Ação GênicaAção Gênica

Estágio DocênciaVanessa Veltrini Abril – Doutoranda em Genética e Melhoramento AnimalGenética e Melhoramento Animal

Março de 2007

Como a informação genética é transportada?

Qual é a função do DNA?

Genes

DNA DNA RNA Proteínas

TRANSFERÊNCIA DE INFORMAÇÃOTRANSFERÊNCIA DE INFORMAÇÃO

Replicação Transcrição Tradução

Universalidade: Dogma Central

Como a informação genética está representada em cada processo?

• Replicação – seqüências de desoxiribonucleotídeos (A, T, C, G) = fita dupla DNA

• Transcrição – seqüência de ribonucleotídeos (A, U, C, G) = fita simples RNA

• Tradução – seqüência de aminoácidos (leucina, valina, alanina, metionina...) =

polipeptídios/proteínas

LOCALIZAÇÃO

REPLICAÇÃOREPLICAÇÃO

TRANSCRIÇÃO TRANSCRIÇÃO

DNA RNA

= pequena proporção do DNA total >RNA

�Fita molde DNA 3’-5’ (anti-senso)

=Vídeo Transcrição

�Fita não molde DNA 5’-3’ (senso)

�Fita RNA cresce 5’-3’ (similar à fita não molde)

RNA polimerase dependente de DNA (RNA pol)

TRANSCRIÇÃO TRANSCRIÇÃO –– Procariotos Procariotos

α2ββ’σ - Holoenzima

α ββ’ - Cerne da enzima

1. Iniciação

2. Alongamento

3. Término

RNA polimerase

- Regiões promotoras:

-35 5’ TTGACA 3’

-10 5’ TATAAT 3’

- Subunidade σ

- Complexo promotor fechado

- Complexo promotor aberto

- Bolhas de transcrição

-RNApol migra no sentido 3’-5’do DNA

- Ribonucleotídeos adicionados na extremidade 3’ da fita RNA crescente;

Término

- Dissociação da RNApol e do DNA = liberação do RNA

transcrito

- Finalizadores

Terminação:

- Palíndromos complementares - Finalizadores dependentes de rô

TRANSCRIÇÃOTRANSCRIÇÃO -- EucariotosEucariotos

- 3 tipos RNApol – promotores próprios

RNApol I – genes rRNA

RNApol II – genes de proteínas (mRNA)

RNApol III - tRNA, rRNA 5S

RNA polimerase II

Complexo pré-iniciação: polimerase + fatores de transcrição

promotor: TATA box: 5’ -TATAAAT- 3’

TBP – proteína de ligação ao TATA

2. Vídeo Transcrição eucariotos

mRNA

rRNA RNA estáveis : Produtos finais da

Intermediário entre gene e produto final da expressão – passa pelo 2° estágio da

expressão gênica: TRADUÇÃO

PRODUTOS DA TRANSCRIÇÃOPRODUTOS DA TRANSCRIÇÃO

rRNA

tRNA

RNA estáveis : Produtos finais da expressão gênica

mRNAmRNA

-maioria das moléculas são instáveis

-sofrem modificações e processamento antes de irem para o citoplasma

5’: Trifosfato de 7-metilguanosina - capeamento

GENE: ÉXONS + ÍNTRONS

3’: resíduos de adenilato (AMP) - poliadenilação

-Remoção de íntrons (splicing)

-Edição do RNA

Splicing do gene da Ovoalbumina

Edição do mRNA da APOLIPROTEÍNA-B humana

Apoliproteína-B100: sintetizada nas células hepáticas

Apoliproteína-B48: sintetizada pelas células intestinais

1 gene especificando 2 proteínas diferentes

mRNA das células intestinais: uma CITOSINA é desaminada (perda de um NH2), convertendo-se em

URACILA

CAA UAA

(Códon finalizador)

Conseqüência: proteína do intestino é menor que a do fígado.

rRNArRNA

-Componentes dos ribossomos (“fábricas” para síntese proteíca);

- Ribossomos procariontes: 3 moléculas rRNA

eucariontes: 4 moléculas rRNA

tRNAtRNA-Papel adaptador: leitura da seqüência de nucleotídeos

do mRNA, os convertendo em aminoácidos.

-Estrutura:

a. Trevo de tRNA

TRADUÇÃOTRADUÇÃO

tRNA: elo físico e informacional entre a seqüência de nucleotídeos do mRNA e a seqüência de aminoácidos do polipeptídeo.

mRNA + rRNA + tRNA

do polipeptídeo.

tRNA – ligação covalente com o aminoácido no braço aceptor do trevo

AminoacilAminoacil--tRNAtRNA--sintetasesintetase

Síntese Proteíca em Procariotos:

1.1.1.1. INICIAÇÃO:INICIAÇÃO:INICIAÇÃO:INICIAÇÃO:

- 30S + mRNA (sítio de ligação do ribossomo) – até encontrar códon iniciação AUG

- Complexo de iniciação: pareamento do tRNAfmet

com códon AUG com códon AUG

(Formilmetionina)

- Fatores de iniciação

2. ALONGAMENTO2. ALONGAMENTO2. ALONGAMENTO2. ALONGAMENTO

- Ligação da subunidade 50S;

- Sítio peptidil (P’) e sitío aminoacil (A);

- Fatores de alongamento;

- Peptidiltransferase: ligação entre aminoácidos

3. FINALIZAÇÃO3. FINALIZAÇÃO3. FINALIZAÇÃO3. FINALIZAÇÃO

- Códon finalizador (UAA, UAG, UGA) no sítio A;

- Fatores de liberação: se ligam ao códon finalizador.

Síntese Proteíca em Eucariotos:

-Subunidade 40S reconhece a extremidade 5’cap (como sítio de ligação);

-Aminoácido iniciador é uma METIONINA não modificada;

-Vários fatores de iniciação;

-Hidrólise de ATP para iniciar;

-Hidrólise de GTP para finalizar.

3. Vídeo Tradução

Para que saber tudo isso?

Aplicações práticas?

4. Vídeo Vaga-lume

INFORMAÇÃO GENÉTICAINFORMAÇÃO GENÉTICAINFORMAÇÃO GENÉTICAINFORMAÇÃO GENÉTICA

RegrasRegrasRegrasRegrasRegrasRegrasRegrasRegras

Código GenéticoCódigo GenéticoCódigo GenéticoCódigo GenéticoCódigo GenéticoCódigo GenéticoCódigo GenéticoCódigo Genético

RegrasRegrasRegrasRegrasRegrasRegrasRegrasRegras

Marshall Nirenberg -1961

Nobel 1968

Código GenéticoCódigo Genético

Regras que determinam Regras que determinam qual seqüência de

nucleotídeo especifica qual seqüência de

aminoácido.

2 suposições para decifrar o código genético:

A. COLINEARIDADE ENTRE GENE E PROTEÍNA;

B. CADA CÓDON DO CÓDIGO É UMA TRINCA DE NUCLEOTÍDEOS.

Características do Código:

-É redundante:

64 trincas 20 aminoácidos

(Códons sinônimos)

Ex. metionina e triptofano: 01 códon

Todos os outros: +01 códon

-Códons de Pontuação:

-Códon de iniciação: AUG (metionina)

-Códons de terminação: UAA, UGA, UAG

-Código não é UNIVERSAL:-Código não é UNIVERSAL:

-Mitocôndria

-Drosophila, protozoários, bactérias, etc

MUTAÇÕES NOS CÓDONS

1ª 2ª 3ª

- Alterações na 1ª posição gera substituição de aa. com propriedades fisíco-químicas semelhantes;

- Alterações na 2ª posição gera substituição de aa. não relacionados;

- Alterações na 3ª posição não gera substituição.(DEGENERAÇÃO)

SUBSTITUIÇÕES DE AMINOÁCIDOS:

– mis-sense ou de sentido trocado: mudança de 1 aa por outro

– non-sense ou sem sentido: terminação precoce (Códon finalizador)

- perda de fase, frameshift ou mudança de matriz de leitura: deleções ou inserções de bases

ex: normal AUG GCU UCU GCG CAG AUU AGG CAC ...mutante AUG GCU UAAC UGC GGC AGA UUA GGC AC ...

inserção