DNA e RNA Dogma Central da Biologia Molecular
Profa. Dra. Vivian Alonso Goulart Curso de Biotecnologia Universidade Federal de Uberlndia
1 PARTE
1. cidos nuclicos
DNA: cido desoxirribonuclico; RNA: cido ribonuclico.
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2. Composio qumica dos cidos nuclicos
Composio qumica do cido Fosfrico
Composio qumica da Desoxirribose e Ribose
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3. Base nitrogenada Existem 5 tipos; Divididas em: a.Pricas (dois anis benzenos); b.Pirimidnicas (um anel benzeno).
a. Bases pricas: Adenina (A) e Guanina (G);
b.Bases pirimidnicas: Citosina (C); Timina (T) e Uracila (U).
No DNA esto presentes:
No RNA esto presentes:
Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e; Timina (T).
Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e; Uracila (U).
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Composio qumica das Bases nitrogenadas
Representao da unio entre as 3 substncias que formam 1 nucleotdeo
3. Estrutura molecular dos cidos nuclicos
1.DNA Proposta por James Watson e Francis Crick (1953);
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Principais Funes do DNADIVISO CELULAR DUPLICAO (replicao) do DNA.
EXPRESSO GNICA - Produto Gnico - TRANSCRIO E TRADUO
DNA o material gentico de quase todos os seres vivos.
Hlice Dupla
Figura 1
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Existem regras para a unio entre dois nucleotdeos de uma mesma fita de DNA?
Resposta: Sim.
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E quando duas fitas se unem para formar a Hlice dupla de DNA?
Regras a serem seguidas
1a regra:
Base Prica se une a Base Pirimidnica e vice-versa.2a regra:
A T (2 pontes H)
e
C G ( 3 pontes H)
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Obs.: As duas fitas so complementares. Elas no so idnticas, mas se complementam perfeitamente.
Representao da unio entre dois nucleotdeos de duas fitas de DNA
Obs.: As 2 fitas so antiparalelas. Isso significa que correm em sentidos opostos. Uma fita comea com 5' e termina com 3' enquanto a outra comea com 3' e termina com 5'.
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3. Estrutura molecular dos cidos nuclicos2.RNAO
RNA uma fita simples. menor que o DNA. relacionado com a sntese protica. gentico de alguns vrus.
Material
Estrutura do RNA
RNA mensageiroBASES
(RNAm)
Tipos de RNARIBOSE
RNA ribossomal (RNAr)
RNA transportador (RNAt)
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Diferena entre o DNA e o RNAcidos nuclicos Componentes Bases nitrogenadas Pentose Fitas Localizao DNA A, G, C e T desoxirribose RNA A, G, C e U ribose
Duas (hlise dupla) uma Cromatina (DNA), Mitocndrias e cloroplastos Nuclolo,suco nuclear, ribossomos, mitocndrias e cloroplasto
2 PARTE
DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR
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DOGMA CENTRALDNA RNA Protena (Produto gnico) (todas as clulas)
Procarioto X EucariotoEUCARIOTOSCitoplasma Ncleo Introns Exons
PROCARIOTOSDNA
DNA TRANSCRIO SPLICING capa 5 RNAm poli-adenilao 3 AAAA EXPORTAO RNAm TRADUO Protena
Pr-RNAm TRANSCRIO RNAm TRADUO Protena
DUPLICAO OU REPLICAOObjetivo: Gerar cpias das molculas de DNA.
Se faz necessria para que ocorram a Mitose e/ou a meiose.
Ocorre no ncleo.
um processo Semiconservativo.
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REPLICAO DO DNASemi-conservativa; assincrnica
Enzimas que participam da Replicao
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REPLICAO DO DNABidirecional
Semidescontnua
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Reparo do DNA1erro em cada 1.000.000.000 bases adicionadas durante a replicao
Vdeo
Replicao do DNA
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TranscrioObjetivo: formar as molculas de RNA tendo como molde segmentos de uma das fitas do DNA. Se faz necessria para que haja produo de protena. Ocorre no ncleo. Enzima envolvida: RNApolimerase - Encaixe de novos nucleotdeos obedecendo a correspondncia: AU e CG.
Eucarioto X Procarioto
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TIPOS DE RNAs1. RNA mensageiro Funo: carrega as informaes do ncleo at o citoplasma. O nmero de nucleotdeos diretamente proporcional ao tamanho da protena que codifica.
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2. RNA ribossmicoFuno: constitui os ribossomos junto com as protenas. a maior molcula de RNA. o mais abundante (80% do RNA celular).
Ribossomos de procariotos e eucariotosEUCARIOTOS PROCARIOTOS
49 PROTENAS
33 PROTENAS
34 PROTENAS
21 PROTENAS
Ribossomo -Tamanho: de 20 a 30 nm de dimetro. - 50% da estrutura dos ribossomos so de rRNA. Em eucariotos: * rRNA (sintetizado no nuclolo) * Exceo rRNA 5S * Associao no ncleo com protenas importadas do citoplasma
- Possuem funes catalticas (Ribozimas). -Localizao: Ncleo Citoplasma, mitocndrias e cloroplastos.
-A maior parte das protenas ribossmicas so protenas bsicas de pequeno tamanho. A sua carga positiva lhes permite interagir com as cargas negativas do RNAr.
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3. RNA de transfernciacarregam os aminocidos, essenciais para a sntese de uma protena existe um RNAt para cada um dos 20 tipos de aa
3. RNA de transferncia
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Vdeo
Transcrio do DNA
TRADUOObjetivo: Sintetizar molculas de Protenas. Se faz necessria para que o fentipo de uma caracterstica seja expresso ou se manifeste em um indivduo. Ocorre no citoplasma.
TRADUOMolculas envolvidas: RNAm RNAr Aminocidos RNAt Enzimas e ATP
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Como a informao do RNAm decodificada??RNAm so polinucleotdeos formados a partir de 4 nucleotdeos
X X
Relao 1:1 4 aminocidos Relao 2:1
16 aminocidos (42) Protenas so polmeros formados a partir de 20 aminocidos RNAm lido pelo complexo Ribossomo e RNAt por blocos de 3 nucleotdeos (CDON) Relao 3:1 64 aminocidos (43)
Cdon
Aminocido
CDIGO GENTICO
Propriedades do Cdigo Gentico1 A unidade do cdigo gentico constituda de trs letras a partir da combinao de A, C, G e U. 3 letras no RNAm 1 cdon 1 aminocido na protena
Cdigo gentico
Degenerado os aminocidos podem ser codificados por mais de um cdon No ambguo cada cdon corresponde a um nico aminocido Universal todos os organismos possuem o mesmo sistema
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Cdigo gentico
Propriedades do Cdigo Gentico2 O cdigo gentico tem ponto inicial A leitura da fita de mRNA sempre comea por um ponto determinado: cdon 5AUG 3. O incio da traduo sempre no local correto se d graas a uma seqncia anterior ao cdon 5AUG 3, que complementar ao rRNA da subunidade menor do ribossomo, de modo que quando o mRNA se associa com o ribossomo, o cdon se posiciona no local de incio da traduo.
Sntese de Protenas
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Processamento do RNAr e seu transporte para o citoplasmaEUCARIOTOS Ncleo DNAr Nuclolo RNAr 5S Pr-RNAr
Protenas ribossomais 18S
28S 5.8S 5S
18S Citoplasma SUB-UNIDADE 40S SUB-UNIDADE 60S
28S 5.8S 5S
Estrutura dos Ribossomos
SUB-UNIDADE MAIORSITIO E SITIO P SITIO A
SUB-UNIDADE MENOR
SUB-UNIDADE MAIOR SUB-UNIDADE MENOR SITIO DE LIGAO DO RNAm
Localizao dos Ribossomos
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RNAm
RNAt
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RNAt
AMINOCIDO
3
5ALA T ALA D DIFRAO DE RAIO X
1 RNAt (anti-cdon)ALA DO ANTI-CDON ANTI-CDON
64 RNAt?? ~30 RNAt!! 1 aa (cdon)
Sntese protica3 Etapas Iniciao Elongao TerminaoFatores de Iniciao (IF, eIF) Fatores de Elongao (EF, eEF) Fatores de Terminao (RF, eRF)
INICIAO Procarioto: Procarioto formil-metionina (AUG AUG) Eucarioto: Eucarioto metionina (AUG AUG)Como reconhecido o AUG iniciador certo?????
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INICIAO Procarioto: Procarioto formil-metionina (AUG AUG)
Como reconhecido o AUG iniciador certo????? Seqncia Shine-Dalgarno Shine-
(SUB-UNIDADE MENOR)
INICIAO Eucarioto: Eucarioto metionina (AUG AUG)Como reconhecido o AUG iniciador certo????? Capa 5 (7-metil-guanosina) (7-metil-
INICIAO1RNAT INICIADOR
SUB-UNIDADE MENOR
2FATORES DE INICIAO
RNAm
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INICIAO2
3
INICIAO3
+ FATORES DE INICIAO
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INICIAO4
5
AMINOACIL RNAt
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INICIAO5
PRIMEIRA LIGAO PEPTDICA
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PEPTIDIL TRANSFERASE
ELONGAO1
SITIO E SITIO P SITIO A
RNAm
2 E
ELONGAO3 E
4
E
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ELONGAO4
E
5
ELONGAO5
6
TERMINAO1
FATOR DE TERMINAO
2
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TERMINAO
2
3
TERMINAO3
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POLISSOMOS
RNAm
Cdon stop Protena de ligao a cauda poli-A
Cdon de iniciao
PROTENA
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Resumo da Sntese1) Ativao do aa e ligao ao tRNA especfico. 2) Associao do RNAm a subunidade menor do ribossomo. (IFs) 3) Associao das duas subunidades (maior e menor) ribossomais. * No caso de procariotos a subunidade maior somente se associar depois da ligao do tRNA trazendo a f-Met. 4) Cdon iniciador: eucariotos (AUG ou GUG) Met (AUG), procariotos f-Met
5) Alongamento da cadeia polipeptdica (EFs) 6) Terminao da cadeia (Stop cdons, RFs) e liberao da protena.
Tamanho das protenasO nmero de aminocidos nos polipeptdios varia de cerca de 200 a 5.000; Com mdia em torno de 330; O que significa que o mRNA maduro varia em torno de 600 a 15.000 bases.
O corpo humano processa cerca de 60.000 tipos de protenas, tendo cada uma diferente e especfica funo; Esta funo pode ser fisiolgica ou estrutural; A protena hemoglobina, por exemplo, carrega oxignio no sangue;
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O colgeno uma protena estrutural encontrada em diversas partes do nosso organismo incluindo nariz e os lobos das orelhas;
Actina e miosina interagem para dar os movimentos musculares;
A insulina controla o teor de acar no sangue e no interior das clulas; Algumas ainda so hormnios (por exemplo, o hormnio de crescimento); Outras controlam a passagem de hormnios (por exemplo, o receptor de estrognio);
BLOQUEADORES DE SNTESE PROTICA
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Vdeo
Traduo do DNA
Referncias BibliogrficasJunqueira e Carneiro. Biologia Celular e Molecular. 8a ed. 2005. Editora Guanabara Koogan. De Robertis. Bases da Biologia Celular e Molecular. 4a ed. 2006. Editora Guanabara Koogan.
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