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JAN/2012
Genética Humana
Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto
Princípios Básicos
• As proteínas são vinculo entre genótipo e
fenótipo;
• A expressão gênica é o processo pelo
qual o DNA coordena a síntese de
proteínas;
►A expressão gênica se divide em:
Transcrição
Tradução
Princípios Básicos
• Os genes fornecem as instruções para a
produção de proteínas específicas;
• A ponte entre o DNA e a síntese de
proteínas é o ácido nucléico RNA;
►RNAm
►RNAt
►RNAr
RNA
URACILA
RNA
• Atua como uma espécie de "cópia de trabalho",
criada a partir do molde de DNA é utilizada na
expressão da informação genética. A síntese de uma
molécula de RNA a partir de um molde de DNA
chama-se "TRANSCRIÇÃO”.
• Nesta transcrição, modificações podem ocorrer
sobre a molécula de RNA transcrita, convertendo-a
de uma cópia fiel em uma cópia funcional do DNA.
ESTRUTURA DO RNA
• Em relação ao DNA, 4 diferenças são importantes:
►O RNA possui uracila no lugar da timina na
seqüência de bases.
►A pentose do RNA é a ribose
O RNA é formado por uma fita única, com eventual
pareamento de bases intra-cadeia. A molécula do RNA é
muito menor que a do DNA.
►Existem 3 tipos de RNA, cada um com características
estruturais e funcionais próprias.
TIPOS DE RNA
• RNA Ribossômico ou RNAr
► É encontrado, em associação com várias proteínas
diferentes, na estrutura dos ribossomos, as organelas
responsáveis pela síntese protéica. Corresponde a até 80%
do total de RNA da célula
TIPOS DE RNA
• RNA de Transferência ou RNATransportador, ou
ainda RNAt
►É a menor molécula dos 3 tipos de RNA; Está ligado de
forma específica a cada um dos 20 aminoácidos
encontrados nas proteínas
►Corresponde a 15% do RNA total da célula. Fazem extenso
pareamento de bases intracadeia, e atua no posicionamento
dos aminoácidos no momento da síntese protéica.
TIPOS DE RNA
• RNA Mensageiro ou RNAm
►Corresponde a apenas 5% do total de RNA da
célula.
►Atua transportando a informação genética do núcleo da
célula eucariótica ao citosol, onde ocorrerá a biossíntese
protéica.
►É utilizado como molde nesta biossíntese.
SÍNTESE PROTÉICA
• A síntese protéica envolve as seguintes etapas:
Transcrição e Tradução
►Transcrição
Processo que ocorre no núcleo da célula, no qual a
mensagem genética é passada do DNA para uma fita de
RNAm, com auxílio da ação catalítica da enzima RNA-
polimerase.
O trecho do DNA onde a RNA-polimerase se liga e inicia
a transcrição é chamado de promotor.
SÍNTESE PROTÉICA
A informação do DNA é transcrita em uma
seqüência codificada do RNAm, através do
uso, com gabarito, de um filamento do DNA.
O RNAm transcrito solta-se do modelo de DNA
e desloca-se do núcleo para o citoplasma.
Após o RNAm se desacoplar, as pontes de
hidrogênio que haviam-se desfeitas voltam-se
a ligar.
SÍNTESE PROTÉICA
• Síntese do transcrito de RNA
►São três os estágios da transcrição:
Ligação
Elongação
Terminação
SÍNTESE PROTÉICA
• A síntese protéica envolve as seguintes etapas:
Transcrição e Tradução
►Tradução
A tradução é um processo no qual haverá a leitura da mensagem contida na
molécula de RNAm pelos ribossomo, decodificando a linguagem de ácido
nucléico para a linguagem de proteína.
Cada RNAt em solução liga-se a um determinado aminoácido, formando-se
uma molécula chamada aminoacil-RNAt, que conterá, na extremidade
correspondente ao anticódon, um trio de códon do RNAm.
Para entendermos bem este processo, vamos admitir que ocorra a síntese
de um peptídeo contendo apenas sete aminoácidos, o que se dará a partir
da leitura de um RNAm contendo sete códons (21 bases hidrogenadas). A
leitura (tradução) será efetuada por um ribossomo que se deslocará ao
longo do RNAm.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
Um RNAm, processado no núcleo, contendo sete códons (21
bases hidrogenadas) se dirige ao citoplasma.
No citoplasma, um ribossomo se liga ao RNAm na
extremidade correspondente ao início da leitura. Dois RNAt,
carregando os seus respectivos aminoácidos (metionina e
alanina), prendem-se ao ribossomo. Cada RNAt liga-se ao
seu trio de bases (anticódon) ao trio de bases
correspondentes ao códon do RNAm. Uma ligação peptídica
une a metionina à alanina.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
O ribossomo se desloca ao longo do RNAm. O RNAt que
carregava a metionina se desliga do ribossomo. O quarto
RNAt, transportando o aminoácido leucina, une o seu
anticódon ao códon correspondente do RNAm. Uma ligação
peptídica é feita entre a leucina e a alanina.
O ribossomo novamente se desloca. O RNAt que carregava
a alanina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt,
transportando o aminoácido ácido glutâmico encaixa-se no
ribossomo. Ocorre a união do anticódon desse RNAt com o
códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica une
o ácido glutâmico à leucina.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
Novo deslocamento do ribossomo. O quinto RNAt,
carregando a aminoácido glicina, se encaixa no ribossomo.
Ocorre a ligação peptídica da glicina com o ácido glutâmico.
Continua o deslocamento do ribossomo ao longo do RNAm.
O sexto RNAt, carregando o aminoácido serina, se encaixa
no ribossomo. Uma ligação peptídica une a serina à glicina.
Fim do deslocamento do ribossomo. O último transportador ,
carregando o aminoácido triptofano, encaixa-se no
ribossomo. Ocorre a ligação peptídica do triptofano com a
serina. O RNAt que carrega o triptofano se separa do
ribossomo. O mesmo ocorre com o transportador que
portava a serina.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
O peptídeo contendo sete aminoácidos fica livre no
citoplasma. Claro que outro ribossomo pode se ligar ao
RNAm, reiniciando o processo de tradução, que resultará em
um novo peptídio. Perceba, assim, que o RNAm contendo
sete códons (21 bases nitrogenadas) conduziu a síntese de
um peptídeo formado por sete aminoácidos.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
• Os polirribossomos
►Em algumas células, certas proteínas são produzidas em
grande quantidade. Por exemplo, a observação de glândulas
secretoras de certos hormônios de natureza protéica (que são
liberados para o sangue, indo atuar em outros órgãos do mesmo
organismo) mostra, em certos locais, uma fileira de ribossomos
efetuando a leitura do mesmo RNA mensageiro. Assim, grandes
quantidades da mesma proteína são produzidas.
SÍNTESE PROTÉICA
Ao conjunto de ribossomos, atuando ao
longo se um RNAm, dá-se o nome de
polirribossomos.
SÍNTESE PROTÉICA
• Possíveis destinos das proteínas
►O RNAm, ao sair do nucleo pode seguir dois
destinos:
Ser traduzido nos ribossomos do retículo endoplasmático
rugoso - e esta proteína será exportada para fora da célula
passando pelo Golgi e saindo por exocitose em forma de
vesículas,
Ou será traduzido nos ribossomas livres no citoplasma - esta
proteína então permanecerá dentro da célula, executando
alguma importante função. Ex. Dentro do Golgi, ou livre no
citoplasma.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
• Síntese de proteínas no núcleo celular?
►No núcleo de todas as células eucarióticas, a produção de RNA
se da a partir do molde de uma fita do DNA. Então, o RNA sofre
algumas alterações e segue para o citoplasma onde se associa
aos ribossomos para a formação das proteínas. Acreditava-se
que a síntese de proteínas (tradução) ocorresse somente no
citoplasma, mas em recente trabalho publicado na prestigiada
revista Science foi demonstrado que os elementos necessários
à tradução se associam no núcleo, onde proteínas seriam
formadas. Além disso os pesquisadores constataram que as
estruturas responsáveis pela tradução estão em atividade no
núcleo celular.
