BIOLOGIA MOLECULAR V SÍNTESE DE PROTEÍNAS EO
CÓDIGO GENÉTICO Profª. M.Sc. Mary Ann Saraiva
DNA>RNA>PROTEÍNAS ANIMAÇÃO
TRADUÇÃO: INICIAÇÃO
TRADUÇÃO: ALONGAMENTO
TRADUÇÃO: TERMINALIZAÇÃO
MODIFICAÇÕES PÓS-TRADUCIONAIS (EPIGENÉTICAS) DOS POLIPEPTÍDEOS
CÓDIGO GENÉTICO E A SÍNTESE PROTEICA
PSIU: CÓDIGO GENÉTICO REDUNDANTE – PAG. 144
CONCEITOS E DOGMA CENTRAL DA B.MOLECULAR • DNA > RNA > Enzima
• DNA > RNA > proteínas • DNA > RNA > polipeptídio
Em eucariontes • DNA > pré-RNA > ≠ RNAm > polipeptídios ≠ • RNA funcional: DNA > RNA funcional.
• Em vírus retrovírus: RNA > DNA > RNA > proteína Conceito de gene: uma sequência de nucleotídeos de DNA que é expresso em um produto funcional, ou seja, um RNA funcional ou uma cadeia polipeptídica. Os genes podem estar em uma cópia única no genoma, ou estarem repetidos de forma mediana ou altamente repetitivos.
MOLÉCULAS USADAS COMO MARCADORES EM ESTUDOS DOS ÁCIDOS NUCLEICOS E PROTEÍNAS
DNA, RNA
PROTEÍNA
CÓDIGO GENÉTICO QUASE UNIVERSAL • A universalidade do código genético inicialmente questionada em 1979: mitocôndria de mamíferos.
foi a
• 1985: códon UGA, ao invés de finalizar a leitura do RNAm, era utilizado para a codificação de um aminoácido na bactéria Mycoplasma capricolum. • Em 2014, uma equipe de investigadores da Universidade de Aveiro (UA): o código genético não é imutável. O fungo Candida albicans utiliza um código genético diferente dos outros seres vivos. • Essa equipe desvendou como o fungo alterou o CG e realizaram a 1ª alteração artificial em laboratório, sendo publicada na Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
REGULAÇÃO GÊNICA: PROCARIOTOS
O ÓPERON -Promotor: inicia transcrição -Operador: operacionaliza a transcrição -Estrutural: RNAm (posiciona os AA) #GENE REGULADOR: faz PTN Repressor
impede a ação de todo o óperon, atua na regulação gênica por: - INDUÇÃO: a transcrição está inativa - REPRESSÃO: a transcrição está ativa
INIBIÇÃO DA TRANSCRIÇÃO POR INDUÇÃO
ÓPERON LAC
INIBIÇÃO DA TRANSCRIÇÃO POR INDUÇÃO
ÓPERON LAC
INIBIÇÃO DA TRANSCRIÇÃO POR REPRESSÃO
ÓPERON
TRIP
INIBIÇÃO DA TRANSCRIÇÃO POR REPRESSÃO
ÓPERON
TRIP
REGULAÇÃO GÊNICA: EUCARIOTOS NÚCLEO
DNA
1
PréRNAm
2
RNAm
RNAm inativo
CITOSOL
3
5
RNAm
4 Proteína
1. 2. 3. 4. 5. 6.
6
PTN ativa PTN inativa
Controle transcricional (ver próximo sl) Controle do processamento Transporte do RNA para o citoplasma Controle da Tradução Controle da Degradação do RNAm Processamento da Proteína: ativada ou inativada MODIFICAÇÕES EPIGENÉTICAS: AÇÃO DO MEIO.
HISTÓRIA DO DNA 1869 – Miescher: nucleína 1902 – Suttton e Boveri: teoria cromossômica 1915 – Morgan : genes estão em linha nos cromossomos 1931 – Lavene: identifica os componentes dos nucleotídeos 1929– Griffith: princípio transformante entre bactérias 1944 – Avery, MacLeod e McCarty: transformação de bactérias – a informação genética está no DNA 1950– Chargaff: A=T e C=G 1952– Rosalind Franklin: imagem do DNA por difração de raio X 1953– Watson e Crick: propõem a estrutura da dupla-hélice e sugerem a replicação semiconservativa 1958– Meselson e Stahl: provam a replicação semiconservativa usando densidade de DNA bacteriano
EXPERIMENTO DE GRIFFITH - 1929
EXPERIMENTO DE AVERY, MACLEOD,MCCARTY -1944
EXPERIMENTO DE CHARGAFF - 1950 Organismo
Tecido
A
T
G
C
Escherichia coli Streptococus pneumoniae
-
26,0
23,9
24,9
25,2
A+T G+C 1,00
-
29,8
31,6
20,5
18,0
1,59
Mycobacterium tuberculosis
15,1
14,6
34,9
35,4
0,42
Levedura Ouriço mar Arenque Rato Homem Homem Homem
esperma
31,3 32,8
32,9 32,1
18,7 17,7
17,1 18,4
1,79 1,85
esperma
27,8 28,6 30,9 30,3 30,7
27,5 28,4 29,4 30,3 31,2
22,2 21,4 19,9 19,5 19,3
22,6 21,5 19,8 19,9 18,8
1,23
do
medula óssea timo fígado esperma
1,33 1,52 1,53 1,62
EXPERIMENTO DE ROSALIND FRANKLIN, 1952 - 1953
- O feixe de raios X pode ser considerado como um “chuveiro” de fótons distribuídos de modo aleatório. - Produzem radiação secundária (espalhada) ao atravessar um corpo (molécula de DNA). Essa radiação secundária é denominada difração.
EXPERIMENTO DE ROSALIND FRANKLIN Resultados com difração de raio X: - O DNA é longo e fino - Tem partes semelhantes e paralelas, correndo ao longo da molécula - É helicoidal - Raio de 10 Å; Ciclo de 34 Å e 3,4 Å entre “degraus” (bases nitrogenadas). As bases e as medidas sugeridas Por meio de cálculos adicionais, chegou à conclusão de que a cadeia de fosfatodesoxirribose se encontrava no exterior da molécula, com as bases no seu interior, que haveria entre duas e quatro hélices co-axiais, e avaliou o passo (distância correspondente a uma volta completa da hélice).
CONCLUSÕES DE WATSON E CRICK, 1953
Controle Transcricional • Ação de genes isolados (fatores de transcrição, reguladores,ativadores).
• Remoção de íntrons. • Condensação dos genes (heterocromatina). • Regulação periódica de acordo com o ciclo celular.
NOVOS TIPOS DE RNA
RNAsi ou RNAi
- pequeno (21 a 26 nucleotídeos), fita dupla; - silencia genes após transcrição; - uso: estudo de genes sem cortar o DNA criação de transgênicos desligar genes do HIV e de câncer
RNAmi
- ribozimas, são pequenos com 25 nucleotídeos; - Transcritos a partir de íntrons de DNA; - Induz a destruição do RNAm ou impede sua tradução.
RNApi
- Têm de 26 – 31 nucleotídeos - Silencia genes na transcrição de retrotransposons e outros genes de gametas ♂ - 1 milhão de cópias nas células de testículos de mamíferos.
DNA: MÉTODOS DE ESTUDO • RADIOAUTOGRAFIA: uso de T radioativa; DNA fotografado em película de raio X. • REAÇÃO DE FEULGEN (+): HCl remove A e G. Reativo de Schiff se fixa no DNA. PSIU!
DNA é F + RNA é F -