O Dogma Central da Biologia Molecular:

Replicação do DNA

• 1953 - Watson e Crick: postulado teórico (não testado experimentalmente): replicação semi-conservativa.

• 1958 - Meselson e Stahl: confirmam, através de experimentação, a hipótese feita por Watson e Crick de que o DNA se replica de maneira semiconservativa.

Replicação do DNA:• Necessidade de fita molde.• Ocorre na fase S da interfase.• DNA polimerase: adição de nucleotídeos no sentido 5’. 3’: necessidade de

extremidade 3’-OH livre para que ocorra a ligação fosfodiéster.• Necessidade de um iniciador ou“primer” : oligonucleotídeo de RNA,

complementar ao DNA fita-molde.

- Após adição de umnucleotídeo, a DNApolimerase se dissociaou se move ao longo domolde para adicionarum outro nucleotídeo:DNA ligase: no finalda síntese, a polimeraseremove os iniciadores eos substitui por nucleotídeos de DNA Æcortes selados pela DNAligase.

AUTODUPLICAÇÃO (Replicação)

• Ocorre em presença da enzima DNA polimerase

As pontes de hidrogênio se rompem

Molécula DNA

H

As fitas originais se separam

Nucleotídeos LIVRES encaixam –se nas fitas

Formam –se 2 moléculas de DNA idênticas

Fita original (velha)

Fita original (velha)

Fita NOVA

Duplicação do DNA

• É a única molécula capaz de sofrer auto-auto-duplicaçãoduplicação.

• Ocorre durante a interfase da mitose

• É do tipo semiconservativasemiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda da mãe e outra fita recém sintetizada.

A duplicação do DNA permite que

as informações hereditárias

seja transmitida as células filhas

• Revisão de leitura e correção: DNA polimerase : correção de leitura no sentido contrário ao de polimerização Æ 3’. 5’

Sistema de reparo: pareamentos errados são instáveis e provocam dobras na molécula (alteração espacial): percebidos e corrigidos.

RNA

• Ácido Ribonucléico

• Molécula de fita simplesfita simples

• È produzido pelo DNA

• É encontrado no núcleo

e no citoplasma.

• Sua função é realizar a

síntese protéica

Transcrição• Processo pelo qual uma

molécula de RNA é produzida usando como molde o DNA.

• Ocorre em presença da enzima RNA polimerase

• . As pontes de hidrogênio se rompem .

MOLÉCULA ORIGINAL (DNA)

• . As fitas originais se separam

Nucleotídeos LIVRES encaixam – se em uma das fitas

FITA INATIVA

• .

Molécula de RNAMOLÉCULA ORIGINAL

(DNA)

O RNA é dividido em: • RNA mensageiro

• RNA transportador

• RNA ribossômico

RNA mensageiro (RNAmRNAm)

Tem a mensagem, a orientação para a síntese de proteínas.Ele possui a seqüência que os aminoácidos devem ocupar na proteína. Ele contém uma seqüência de trincas correspondente a uma das fitas do DNA.

• Cada trinca (três nucleotídeos) no RNAm é denominado códoncódon e corresponde a um aminoácido na proteína que irá se formar

1 códon = 3 nucleotídeos no RNAm

7 códons é = a quantos nucleotídeos ?

• RNA transportador (RNAt)Transporta o aminoácido até o local da síntese protéica

As moléculas de RNAt apresentam, em uma determinada região, uma trinca de nucleotídeos que se destaca, denominada anticódonanticódon

•É através do anticódon que o RNAt reconhece o local do RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele transportado.

•Cada RNAt carrega um aminoácido específicoaminoácido específico, de acordo com o anticódon que possui

• RNA ribossômico (RNAr)

São componentes dos ribossomosribossomos, organela onde ocorre a síntese protéica. Os ribossomos são formados por RNAr e proteínas.

Ribossomo + RNA

proteína

códon

Sítio de ligação ao aminoácido

U A CU A CRNAm

Síntese e Processamento de Proteínas

Transcrito primário

mRNA maduro

Proteína (inativa)

Tradução

Transcrição

Processamento pós-transcricional

Dobramento

Modificações covalentes nos aminoácidos

Processamentopós-tradução

Proteína ativa

A descoberta do código genético foi precedida pela hipótese do

adaptador

Os adaptadores de Crick

acabaram revelando-se

tipos especiais de RNA: os RNAs de transferência

ou tRNAs

Em 1955, Francis Crick lançou a hipótese de que a tradução (síntese das proteínas) ocorreria através da mediação de

moléculas de um "adaptador" Cada adaptador deveria carrear um

aminoácido e reconhecer um códon correspondente Crick sugeriu que este

adaptador poderia ser o RNA porque o reconhecimento poderia então ocorrer através da complementaridade de bases

O código genético

O código genético é um conjunto de sequências de bases (três) no mRNA que codifica a natureza e a

posição de aminoácidos numa cadeia protéica

A decifração do código genético foi feita por vários autores usando sistemas de incubação livres de célula que continham ribossomos, tRNAs, enzimas, GTP, ATP,

Mg2+ (em quantidades enormes, não fisiológicas!), [14C]aminoácidos e mRNA (naturais ou sintéticos)

Por exemplo: experimentos com poli(U) resultaram na síntese de um polipeptídeo contendo apenas Phe; um

dos códigos para Phe deveria ser, portanto, UUU.

Da mesma forma poli(A) produziu poli(Lys); e poli(C)

produziu poli(Pro)

Uma combinação de dois

nucleotídeos foi descartada por

não haver combinações

suficientes com apenas 4

nucleotídeos para os 20

aminoácidos

Experimentos com mRNA de duas sequências repetidas, como por exemplo, UCUCUCUC ..., são

lidos

e produziram

O que significa que ou UCU ou CUC codifica Ser e a outra especifica Leu

Esta informação complementada com outras revelou que UCU codifica Ser e CUC codifica Leu

Experimentos com poli(G) não foram possíveis porque este RNA não forma uma estrutura linear!

Mas, muitos outros experimentos foram feitos com mRNA com as mais diversas estruturas