valor c intérfase - marilanda bellini · mitose • prófase ii • metáfase ii • anáfase ii...

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29/02/2012 1 Unidade II: Síntese de Proteínas – Replicaçãoe Transcrição Disciplina: Biologia Molecular Centro de Ciências da Saúde Docente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini Pró-Reitoria de Pesquisa e de Pós-graduação – Bloco L E-mail: [email protected] Valor C Valor C = quantidadede DNA no núcleo Haplóides: n = C Diplóides: 2n = 2C Células somáticas: 2n = 2C Gametas: n = C Célula em mitose (Intérfase S – Anáfase) = 2n = 4C Célula emmitose (final de Telófase) = 2n = 2C Células em meiose (Intérfase S – AnáfaseI) = 2n = 4C Células em meiose (final de TelófaseI –AnáfaseII) n = 2C Células em meiose (final de TelófaseII) = n = C Ciclo Celular Processos que ocorrem desde a formação de uma célula até sua própria divisão em células filhas; M Mitose ou Meiose Ciclo Celular Etapas Prófase Metáfase Anáfase Telófase Meiose Prófase I Metáfase I Anáfase I Telófase I Mitose Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Intérfase G0 G1 S G2 M Mitose ou Meiose Intérfase Cromossomos distendidos e metabolicamente ativos = Cromatina Intérfase Células totalmente diferenciadas G0: (2n = 2C) Fase estacionária; Não proliferativa; Indefinidamente em intérfase.

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Page 1: Valor C Intérfase - Marilanda Bellini · Mitose • Prófase II • Metáfase II • Anáfase II • Telófase II Intérfase G0 G1 S G2 M Mitose ou Meiose. 29/02/2012 7 Dogma Central

29/02/2012

1

Unidade II: Síntese de Proteínas –Replicação e Transcrição

Disciplina: Biologia MolecularCentro de Ciências da SaúdeDocente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini

Pró-Reitoria de Pesquisa e de Pós-graduação – Bloco LE-mail: [email protected]

Valor C

• Valor C = quantidade de DNA no núcleo

– Haplóides: n = C

– Diplóides: 2n = 2C

• Células somáticas: 2n = 2C

• Gametas: n = C

• Célula em mitose (Intérfase S – Anáfase) = 2n = 4C

• Célula em mitose (final de Telófase) = 2n = 2C

• Células em meiose (Intérfase S – Anáfase I) = 2n = 4C

• Células em meiose (final de Telófase I – Anáfase II) n = 2C

• Células em meiose (final de Telófase II) = n = C

Ciclo Celular

• Processos que ocorrem desde a formação de uma célula até sua própria divisão em células filhas;

M

Mitose

ou

Meiose

Ciclo Celular

Etapas

• Prófase

• Metáfase

• Anáfase

• Telófase

Meiose

• Prófase I

• Metáfase I

• Anáfase I

• Telófase I

Mitose

• Prófase II

• Metáfase II

• Anáfase II

• Telófase II

IntérfaseG0G1SG2

M

Mitose ou Meiose

IntérfaseCromossomos distendidos e metabolicamente ativos

= Cromatina

Intérfase

Células totalmente

diferenciadas

• G0: (2n = 2C)

• Faseestacionária;

• Nãoproliferativa;

Indefinidamenteem intérfase.

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Intérfase

• G1: (2n = 2C)

– G (Gap) = Intervalo

S (Síntese DNA) e M

Intérfase

• G1:

– G (Gap) = Intervalo

S (Síntese DNA) e M

• Síntese de proteínasque atuam na fase S;

– Ex: DNA polimerases, primase, helicase, topoisomerase

Intérfase

• G1: (2n=2C)

– G (Gap) = Intervalo

– S (Síntese DNA) e M

• Síntese de proteínasque atuam na fase S;• Ex: DNA polimerases,

primase, helicase, topoisomerase

• Síntese de RNA;

RNA (Ribonucleic Acid)Polímero de nucleotídeos, em

cadeia simples.

Intérfase

• S (Synthesis): (2n � 4C)

– Replicação do DNA

Intérfase

• S (Synthesis): (2n � 4C)– Replicação do DNA

• Semiconservativa

• Assincrônica (réplicons)

• Bidirecional: 5’� 3’

• Semi-descontínua: – Filamento Contínuo (Leading Strand = fita líder, contínua)

– Filamento Descontínuo (Lagging Strand = fita retardatária, descontínua)

Fragmentos de Okasaki

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n � 4C)

• Semiconservativa

Cada filamento complementar da

dupla-hélice é conservado

Servem de molde para fita filha.

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IntérfaseS: Replicação do DNA

(2n � 4C)Semiconservativa

1957:

J. Hebert Taylor

Philip Woods

Walther Hughes

Eucariontes: Vicia faba

Marcação:

Timidina radioativa (H3)

IntérfaseS: Replicação do DNA

(2n � 4C)Semiconservativa

1958: Franklin Stahl

e Mathew Meselson

Procariontes: E. coli

Marcação:

N15

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

• AssincrônicaRegiões ou genes específicos

Início e término da Replicaçãoem momentos definidos

≠ Origens de Replicação(réplicons)

(Ricas em AT)

Origem de

Replicação

Origem de

Replicação

Bolha de

Replicação

Bolha de

Replicação

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n = 4C)

• Bidirecional

– Uma vez iniciada a replicação em cada origem, ela se propaga bidirecionalmente, SEMPRE no sentido 5’� 3’ de cada fita.

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n � 4C)

Assincrônica e Bidirecional

1963 – John Cairns

E. coli marcada com Timidina [H3] (Auto-radiografia)

Bolhas (forquilhas) de Replicação � Bidirecionalmente

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n = 4C)

• Semi-Descontínua

– Fitas Antiparelas:

• 3’� 5’ = contínua

• 5’� 3’ = descontínua

SEMPRE no sentido 5’� 3

3´5´� 3´3´� 5´

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Intérfase S: Replicação do DNA (2n = 4C)

SEMPRE

5’���� 3’

???

Todas as enzimas DNA polimerases

promovem o crescimento da fita de DNA

somente na direção de 5’para 3’, isto porque

estas enzimas só agem na hidroxila da

extremidade 3’ livre adicionando os

nucleotídeos.

Intérfase S: Replicação do DNA (2n = 4C)

Semi-descontínua e Bidirecional

1968 - Reiji e Tuneko Okasaki

E. coli marcada timidina radioativa [3H]

DNAs sintetizados tiveram dois diferentes coeficientes de sedimentação (7S e 11S), indicando a presença de dois fragmentos.

http://ap-biology-lab.wikispaces.com/6c.+History+of+DNA#x1968: Reiji Okazaki

Intérfase S: Replicação do DNA (2n = 4C)

Semi-descontínua e Bidirecional

1968 - Reiji e Tuneko Okasaki

• Fragmentos de Okazaki:

• Procariontes: 1.000 a 2.000

• Eucariontes: 100 a 200

nucleotídeos

• Desaparecimento dos fragmentos

• Incorporados na nova molécula de DNA.

http://ap-biology-lab.wikispaces.com/6c.+History+of+DNA#x1968: Reiji Okazaki

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

• 1. Helicase:

– Desenrola, progressivamente as cadeias de DNA.

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

• 1. Helicase:

• 2. Topoisomerase:

– Relaxam o tensãocontorcional do DNA, causando quebras e posteriores ligaçõesfosfodiéster.

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

• 1. Helicase:

• 2. Topoisomerase:

• 3. Braçadeiras(Proteinas SSP = single

strand proteins):

– Estabilizam fitas simples, evitando que se enrolem(complementariedade).

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IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

• 1. Helicase:

• 2. Topoisomerase:

• 3. Braçadeiras (SSP):

• 4. Primase

(RNA polimerase):

– adição de primer, curtossegmentos de RNA;

– Fragmentos de Okasaki

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

• 1. Helicase:

• 2. Topoisomerase:

• 3. Braçadeiras (SSP):

• 4. Primase:

(RNA polimerase):

• 5. DNA polimerase III:

– Adição de nucleotídeoscomplementares.

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

• 1. Helicase:

• 2. Topoisomerase:

• 3. Braçadeiras (SSP):

• 4. Primase

(RNA polimerase):

• 5. DNA polimerase III:

• 6. DNA polimerase II:

– Substitui primers de RNA

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

• 1. Helicase:

• 2. Topoisomerase:

• 3. Braçadeiras (SSP):

• 4. Primase

(RNA polimerase):

• 5. DNA polimerase III:

• 6. DNA polimerase II:

• 7. DNA polimerase I:• Reparo

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

• 1. Helicase:

• 2. Topoisomerase:

• 3. Braçadeiras (SSP):

• 4. Primase

(RNA polimerase):

• 5. DNA polimerase III:

• 6. DNA polimerase II:

• 7. DNA polimerase I:

• 8. DNA ligase:• Liga os segmentos de DNA

Telômeros

• DNA pol não replicam telômeros da fita descontínua;

Telomerase

(molde RNA)

TTAAGGG

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Telômeros

• Tamanho x Envelhecimento

• Células Somáticas

• Telomerase

< Telômero � > idade célula

Progérias

Síndrome Hutchinson-Gilford

Síndrome Werner

Síndrome Hutchinson-Gilford

Envelhecimento precoce

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

Ao final de S

DNA duplicado

2n=4C

Intérfase

• G2: Reparo (2n=4C)

– Ponto de Checagem;

– Síntese de proteínasnão-histônicas.

Intérfase:G2: Reparo (2n=4C)

IntérfaseS: Replicação do DNA (2n �4C)

Ao final de G2

DNA duplicado

eReparado

2n=4C

Etapas

• Prófase

• Metáfase

• Anáfase

• Telófase

Meiose

• Prófase I

• Metáfase I

• Anáfase I

• Telófase I

Mitose

• Prófase II

• Metáfase II

• Anáfase II

• Telófase II

IntérfaseG0G1SG2

M

Mitose ou Meiose

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Dogma Central da Biologia Molecular

http://www.wikidoc.org/index.php/Central_dogma_of_molecular_biology

TRANSCRIÇÃO

Diversidade & Complexidade

Expressão gênica

•Síntese de DNA � precisa e uniforme

•Transcrição � estado fisiológico da célula �

extremamente variável, para atender às suasnecessidades.

TRANSCRIÇÃOCaracterísticas Gerais: Fita DNA Molde (3’ � 5’)

RNA

Complementar a Fita Molde de DNA

Semelhante a fita de DNA não-molde

A=U

•Antiparalelismo

•Síntese 5’� 3’

RNA polimerases

Proteínas

DNA

mRNA.

Ligam-se e Processam

Síntese

RNA polimerases

Proteínas

DNA

mRNA.

Ligam-se e Processam

Síntese

•RNA-polimerase (RNApol):•Não necessita de iniciador (primer)• Funções

�reconhecem sequências específicas de DNA e se ligam a elas�desnaturam DNA � expõem a seqüência de nucleotídeos a ser copiada�mantém estável a dupla fita aberta�mantém estável fita híbrida �DNA:RNA�terminam síntese�restauram DNA � imediatamente após à da síntese

RNA POLIMERASERNA polimerase específica � síntese de RNAs específicos:

Tipo Localização Sintetiza

RNA pol I Nucléolo RNA Ribossômico (rRNA)

RNA pol II Nucleoplasma RNA mensageiro (mRNA)

RNA pol III Nucleoplasma RNA transportador (tRNA)

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MOLÉCULAS DE RNA

• RNA mensageiro

•carrega a informação copiada do DNA sob a forma deinúmeros triplets (trincas) cada um especificando umaminoácido.

• RNA transportador

•decifra o código representado pelo mRNA.

• RNA ribossômico

•associa-se com uma série de proteínas para formar osribossomos.

RIBOSSOMOS

Complexo RNA-proteína

Direciona o crescimento da cadeia polipeptídica

Move-se ao longo da cadeia de mRNA

Transcrição

Etapas:Etapas:Etapas:Etapas:1.1.1.1. Início:Início:Início:Início:

2.2.2.2. Alongamento:Alongamento:Alongamento:Alongamento:

3.3.3.3. Término: Término: Término: Término:

Transcrição

Etapas:Etapas:Etapas:Etapas:1.1.1.1. Início: Início: Início: Início:

ligação do complexo de iniciação e da ligação do complexo de iniciação e da ligação do complexo de iniciação e da ligação do complexo de iniciação e da RNA polimerase à região promotoraRNA polimerase à região promotoraRNA polimerase à região promotoraRNA polimerase à região promotora

2. Alongamento:2. Alongamento:2. Alongamento:2. Alongamento:

3. Término: 3. Término: 3. Término: 3. Término:

-50 -30 -10 +10 +30

+1

•Seqüências PROMOTORAS � início da síntese

• elementos promotores: seqüências de 100 a 200 nucleotídeospróximos ao sítio de início da transcrição (-30) que possuemseqüências consenso TATAAAA denominadas “TATA box”.

• TF = fator de transcrição

TranscriçãoInício (mRNA)

5’ 3’

ATATTTTTATAAAA

3’ 5’Fita molde

Fita não-molde

-50 -30 -10 +10 +30

+1

1 ) TFIID = Liga-se a TATA Box

TBP + proteinas associadas

TranscriçãoInício (mRNA)

TBP

5’ 3’

ATATTTTTATAAAA

3’ 5’Fita molde

Fita não-molde

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-50 -30 -10 +10 +30

+1

1) TFIID = Liga-se a TATA Box

TBP + proteinas associadas

2 ) TFIIA

TranscriçãoInício (mRNA)

5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

3’ 5’Fita molde

Fita não-molde

-50 -30 -10 +10 +30

+1

1) TFIID = Liga-se a TATA Box

TBP + proteinas associadas

2 ) TFIIA

3) TFIIB

TranscriçãoInício (mRNA)

5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB3’ 5’Fita molde

Fita não-molde

-50 -30 -10 +10 +30

+1

1) TFIID = Liga-se a TATA Box

TBP + proteinas associadas

2 ) TFIIA

3) TFIIB

4) TFIIF = desespirilização do DNA

TranscriçãoInício (mRNA)

5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

TFIIF

3’ 5’Fita molde

Fita não-molde

-50 -30 -10 +10 +30

+1

1) TFIID = Liga-se a TATA Box

TBP + proteinas associadas

2 ) TFIIA

3) TFIIB

4) TFIIF = desespirilização do DNA

5) RNA pol

TranscriçãoInício (mRNA)

5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

RNA pol II

TFIIF

3’ 5’Fita molde

Fita não-molde

TranscriçãoInício (mRNA)

-50 -30 -10 +10 +30

+1

1) TFIID = Liga-se a TATA Box

TBP + proteinas associadas

2 )TFIIA

3) TFIIB

4) TFIIF = desespirilização do DNA

5) RNA polimerase II

6) TFIIE = se liga ao complexo de iniciação e ao DNA, após oponto de início da transcrição

5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

RNA pol II

TFIIF

3’ 5’TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

TranscriçãoInício (mRNA)

-50 -30 -10 +10 +30

+1

1) TFIID = Liga-se a TATA Box

TBP + proteinas associadas

2 )TFIIA

3) TFIIB

4) TFIIF = desespirilização do DNA

5) RNA polimerase II

6) TFIIE = se liga ao complexo de iniciação e ao DNA, após oponto de início da transcrição

5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

RNA pol II

TFIIF

3’ 5’TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

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TranscriçãoInício

-50 -30 -10 +10 +30

+1

Complexos de transcrição

Fator – Promotor

~

RNA polimerases (I, II e III)

+

Fatores específicos de cada enzima

� Ínicio da transcrição

5’ 3’

ATATTTTTATAAAA

RNA polimerase

3’ 5’Fita molde

Fita não-molde

Transcrição

Etapas:Etapas:Etapas:Etapas:1.1.1.1. Início:Início:Início:Início:

2.2.2.2. Alongamento:Alongamento:Alongamento:Alongamento:Adição de nucleotídeos à cadeia Adição de nucleotídeos à cadeia Adição de nucleotídeos à cadeia Adição de nucleotídeos à cadeia polipeptídica, complementando a fita polipeptídica, complementando a fita polipeptídica, complementando a fita polipeptídica, complementando a fita molde de DNA.molde de DNA.molde de DNA.molde de DNA.

3. Término: 3. Término: 3. Término: 3. Término:

TranscriçãoAlongamento

-50 -30 -10 +10 +30

+1

5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

RNA pol II

TFIIF

3’5’

TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

Bolha de transcrição

ACGCTGTA

TGCGACAT

TTATTTAATAAA

TranscriçãoAlongamento

-50 -30 -10 +10 +30

+1

5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

RNA pol II

TFIIF

3’5’

TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

Bolha de transcrição

ACGCTGTA

TGCGACAT

UGCGA

5’ 3’

TTATTTAATAAA

TranscriçãoAlongamento

-50 -30 -10 +10 +30

+1

5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

RNA pol II

TFIIF

3’5’

TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

Bolha de transcrição

ACGCTGTA

TGCGACAT

UGCGACAU

5’ 3’

TTATTTAATAAA

TranscriçãoAlongamento

-50 -30 -10 +10 +30

+1

Fita não-molde5’ 3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

RNA pol II

TFIIF

3’5’

TFIIE

Fita molde

Bolha de transcrição

ACGCTGTA

TGCGACAT

TTATTTAATAAA

UGCGACAU

5’ 3’

CTTATTGAAUAAGAATAA

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TranscriçãoAlongamento

-50 -30 -10 +10 +30

+1

5’

3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

TFIIF

3’

5’

TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

Bolha de transcrição

TTATTTAAUAAA

AATAAA

GTACGCTGCATGCGAC

Molécula de RNA precursor5’ 3’

TranscriçãoAlongamento

7 MG

-50 -30 -10 +10 +30

+1

5’

3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

TFIIF

3’

5’

TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

Bolha de transcrição

TTATTTAAUAAA

AATAAA

GTACGCTGCATGCGAC

Molécula de RNA precursor

7-metil-guanosinaInício da traduçãoProtege contra nucleases

5’ 3’

TranscriçãoEtapas:Etapas:Etapas:Etapas:1.1.1.1. Início:Início:Início:Início:

2.2.2.2. Alongamento:Alongamento:Alongamento:Alongamento:

3.3.3.3. Término:Término:Término:Término:Reconhecimento da sequência de término;Complexo de iniciação é desligado do DNA; RNApol é desligada do DNA;.As fitas do DNA são totalmente renaturadas;Adição de cauda de poli-A no RNA nascente.

TranscriçãoTérmino

-50 -30 -10 +10 +30

+1

5’

3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

TFIIF

3’

5’

TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

Bolha de transcrição

TTATTTAAUAAA

AATAAA

GTACGCTGCATGCGAC

Molécula de RNA precursor

7 MG5’ 3’

Reconhecimento da sequência AAUAAA

TranscriçãoTérmino

-50 -30 -10 +10 +30

+1

5’

3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

TFIIF

3’

5’

TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

GTACGCTGTAAACGAATAAACATGCGACATTTGCTTATTT

Molécula de RNA precursor 7 MG5’ 3’

Reconhecimento da sequência AAUAAA

AAUAAA

TranscriçãoTérmino

-50 -30 -10 +10 +30

+1

5’

3’

TBP

ATATTTTTATAAAA

TFIIA

TFIIB

TFIIF

3’

5’

TFIIE

Fita molde

Fita não-molde

GTACGCTGTAAACGAATAAACATGCGACATTTGCTTATTT

Molécula de RNA precursor 7 MG5’ 3’

Clivagem Endonucleotídicapoli-A endonuclease/polimerase

AAUAAA

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TranscriçãoTérmino

-50 -30 -10 +10 +30

+1

...ATATTTT...TATAAAA 3’

5’

5’

3’Fita molde

Fita não-molde

...GTACGCTGTAAACGAATAAA...CATGCGACATTTGCTTATTT

Molécula de RNA precursor 7 MG5’ 3’

AAUAAA

Complexo de iniciação e RNA pol são desligados do DNA; As fitas do DNA são totalmente renaturadas.

TranscriçãoTérmino

CAUGCGACAUUUGCAAUAAA AAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Molécula de RNA precursor(íntrons + éxons)

7 MG

5’ 3’

Adição da cauda de poli-A(poli-A polimerase)

Cauda de poli-AEstabilidadeTransporte do núcleo para Citoplasma

c

c

RNA polimerase

• É essencial na transcrição...

(1ª etapa da expressão gênica)

• Ausência de RNA polimerase � proteína

VIDA

• A inibição da RNA polimerase �

Correlação Clínica• Antibióticos e Toxinas

têm como alvo a RNA Polimerase:

– Toxina do cogumelo Amanita phalloides ou“chapéu da morte” � altamente tóxico.

• inibe a subunidade maior da RNA polimerase II �

inibindo a síntese de mRNA.

– Ação do antibiótico Rifampicina

• Tratamento de Tuberculose e Hanseníase

Quiz:

Mafalda, a eterna questionadora das tirinhas

de quadrinhos, surpreende os leitores

com a resposta que dá a Felipe sobre o sentido da vida. Analise a resposta de Mafalda, baseado em

conhecimentos de Biologia Molecular.

Sugestão de Leitura• http://ap-biology-lab.wikispaces.com/6c.+History+of+DNA

SNUSTAD, P.; SIMMONS, M.J. Fundamentos de Genética. 2ª ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2001. – Capítulo 11

Referência das Imagens

http://marilandabellini.wordpress.com

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