Post on 15-Jul-2015
Dogma central da Biologia Molecular
DNAFrancis Crick - o fluxo de informao gentica ocorre do DNA para o RNA para as protenas
Replicao Transcrio
RNATraduo
Protenas
DNA- Polmero de nucleotdeos unidos por ligaes fosfodister - hlice com duas cadeias de nucleotdeos - as duas cadeias tm orientaes opostas antiparalelas - os grupos fosfato esto orientados para o exterior da hlice e as bases para o interior - as duas cadeias so mantidas unidas por pontes de hidrognio entre adenina / timina (2) e guanina /citosina (3)
Pareamento de bases nitrogenadasA ligao entre os nucleotdeos (ligaes fosfodister) -hidroxil (OH) ligado pentose de um nucleotdeo - fosfato do nucleotdeo seguinte ligado ao carbono 5
Modelos para a replicao do DNAsemiconservativa conservativa dispersiva
Duplicao do DNA uma cadeia de DNA funciona como molde sobre o qual so adicionados nucleotdeos que reconstroem uma cadeia complementar segundo o princpio do emparelhamento das bases
Base azotada
Pirimidinas ou Bases Purimdicas: timina e citosina (uracilo no RNA) Purinas ou Bases Pricas: adenina e guanina
Grupo fosfato aucar
Nucleosdeos trifosfato - nucletidos
Duplicao do DNAmolde - uma cadeia que utilizada como referncia para a construo de uma nova cadeia cadeia nova - uma cadeia que cresce de 5 para 3 - novo nucleotdeo vai-se ligar ao grupo hidroxilo livre da extremidade 3 da cadeia em crescimento Quebra de dois grupos fosfato fornece a energia para o estabelecimento da nova ligao fosfodister
DNA polimerases- catalisam a adio de nucleotdeos extremidade 3 de uma cadeia em crescimento funcionam apenas de 5 para 3 - mantm-se associadas ao DNA atravs de uma protena gancho (clamp) e movem-se ao longo deste medida que ocorre a polimerizao - no podem iniciar a replicao, necessitam da existncia de uma cadeia iniciadora primer - Capacidade de proofreading : verificao automtica do correctoemparelhamento
Duplicao do DNAOrigens de duplicao - locais onde as duas cadeias so separadas e a duplicao comea - 1 molcula de DNA muitas origens duplicao rpida
formam-se duas forquilhas de duplicao a partir de cada origem
duplicao bidireccional a partir da origem
replicao bidireccional a partir da origem polimerizao apenas de 5 para 3
levanta um problema na forquilha de replicao uma cadeia molde 3-5 complementar ser 5-3 outra cadeia molde 5-3 complementar ser 3-5 cadeia 3 5
cadeia contnua molde para uma cadeia nova com crescimento contnuo cadeia descontnua molde para uma cadeia nova com crescimento descontnuo
cadeia 5 3
cadeia descontnua ter orientao 3 5DNA polimerase incapaz de elongar neste sentido
vai formar pequenos fragmentos de 5 para 3 (de trs para a frente), uns a seguir aos outros, na direco 3 5
fragmentos de Okazaki
Duplicao do DNA- processo altamente complexo e fortemente regulado de modo a evitar erros - envolve a colaborao de um nmero elevado de protenas DNA helicasesvo abrindo a dupla hlice frente da DNA polimerase, utilizando a energia do ATP
SSBP = single stranded DNA binding protein : protenas de ligao cadeia simplesligam-se s cadeias simples de DNA evitando o reemparelhamento
RNA primasesintetisa um primer de RNA sobre a cadeia molde para que as DNA polimerases possam actuar
DNA polimerasescatalisam o crescimento das duas novas cadeias
DNA ligaseune os fragmentos de Okazaki da cadeia lagging
Topoisomerasescortam e reunem a cadeia de DNA permitindo o seu desenrolamento frente da forquilha de replicao
Esquema da forquilha de duplicao
RNA- cadeia simples -Ribose ao invs de desoxirribose -contm uracilo em vez de timina - pode assumir conformaes tridimensionais complexas: 3 tipos principais de RNA - funes de transmisso de informao, estruturais e cataltica
DNA
DNA
RNA
Tipos de RNAmRNAs RNA mensageiro rRNAs RNA ribossomal codificam as protenas formam parte da estrutura dos ribossomas e participam na sntese proteica adaptadores entre o mRNA e os amino cidos durante a sntese proteica utilizados no splicing do mRNA, transporte de protenas para o retculo, etc.
tRNAs RNA de transferncia
pequenos RNAs
Transcrio- abertura e desenrolamento de uma pequena poro do DNA - uma das duas cadeias funciona como molde para a sntese de RNA - Atrs do local onde ocorre a transcrio, a dupla cadeia de DNA re-estabelece-se - as molculas de RNA so muito mais curtas que as de DNA - catalisada por uma enzima
RNA polimerase
RNA polimerase- catalisa a formao de pontes fosfodister entre nucleotdeos - move-se ao longo da cadeia de DNA desenrolando a hlice - adiciona nucleotdeos no sentido 5 3
- utiliza a energia das ligaes fosfato dos nucleosdeos trifosfato - no possui actividade de proofreading por isso pode comear a sua actividade sem necessitar um primer - re-enrola as duas cadeias de DNA deslocando a cadeia de RNA
RNA polimerasetem de reconhecer o local onde comea o gene, onde deve ligar-se e comear a transcrio promotor sequncia de nucleotdeos que indica onde se encontra o local de iniciao assimtrico, RNA polimerase liga-se a este numa nica orientao que faz com que s uma e determinada cadeia de DNA seja transcrita
pra a transcrio quando encontra uma sequncia que constitui um sinal de terminao
Transcrio de um gene bacteriano
RNA procarionte sintetisado no citoplasma, as molculasde mRNA ligam-se imediatamente aos ribossomas e comea a sntese proteica
RNA eucarionte sintetisado no ncleo = transcrito primrio(pre-mRNA), sofre processamento antes de passar para o citoplasma atravs dos poros
Splicing remoo dos intres = regies no codificantes RNA capping adio extremidade 5 de um nucleotdeo atpico guanosina fosfato com um grupo metilo Poliadenilao corte da extremidade 3 e adio de vrios nucletidos de adenina = cauda poli A (vrias centenas de A)
Processamento do RNA eucarionte5 capping e adenilao exciso dos intres (splicing) e ligao dos exes
pequenas partculas nucleares de ribonucleoprotenas snRNPs (small nuclear ribonucleoprotein particles) (pronuncia-se snurps)
polyA tail
mRNAs procariticos podem conter as instrues para vrias protenas diferentes mRNA policistrnico = transcrio de um opero
RNATRADUO
Protenas
cdigo de tripletos = codes
cdigo gentico- cdigo degenerado vrios codes diferentes podem codificar o mesmo aminocido - 1 codo de iniciao AUG = metionina - 3 codes de terminao no codificam amino cidos, terminam a traduo
Trs grelhas de leitura possveis
- na realidade s uma grelha de leitura possvel determinada pelo codo de iniciao
palavras com 3 letras 43 = 64 codes
Traduoos codes no so reconhecidos directamento pelo aminocido que codificam
dependente de uma molcula adaptadora que reconhece um codo e se liga a este, tendo noutra extremidade o aminocido
tRNA
tRNA- cerca de 80 nucleotdeos - tem uma conformao tridimensional caracterstica devido ao emparelhamento de bases entre diferentes regies da molcula
4 segmentos formam duplas hlices produzindo uma molcula em forma de trevo 1 extremidade forma o anticodo sequncia de trs nucleotdeos que emparelham com o codo complementar do mRNA na outra extremidade (3) existe o local de ligao ao aminocido
associao do tRNA ao amino cido correcto
aminoacil-tRNA sintetases estabelecem uma ligao covalente entre cada amino cido e as molculas de tRNA apropriadas uma enzima diferente para cada amino cido = 20 reconhece o tRNA adequado pela sequncia do anticodo e sequncias especficas do brao aceitador do tRNA actividade dependente da hidrlise de ATP formao de uma ligao energtica tRNA/aa cuja energia depois utilizada para a formao da ligao peptdica
traduo requer uma estrutura de suporte que se desloque ao longo da cadeia de mRNA e capture o tRNA
Ribossomas- formados por mais de 50 protenas diferentes e vrias molculas de RNA - rRNA - vrios milhes presentes no citoplasma - constitudos por duas sub-unidades (grande e pequena) que so construdas no ncleo e exportadas para o citoplasma
Ribossomassub-unidade pequena - emparelha o tRNA com o codo do mRNA sub-unidade grande - catalisa a formao das ligaes peptdicas
as duas sub-unidades associam-se ao mRNA prximo da sua extremidade 5 o ribossoma move-se ao longo do mRNA traduzindo a sequncia de nucleotdeos numa sequncia de amino cidos, utilizando os tRNA adaptadores
Ribossomascom 4 locais de ligao para molculas de RNA
- 1 local para o mRNA - 3 locais para tRNA
local A, local P e local E A aminoacil-tRNA P peptidil-tRNA E exit (sada)
Ribossomas
no modelo esto representadas 3 molculas de tRNA a ocupar os 3 locais mas, durante a sntese proteica, nunca esto ocupados mais de 2 ao mesmo tempo
Traduo de uma molcula de mRNA- ocorre de 5 para 3 - a cadeia polipeptdica tem incio na extremidade amina - comea num codo AUG codo de iniciao ao qual se liga um tRNA especial tRNA iniciador ligado ao amino cido metionina (esta metionina posteriormente removida por uma protease) - o fim da traduo indicado pela presena dos codes stop UAA, UAG ou UGA
Incio da traduo- ligao do tRNA iniciador extremidade5 do mRNA com a ajuda de protenas facores de iniciao
Fim da traduo- ligao de um factor de libertao a um codo stop
5
3
DNA3 5
mRNAcodes
5
3
Anti-codes
3
5
N-terminal (NH2-) Terminal amino
C-terminal (COOH) Terminal carboxilo
- normalmente ocorre iniciao mltipla de sntese proteica em cada molcula de mRNA a sofrer traduo mal um ribossoma avana na molcula liga-se outro extremidade 5
- cada molcula de mRNA a sofrer traduo aparece ligada a uma srie de ribossomas permitindo a sntese simultnea de vrias molculas de protena a partir de uma nica molcula de mRNA
Polirribossomas
Polirribossomas
Mos obra