DUPLICAÇÃO DO DNA3.3) Sentido de Alongamento do DNA: 5’ 3’

• A DNA polimerase percorre o DNA sempre no sentido 5’ 3’• Dessa maneira o DNA novo só pode crescer neste sentido 5’ 3’

Etapas da duplicação

7) Dessa maneira, a fita retardada é sintetizada de trechos em trechos a partir de primers formando vários

fragmentos de DNA.

8) No final do processo: Os primers da fita retardada são removidos e os fragmentos

de DNA unidos pela DNA polimerase.

SÍNTESE DE PROTEÍNAS1) Visão Geral

Em resumo: A Síntese de Proteínas consiste em unir

aminoácidos de acordo com a seqüência de códons presentes no RNAm

A síntese de proteínas contém duas etapas:

1) Transcrição (núcleo) DNA RNA

2) Tradução (citoplasma)Formação do Polipeptídio

SÍNTESE DE PROTEÍNAS2) Transcrição

a) Um fragmento de DNA (gene) é utilizado como molde para confeccionar moléculas de RNA

b) Gene: É um trecho do DNA que pode ser transcrito em RNA.

c) Os RNA’s formados podem ser de três tipos:

• RNAm (mensageiro)

• RNAt (transportador)

• RNAr (ribossômico)

Gene

SÍNTESE DE PROTEÍNAS2) Transcrição

Quem realiza a transcrição do DNA é a enzima RNA

Polimerase

A RNA polimerase só pode transcrever trechos do DNA que

sejam genes!

Como a RNA polimerase consegue identificar os genes???

Sempre antes e cada gene existe um trecho de DNA chamado

promotor.

O promotor apresenta uma sequência de bases que a RNA

polimerase reconhece.

A RNA polimerase se liga ao promotor e abre a dupla hélice do DNA e inicia o processo de

transcrição!!!

SÍNTESE DE PROTEÍNAS3) Transcrição em Procariotos

a) Em procariotos (bactérias) um promotor controla a transcrição de mais de um gene.b) O sistema 1 promotor vários genes é chamado de Operon.c) O RNAm de um procarioto carrega consigo a informação de mais de um gene.d) Dessa maneira a tradução do RNAm de procariotos irá produzir mais de uma proteína diferente.

RNA Procariótico seqüência não codificante

5’ 3’

RNA Eucariótico

5’ 3’

Seqüência β

Proteína α Proteína β Proteína γ

Proteína

P

P Seqüência γSeqüência α

Seqüência Codificante

SÍNTESE DE PROTEÍNAS4) Transcrição em Eucariotos (Exons e Íntrons)

a) Os genes de Eucariotos não são contínuosb) Existem fragmentos denominados Exons e fragmentos denominados Íntronsc) Os Éxons são funcionais e codificam proteínas; porém os Íntrons não codificam.

Na transcrição tanto os Éxons quanto os Íntrons

são transcritos.

O RNA mensageiro que possui Éxons e Íntrons é chamado de Primário.

Enzimas denominadas Nucleases retiram todos os Íntros deixando no RNAm

somente os Éxons

Este processo de retirada dos Éxons recebe o nome

de Splicing

SÍNTESE DE PROTEÍNAS4) Transcrição em Eucariotos (Exons e Íntrons)

a) Os genes de Eucariotos não são contínuosb) Existem fragmentos denominados Exons e fragmentos denominados Íntronsc) Os Éxons são funcionais e codificam proteínas; porém os Íntrons não codificam.

Enzimas denominadas Ligases irão realizar a união

de todos os Éxons formando um RNAm

Secundário

Dessa maneira somente o RNAm contendo Éxons é que vai para a segunda

etapa da Síntes de Proteínas, a Tradução no

citoplasma da célula.

SÍNTESE DE PROTEÍNAS5) Tradução

É o processo no qual as seqüências de nucleotídeos em uma molécula de RNA mensageiro direciona a incorporação de aminoácidos em uma proteína.

a) É a Segunda Etapa da Síntese de proteínas e ocorre no citoplasmab) O RNA mensageiro após ser transcrito sai do núcleo e migra para o citoplasmac) O RNA mensageiro é utilizado como molde para a produção de proteínasd) Participantes da Tradução: RNA mensageiro, RNA transportador, Ribossomos e Aminoácidos.

Metionina

Prolina

Códon

Anticódon

Serina

Aminoácidos

RNA transportador

Ribossomo

RNA mensageiro


Cada 3 Bases (triplet) do gene do DNA recebe o nome de Código.

Código


Código

Os códigos do Gene do DNA são transcrito em CÓDONS de RNA

mensageiro.


Código

Dessa maneira cada CÓDON do RNAm possui 3 bases nitrogenadas que

complementa seu respectivo CÓDIGO.


Código

Na Tradução cada CÓDON (3 bases do RNAm) codifica um Aminoácido.

1 CÓDON = 1 AMINOÁCIDO.


Código

Lembre-se de que existem Códons de Início (AUG) e Códons de Parada (UAA),

(UAG) e (UGA)


Código

A Tabela do Código Genético nos informa qual aminoácido será

incorporado na proteína dependendo do códon presente no RNAm


Código

A Tradução ocorre nas organelas celulares chamadas Ribossomos. Estes possuem 2 subunidades, as quais se unem quando o

Ribossomos se liga ao RNAm.


Códon de parada(UAA)


Resumo


Tradução no R.E.R


Destino dos polipeptídios transcritos

SÍNTESE DE PROTEÍNAS6) O Código Genético

O código genético consiste em trincas de nucleotídeos (códons)Como existem 4 bases de RNA (A,U,G,C), existem ao todo 64 códons.Porém, como vimos, um códon (AUG) é o de inicio e três são se parada (UAA), (UAG) e (UGA).

Existem apenas 20 aminoácidos diferentes para 60 códons.

Então, há mais de um códon para certos aminoácidos.

Dizemos que o Código Genético é Degenerado ou Redundante.

Porém, o Código Genétigo não é Ambíguo: um único códon não especifica mais do que um aminoácido.

Podemos dizer também que o Código Genético é universal, pois os códons têm o mesmo significado em quase

todos os organismo do planeta.

01 apostila engenharia genética

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