Estrutura dos Ácidos

Nucléicos, Replicação e

Transcrição

DCAN

Professora: Michele Silva

Nucleotídeos

Papel de nucleotídeos no metabolismo celular:

fonte de energia no metabolismo -> ATP

molécula-sinal em respostas celulares - > cAMP

componente estrutural de enzimas e co-fatores -> NAD, FAD, etc

constituinte dos ácidos nucleícos - RNA e DNA

Ácidos Nucléicos

DNA: Armazenamento da informacão genética

Estabilidade

RNA: várias funções

RNA ribossomal (rRNA) - componentes estruturais de ribossomos

RNA mensageiro (mRNA) - intermediário

RNA transfêrencia (tRNA) - moléculas adaptadoras que traduzem informação do

mRNA em aminoácidos

snRNA, etc

Nucleotídeos

Base nitrogenada + Pentose + Fosfato

Bases Nitrogenadas

Pentose

Esquema de um nucleotídeo

Ligação Fosfodiester 5’ 3’

Como vários nucleotídeos formam um Ácido Nucléico

As fitas de DNA são anti-paralelas

Níveis de organização dos Ácidos Nucléicos

Cromossomo bacteriano X Cromossomo humano

Níveis superiores de organização da Cromatina

DNA: Repositório molecular da Informação Genética

REPLICAÇÃO

Processo pelo qual o DNA é sintetizado a partir de um molde

nucleotídico unifilamentar.

Regras básicas da replicação:

A replicação bacteriana requer várias enzimas, proteínas e

seqüências de DNA que funcionam para sintetizar uma nova

molécula de DNA:

1. A replicação é sempre semiconservativa;

2. A replicação começa em seqüências chamadas origens;

3. A síntese de DNA é iniciada por segmentos curtos de RNA

chamados primers;

4. O alongamento dos filamentos de DNA é sempre feito no sentido

5` 3`, sendo contínua em uma das fitas e descontínua na outra fita.

1. Replicação do DNA é semi-conservativa

2. Origem de replicação

3. A Replicação inicia com Primers e envolve várias enzimas

4. A Replicação segue o sentido 5’ 3’

Primers: Trecho curto do RNA em um molde de DNA que fornece um

grupo 3`OH para a ligação de um nucleotídeo de DNA no início da

replicação.

DNA polimerase: Enzima que sintetiza DNA.

Ligase: Enzimas que fazem ligações entre os fragmentos de

Okazaki.

Primase: Enzima que sintetiza um curto trecho de RNA em um

molde de DNA.

Helicase: Enzimas que tem como função a quebra das pontes de

hidrogênio entre as bases, separando as duas fitas de DNA.

Fragmentos de Okazaki: Trechos curtos de DNA recém-

sintetizados no filamento descontínuo que depois se juntam.

Topoisomerase (Girase): Enzima que adiciona ou remove rotações

em uma hélice de DNA.

Forquilha de replicação: Ponto no qual uma molécula bifilamentar

de DNA se separa em dois filamentos isolados que servem como

moldes para a replicação.

A Função de Reparo da DNA polimerase

Estabilidade do DNA - depósito genético!

Propriedades

Desnaturação = separação da dupla fita

quebra das pontes de H

causado por alta temperatura ou pH

Renaturação ou anelamento

decréscimo da temperatura ou pH

Formação de Duplexes:

RNA-RNA

DNA-RNA

DNA1-DNA2 - duplexes híbridos - homologia

Química de Ácidos Nucleicos

Química de Ácidos Nucleicos

Fatores que afetam a Estabilidade do DNA

TRANSCRIÇÃO

Processo de síntese de uma molécula de RNA utilizando uma das

fitas de DNA como molde.

Processo de leitura da informação contida no DNA com o objetivo de expressá-la em forma de proteína.

- Diferentes taxas de expressão:

A Transcrição promove a produção de muitos tipos de RNA

Diferentes tipos de RNA são transcritos;- Cada segmento transcrito de DNA: unidade de

transcrição

A Transcrição resulta sempre em uma molécula de RNA fita simples, complementar ao DNA;

ETAPAS:- Abertura e desespirilação de pequena porção de DNA dupla

fita;- RNA polimerases atuam na síntese complementar ao DNA

molde;- A enzima não exige a presença de primers iniciadores;- A síntese ocorre no sentido 5ʼ 3ʼ;- A cada adição nucleotídica: RNA se desloca; o DNA se

reassocia;- A síntese é limitada a pequenas regiões de DNA por vez;

EM PROCARIONTES

Sinais no DNA indicam o começo e início da síntese;- A subunidade Fator da RNA polimerase lê na

sequência do DNA onde começar a transcrição;

1.Reconhecimento do promotor

2.Abertura da dupla hélice de DNA

3.Início da transcrição

4.Transcrição mais acelerada

5.Extensão da síntese

6.Reconhecimento do terminador

7.Liberação da fita sintetizada

EM EUCARIONTES

A Transcrição é feita por muitos tipos de RNA polimerase

RNA polimerase exige a presença de fatores de transcrição para:- Reconhecimento do iniciador;- Distorção do DNA;- Abertura da hélice;- Fosforilação da enzima;- Início da transcrição;- Liberação dos Fatores.

EM EUCARIONTES

A Transcrição depende de várias proteínas

A transcrição em eucariotos está ligada ao processamento do RNA.

- Modificações no pré mRNA recém sintetizado:1. O Capeamento da extremidade 5’ recém sintetizada;2. O Splicing remove íntrons de pré-mRNAs recém-

transcritos;3. A Geração da Extremidade 3’ do mRNA em eucariotos:

poliadenização.

EM EUCARIONTES

RNA polimerases transcrevem “aos saltos” associadas a fatores de extensão

EM EUCARIONTES E PROCARIONTES

Maiores diferenças entre passos de células procariótica e eucariótica para expressar genes:

Os RNAs eucarióticos maduros são seletivamente exportados do núcleo:

- No meio de muitas moléculas de RNAs (pedaços, não maduros, danificados...) somente uma pequena parte (mRNA maduro) é exportado do núcleo ao citoplasma: Ação garantida pelo Complexo do poro nuclear e por um conjunto de proteínas ligadas ao RNA maduro;

Outros RNAs (que não codificam proteínas) são também sintetizados e processados:

rRNA são sintetizados pela RNA polimerase I e III;

snoRNA são codificados em íntrons de genes que codificam proteínas ribossomais; sintetizados portanto pela RNA polimerase II.

O Nucléolo:- Onde ocorre o processamento dos rRNA e sua montagem;- É um agregado de macromoléculas (genes de rRNA, precursor

rRNA, rRNA maduro, enzimas processadoras; snoRNPs, proteinas ribossomais,...)

O Nucléolo:

- Síntese de ribossomos e de ribonucleoproteínas;

FIMFIM