biologia molecular aula 5

BIOLOGIA MOLECULARBIOLOGIA MOLECULAR

Aula 5Aula 5

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MEDICINA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MEDICINA VETERINÁRIAVETERINÁRIA

DEPTO DE MEDICINA VETERINÁRIA PREVENTIVADEPTO DE MEDICINA VETERINÁRIA PREVENTIVA

ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGAACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA

UGAUACGCGGUUCCGAUCGAUCGCGUACAGCUAGCUAGCUUGAUACGCGGUUCCGAUCGAUCGCGUACAGCUAGCUAGCU

DNADNA

TranscriçãoTranscriçãoRNARNA

RNArRNAr RNAtRNAt snRNAsnRNA RNAmRNAm

ProteínaProteína

ORGANIZAÇÃO DO GENOMAORGANIZAÇÃO DO GENOMA

Regiões não-transcritas (inativas)Regiões não-transcritas (inativas)

- Funções estruturais- Funções estruturais

- Regiões regulatórias- Regiões regulatórias

- > 90% do genoma eucariota- > 90% do genoma eucariota

Regiões transcritas (ativas) – GENESRegiões transcritas (ativas) – GENES

- Genes que codificam proteínas(mRNA)- Genes que codificam proteínas(mRNA)

- Genes que codificam rRNAs- Genes que codificam rRNAs

- Genes que codificam tRNAs- Genes que codificam tRNAs

- Genes que codificam outros RNAs (snRNAs)- Genes que codificam outros RNAs (snRNAs)

O GENEO GENE

atgagagctagctagctagcatcgatcatgctagcatcgtagctagctagctacgtcgtagctacgtagctactctgagatgctacgatcgatcgatcgatgctagcatcgtacgatgcatgcatgcatgcatgcatgcta

………………………………………………………………………………………………………………………

Promotorromotor

StartStartpointpoint

Região transcrita Região transcrita

TerminadorTerminador

TranscriçãoTranscriçãoDNADNA

ucuguaugucuaugucaaugucugaagcuaucuRNARNA

atgagagctagctagctagcatcgatcatgctagcatcgtagctagctagctacgtcgtagctacgtagctactctgagatgctacgatcgatcgatcgatgctagcatcgtacgatgcatgcatgcatgcatgcatgcta

………………………………………………………………………………………………………………………

Promoter

Startpoint Terminador

5`ucuguaugucuauuccaaucucugaaugauaucu-3`

DNADNA

RNARNA

GENES QUE CODIFICAM PROTEÍNASGENES QUE CODIFICAM PROTEÍNAS

TranscriçãoTranscrição

MetMet SerSer IleIle ProPro PhePhe SerSer GluGluPROTEÍNAPROTEÍNA

TraduçãoTradução

DNADNA

RNARNA

PROTEÍNAPROTEÍNA

DECIFRANDO O FLUXO DA DECIFRANDO O FLUXO DA

INFORMAÇÃOGENÉTICAINFORMAÇÃOGENÉTICA

ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGAACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA

Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp

DNA (núcleo)DNA (núcleo)

Proteína (citoplasma)Proteína (citoplasma)

Primeira pergunta:Primeira pergunta:Qual é o link???Qual é o link???

A composição de RNAs virais era idênticaA composição de RNAs virais era idênticaa do DNA moldea do DNA molde

Estudos com fago Estudos com fago φφX 174 deram a X 174 deram a Primeira PISTA!Primeira PISTA!

A seqüência de RNAs correspondeA seqüência de RNAs corresponde

exatamente a do DNA moldeexatamente a do DNA molde

Segunda PISTA!Segunda PISTA!

O intermediário da síntese protéica em O intermediário da síntese protéica em E.coliE.coli

é rapidamente é rapidamente sintetizado e degradadosintetizado e degradado

Terceira PISTA!Terceira PISTA!

O CONCEITO DE RNA “MENSAGEIRO”O CONCEITO DE RNA “MENSAGEIRO”(Jacob & Monod, 1961)(Jacob & Monod, 1961)

1. Devem ser polinucleotídeos1. Devem ser polinucleotídeos

2. A sequência de bases deve corresponder a2. A sequência de bases deve corresponder asequência do DNA que o codificasequência do DNA que o codifica

3. Devem ser heterogêneos em tamanho3. Devem ser heterogêneos em tamanho

4. Devem estar transitoriamente associados aos4. Devem estar transitoriamente associados aosribossomosribossomos

5. Devem ser sintetizados e degradados rapidamente5. Devem ser sintetizados e degradados rapidamente

ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGAACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA

Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp

O RNAm é o intermediárioO RNAm é o intermediáriona síntese protéicana síntese protéica

UGAUACGCGGUUCCGAUCGAUCGCGUACAGCUAGCUAGCUUGAUACGCGGUUCCGAUCGAUCGCGUACAGCUAGCUAGCU

O CONCEITO DE MENSAGEIROO CONCEITO DE MENSAGEIRO

O QUE É O CÓDIGO GENÉTICO???O QUE É O CÓDIGO GENÉTICO???

ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGAACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA

Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp

DNADNA

ProteínaProteína

““RELAÇÃO ENTRE A SEQUÊNCIA DE BASES NO DNA eRELAÇÃO ENTRE A SEQUÊNCIA DE BASES NO DNA e A SEQUÊNCIA DE AMINOÁCIDOS NA PROTEÍNA”A SEQUÊNCIA DE AMINOÁCIDOS NA PROTEÍNA”

ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGAACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA

Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp

DNADNA

PROTEÍNAPROTEÍNA

Primeira pergunta: Primeira pergunta: Qual é a “coding ratio”?Qual é a “coding ratio”?

Cada aminoácido é codificado por três basesCada aminoácido é codificado por três bases

RNA sintético pode servir de MENSAGEIRORNA sintético pode servir de MENSAGEIRO

Poli-UUUUPoli-UUUU Phe-Phe-Phe (fenilalanina)Phe-Phe-Phe (fenilalanina)

Poli - AAAAPoli - AAAA Lis-Lis-Lis (lisina)Lis-Lis-Lis (lisina)

Poli - CCCCPoli - CCCC Pro-pro-pro (prolina)Pro-pro-pro (prolina)

Poli - GGGGPoli - GGGG Gli-gli-gli (glicina)Gli-gli-gli (glicina)

Sistemas de tradução Sistemas de tradução “in vitro”“in vitro”

““Free cell protein synthesis systemsFree cell protein synthesis systems””

UUUUUU fenilalaninafenilalanina

AAAAAA lisinalisina

CCCCCC prolinaprolina

GGGGGG glicinaglicina

Primeiros “Codons” decifradosPrimeiros “Codons” decifrados

Poli-GUAGUAPoli-GUAGUA Val (GUA)Val (GUA)Ser (AGU)Ser (AGU)

Poli - GAUGAUPoli - GAUGAU Asp (GAU)Asp (GAU)Met (AUG)Met (AUG)

Poli - AUAAUAPoli - AUAAUA Ile (AUA)Ile (AUA)Asn(AAU)Asn(AAU)

UGA, UAA e UAG não codificam a.aUGA, UAA e UAG não codificam a.a. – . – STOP CODONSSTOP CODONS

TODOS OS 64 CODONS CODIFICAM TODOS OS 64 CODONS CODIFICAM AMINOÁCIDOS???AMINOÁCIDOS???

O CÓDIGO O CÓDIGO GENÉTICOGENÉTICO

-Três bases > a.a.Três bases > a.a.

-Total: 64 codonsTotal: 64 codons

-61 codificam a.a. 61 codificam a.a.

- Três - Três STOP STOP codonscodons

- Vários a.a. possuem- Vários a.a. possuemmais de um codonmais de um codon

O CÓDIGO GENÉTICO É MUITO CONSERVADOO CÓDIGO GENÉTICO É MUITO CONSERVADO

5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`

Próxima dúvida: como o RNAm é traduzido (lido)?Próxima dúvida: como o RNAm é traduzido (lido)?

Onde inicia a leitura?Onde inicia a leitura?

Sobreposição de bases?Sobreposição de bases?

Vírgulas, saltos?Vírgulas, saltos?

Onde termina?Onde termina?

aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 aa7 aa8 aa9

RNAmRNAm

O RNA é lido continuamente (3 em 3) a partir de um pontoO RNA é lido continuamente (3 em 3) a partir de um ponto

Primeiro códon – sempre AUGPrimeiro códon – sempre AUG

Sem interrupções ou saltosSem interrupções ou saltos

Leitura termina no primeiro Leitura termina no primeiro UGA, UAG ou UAAUGA, UAG ou UAA

Sequência entre Sequência entre AUGAUG e e STOPSTOP – – Open reading frameOpen reading frame

5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`

aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 aa7 aa8 aa9

RNAmRNAm

5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`

O RNAm possui três O RNAm possui três possíveispossíveis fases de leitura fases de leitura

5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`

5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAUUGAAAA-3`5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAUUGAAAA-3`

MAS... SOMENTE UMA FASE É UTILIZADAMAS... SOMENTE UMA FASE É UTILIZADA

5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`

STOPSTOP

Codon de INICIAÇÃO – Codon de INICIAÇÃO –

Sempre AUG (Procariotas raramente GUG)Sempre AUG (Procariotas raramente GUG)

5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAU5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAUGAAAA-3`AAA-3`

ORF: fase (janela) aberta de leituraORF: fase (janela) aberta de leitura

Inicia em AUG – termina em UGA, UAA, UAGInicia em AUG – termina em UGA, UAA, UAG

STOPSTOP

5`GAAUGCGAUAGAUCGAUGGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`5`GAAUGCGAUAGAUCGAUGGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`

5`GAAUGCGAUGGAUCGAUCGAUCGAU5`GAAUGCGAUGGAUCGAUCGAUCGAUUGAUGAUUGAAAA-3`UUGAAAA-3`

STOPSTOP

EXPRESSÃO GÊNICAEXPRESSÃO GÊNICA

MUTAÇÕES (definição)MUTAÇÕES (definição)

Origem:Origem:1.1. Erros da Polimerase durante a REPLICAÇÃOErros da Polimerase durante a REPLICAÇÃO

2.2. Erros da Polimerase durante o REPAROErros da Polimerase durante o REPARO

3. Lesões (cross-link) durante a interfase3. Lesões (cross-link) durante a interfase

Mutações em ponto, deleções e inserçõesMutações em ponto, deleções e inserções

Podem ter efeitos diversos, dep. do tipo, da célula e do localPodem ter efeitos diversos, dep. do tipo, da célula e do local

Em células somáticas: podem levar a neoplasias!Em células somáticas: podem levar a neoplasias!

MUTAÇÕES EM PONTO:MUTAÇÕES EM PONTO:

1.1. De acordo com a troca de base:De acordo com a troca de base:Transições ou TransversõesTransições ou Transversões

2. De acordo com o efeito:2. De acordo com o efeito:- Silenciosa (mesmo a.a) - Silenciosa (mesmo a.a) - “Missense” (a.a. diferente)- “Missense” (a.a. diferente)- “Nonsense” (stop codon)- “Nonsense” (stop codon)

Não altera a fase de leituraNão altera a fase de leitura2. Inserção2. Inserção

3. Deleção3. Deleção

Alteram a fase de leitura (frameshift)Alteram a fase de leitura (frameshift)

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