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12/09/2025 Profa. Dra. Tatiana Mozer Dogma Central da Biologia / Replicação; Transcrição e Tradução Disciplina: Biologia Unidade Sorocaba A Replicação do DNA “A replicação do DNA é um processo complexo que requer vários componentes, e suas ações têm de estar intrinsecamente coordenadas a fim de garantir que o DNA seja copiado com fidelidade.” Toda vez que a célula se divide, seu DNA é replicado e distribuído igualmente entre as duas células filhas. Toda replicação do DNA ocorre de forma SEMICONSERVATIVA Propriedades da estrutura da molécula de DNA A natureza complementar das fitas sugere que, durante a replicação, cada fita serve como molde para a síntese de uma nova fita A especificidade do pareamento de bases indica que apenas uma sequência pode ser especificada para cada molde e então as duas moléculas de DNA construídas a partir do par de moldes serão idênticas à molécula original Replicação do DNA A replicação – Conceitos importantes O sentido da replicação é SEMPRE 5´ - 3´ Novos nucleotídeos são incorporados a extremidade 3´OH da fita recém sintetizada pelas DNA POLIMERASES Como as fitas são antiparalelas A síntese de um molde segue da esquerda para direita e a síntese do outro da direita para esquerda Sentido da replicação A replicação – Conceitos importantes Sentido da replicação 12/09/2025 A replicação – Conceitos importantes Sentido da replicação A replicação – Conceitos importantes Replicação contínua e descontínua À medida que o DNA se desenrola, a fita molde exposta no sen do 3′ → 5, possibilita a síntese contínua da nova fita (no sen do 5′ → 3′) Replicação contínua Fita Líder A replicação – Conceitos importantes Replicação contínua e descontínua A outra fita molde é exposta no sen do 5′ → 3′. À medida que a extensão curta do DNA for desenrolada, a síntese deve seguir 5′ → 3′; ou seja, no sentido oposto da fita não desenrolada Replicação Descontínua Fita Tardia (lagging) 5´3´5´3´5´3´ A replicação – Conceitos importantes Replicação contínua e descontínua Fragmentos de Okazaki A outra fita molde é exposta no sen do 5′ → 3′. À medida que a extensão curta do DNA for desenrolada, a síntese deve seguir 5′ → 3′; ou seja, no sentido oposto da fita não desenrolada ENZIMAS DA REPLICAÇÃO Helicase (rompe as PH) abrindo as fitas SSB estabilizam a fita simples Topoisomerase Reduz a tensão do torque DNA polimerase Faz a inclusão de novos nucleotídeos DNA Ligase Promove a união dos frag. de Okazaki Enzimas da Replicação Helicase SSBs Topoisome rase Primer DNA Polimerase DNA Ligase A replicação é um processo complexo que necessita de várias enzimas 12/09/2025 Termino da replicação Em algumas moléculas de DNA, a replicação é terminada sempre que duas forquilhas de replicação se encontram. Em outras, as sequências de término específicas (chamadas sítios Ter) bloqueiam a replicação. O Dogma Central da Biologia Dogma Central DNA RNA Proteína Transcrição Tradução Via de transferência da informação genética A Transcrição do DNA A Transcrição é a primeira etapa no dogma central, a via de transferência de informação do DNA (genótipo) para a proteína (fenótipo) A transcrição é um processo complexo que requer precursores aos nucleotídeos de RNA, um molde de DNA e vários componentes proteicos. DNA RNA Proteína Dogma Central Transcrição 12/09/2025 Transcrição A Transcrição é a síntese de uma molécula de RNA complementar a fita de DNA A estrutura do RNA O RNA, como o DNA, é um polímero composto por nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster Enquanto os nucleotídeos do DNA têm açúcares desoxirribose, os nucleotídeos do RNA têm ribose o RNA é rapidamente degradado em condições alcalinas (menos estável que o DNA). Outra diferença importante é que a timina, uma das duas pirimidinas encontradas no DNA, é substituída pela uracila no RNA. o RNA é composto por uma única fita de polinucleotídeos A estrutura do RNA Embora o RNA tenha fita simples, regiões complementares curtas em uma fita de nucleotídeos podem parear e formar estruturas secundárias Essas estruturas secundárias de RNA são chamadas de estruturas grampo-alça ou haste- alça. A formação de estruturas secundárias é importante na função do RNA. Como sua estrutura determina sua função, as moléculas de RNA têm o potencial para muitas funções diferentes. Classes de RNA Por se tratar de uma molécula que desempenha várias funções, existem várias classes de RNA RNA mensageiro (mRNA) carreia as instruções de codificação para as cadeias de polipeptídios. Após se prender ao ribossomo, uma molécula de mRNA especifica a sequência de aminoácidos RNA ribossômico (rRNA) e as subunidades ribossômicas de proteína compõem o ribossomo, o sítio de montagem das proteínas O RNA transportador (tRNA) serve como a ligação entre a sequência codificada de nucleotídeos no mRNA e a sequência de aminoácidos de uma cadeia de polipeptídios. C l a s s e s d e R N A A transcrição de um gene ocorre em apenas uma das duas fitas de nucleotídeos do DNA A fita de nucleotídeos usada para a transcrição é chamada de fita molde. A outra, chamada de fita não molde Durante a transcrição, uma molécula de RNA complementar e antiparalela à fita molde de DNA é sintetizada A transcrição 12/09/2025 A transcrição Nesse processo o RNA é sintetizado a partir de um molde de DNA Existem várias semelhanças entre a Replicação e a Transcrição A principal diferença Na replicação TODOS os nucleotídeos do molde de DNA são copiados Na transcrição apenas pequenas partes, ou genes específicos, são transcritos em RNA Além disso, boa parte do DNA não codifica um produto funcional e a transcrição de tais sequências não faria sentido. A transcrição Como nem todos os produtos dos genes são necessários ao mesmo tempo ou na mesma célula, a transcrição constante de todos os genes de uma célula seria muito ineficiente. A expressão gênica é TEMPORAL e ESPECÍFICA Por volta de 5% do total de genes é traduzido - (DNA lixo) Mas então, como identificar os genes individuais e transcrevê-los no momento e local corretos. As enzimas da transcrição RNA polimerase A principal enzima do processo de transcrição é a RNA Polimerase. É ela quem a partir da complementariedade de bases inclui os nucleotídeos que constituirão a molécula de RNAm O processo da transcrição ALONGAMENTO A RNA polimerase adiciona nucleotídeos à extremidade 3′ da molécula de RNA crescente até ela transcrever um terminador. As rifamicinas são um grupo de antibióticos que exterminam as bactérias ao inibir a RNA polimerase. Esses antibióticos são usados para tratar tuberculose. As estruturas das RNA polimerases bacterianas e eucarióticas são diferentes o suficiente para que as rifamicinas inibam as RNA polimerases bacterianas sem interferir com as RNA polimerases eucarióticas. Você sabia? A Tradução é a última etapa no dogma central, a via de transferência de informação do DNA (genótipo) para a proteína (fenótipo) DNA RNA Proteína Dogma Central Transcrição Tradução 12/09/2025 Nas células bacterianas, transcrição e tradução ocorrem simultaneamente; enquanto a extremidade 3′ de um mRNA está sendo transcrita, os ribossomos se prendem à sequência de Shine-Dalgarno próximo da extremidade 5′ e começam a tradução. Conceitos importantes Nas células eucarióticas, ao contrário, a transcrição e a tradução são separadas no tempo e no espaço. A transcrição ocorre no núcleo, enquanto a tradução ocorre no citoplasma São os ribossomos as organelas que irão promover a Tradução do RNAm em proteína A estrutura do Ribossomo O ribossomo é um dos complexos moleculares mais abundantes na célula: Apresenta duas subunidades, uma subunidade ribossômica maior e uma sub- unidade ribossômica menor Síntese Proteica Estrutura e função das proteínas As proteínas são peças cruciais para todos os processos nos seres vivos Muitas proteínassão enzimas, os catalisadores biológicos que impulsionam as reações químicas da célula Outras são componentes estruturais, fornecendo o arcabouço e o suporte para membranas, filamentos, ossos e pelos Algumas proteínas ajudam a transportar substâncias Outras têm função reguladora, de comunicação ou defesa O código Genético O código genético determina como a sequência de nucleotídeos especifica a sequência de aminoácidos em uma proteína Um código de trincas com três nucleotídeos por códon é a forma mais eficiente para codificar todos os 20 aminoácidos. Características do código genético Três desses códons são códons de parada, especificando o término da tradução Como existem 61 códons senso e apenas 20 aminoácidos comumente encontrados nas proteínas. O código tem mais informação que o necessário e por isso é chamado de degenerado A degeneração do código genético significa que os aminoácidos podem ser especificados por mais de um códon o Apenas o triptofano e a metionina são codificados por um único códon Os códons que especificam o mesmo aminoácido são chamados de códons sinônimos Código Genético 12/09/2025 Códon de Iniciação Como o quadro de leitura é estabelecido? Códon de iniciação O códon de iniciação é o primeiro códon do mRNA a especificar um aminoácido Após o códon de iniciação, os outros códons são lidos em grupos sucessivos de 3 nucleotídeos Códon de iniciação AUG Metionina Códon de Término Três códons sinalizam o final da proteína e são chamados códons de parada UAA UAG UGA Não codificam aminoácidos Leitura do código genético A tradução ocorre nos ribossomos que podem ser considerados como maquinários móveis de síntese de proteínas Um ribossomo se prende próximo à extremidade 5′ da fita de mRNA e se move para a extremidade 3′, traduzindo o códon à medida que se desloca Síntese de Proteínas – Tradução Gênica Tradução e antibióticos As tetraciclinas, são uma classe de antibióticos que se ligam ao sítio A do ribossomo bacteriano e bloqueiam a entrada de tRNA carregados A neomicina se liga ao ribossomo próximo do sítio A e induz a erros de tradução, provavelmente ao provocar erros na ligação de tRNAs carregados ao sítio A O cloranfenicol se liga à subunidade maior do ribossomo e bloqueia a formação da ligação peptídica OBRIGADA