Aula de Biologia Tema: Duplicação do DNA & Síntese Protéica Daniel Biólogo Planetabiologia.com Duplicação do DNA & Síntese de proteínas 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 1) Conceito: Os Ácidos Nucléicos são macromoléculas, formadas por seqüências de nucleotídeos, especializadas no armazenamento, na transmissão e no uso da informação genética. Existem dois tipos de Ácidos Nucléicos: a) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) b) RNA (Ácido Ribonucléico) 2) Composição Química Os Ácidos Nucléicos são compostos por monômeros chamados nucleotídeos. Estrutura de um nucleotídeo: 1 Fosfato 1 Pentose 1 Base Nitrogenada Nucleotídeo 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 2) Composição Química Os Ácidos Nucléicos unem-se uns aos outros através de ligações fosfodiéster formando cadeias contendo milhares de nucleotídeos. Fosfato Ligações Fosfodiéster 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 3) Bases Nitrogenadas 3.1) Tipos: Existem 5 tipos de bases nitrogenadas. São bases do DNA Adenina Timina Guanina Citosina São bases do RNA Adenina Uracila Guanina Citosina Podemos verificar que: Timina (T) está presente somente no DNA E Uracila somente no RNA 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 3) Bases Nitrogenadas 3.2) Classificação: As Bases Nitrogenadas podem ser classificadas quanto ao número de anéis. Bases Pirimídicas Contém apenas 1 anel na estrutura molecular Bases Púricas Contém 2 anéis na estrutura molecular 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 3) Bases Nitrogenadas 3.3) Pareamento de Bases Nitrogenadas O Pareamento das Bases Nitrogenadas se dá por meio de Ligações de Hidrogênio. No DNA Adenina sempre se liga a Timina e vice-versa Adenina Timina Formação de 2 ligações de Hidrogênio No DNA Guanina sempre se liga a Citosina e vice-versa Formação de 3 ligações de Hidrogênio Citosina Guanina No RNA Como não possui Timina, Adenina se liga a Uracila 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 3) Bases Nitrogenadas 3.3) Pareamento de Bases Nitrogenadas O Pareamento das Bases Nitrogenadas se dá por meio de Ligações de Hidrogênio. RNA Como não possui Timina Adenina ligará sempre com Uracila E vice-versa 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 4) Pentose Pentoses dos Ácidos Nucléicos RNA DNA No RNA a pentose presente é a Ribose No DNA a Pentose presente é a Desoxirribose 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 5) RNA (Ácido Ribonucléico) Características: 1. Local de Produção: Núcleo da Célula (Transcrição) 2. Estrutura: 1 Fita (fita simples) 3. Nucleotídeo contendo: a) Ribose b) Bases Nitrogenadas: Uracila, Adenina, Guanina e Citosina c) Fosfato 4. Tipos de RNA: a) RNAm (Mensageiro) b) RNAt (Transportador) c) RNAr (Ribossômico) RNA mensageiro Leva o código genético do DNA para o citoplasma onde ocorrerá a Tradução. RNA Transportador Transporta Aminoácidos até o local da síntese de proteínas na Traduação. RNA Ribossômico Participa da constituição dos Ribossomos. São armazenados no núcleo (nucléolo). 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 5) RNA (Ácido Ribonucléico) Os tipos de RNA e suas funções RNA Transportador (RNAt) Carreador de aminoácidos Forma de um trevo RNA Mensageiro (RNAm) Transcreve o código genético e o leva para o citoplasma. RNA Ribossômico (RNAr) Parte constituinte dos Ribossomos 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) Forma Estrutural 

ÁCIDOS NUCLÉICOS 6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) Características: 1. Estrutura: 2 Fitas unidas pelas bases nitrogenadas em forma de α hélice 2. Nucleotídeo contendo: a) Desoxirribose b) Bases Nitrogenadas: Timina, Adenina, Guanina e Citosina c) Fosfato 3. Relação das Bases a) A/T = 1 b) G/C = 1 4. Quantidade a) Maior no núcleo/nucleóide (cromatina ou cromossomo) b) Menor no citoplasma (mitocôndrias e cloroplastos) 

ÁCIDOS NUCLÉICOS Principais diferenças entre RNA e DNA Estrutura da Molécula Bases Púricas Bases Pirimídicas Pentose Função na célula RNA Fita Simples Adenina Guanina Uracila Citosina Ribose Síntese de Proteínas (RNAm e RNAt) e formação de ribossomos(RNAr) DNA Fita Dupla Adenina Guanina Timina Citosina Desoxirri bose Armazenamento e transmissão de informação genética 

DUPLICAÇÃO DO DNA 1) A Estrutura do DNA Elucidada em 1953 por Watson e Crick o Modelo Helicoidal – Dupla Hélice 

DUPLICAÇÃO DO DNA 2) Propriedades da Duplicação a) O DNA é a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação. b) A duplicação do DNA ocorre sempre quando uma célula vai se dividir. c) Ocorre durante a fase S da intérfase. d) É do tipo semiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda da molécula original e outra fita recém sintetizada. 

DUPLICAÇÃO DO DNA 3) A Replicação A replicação do DNA ocorre em duas etapas: a) Separação das bases nitrogenadas. b) Inserção e pareamento de novos nucleotídeos em cada fita pela DNA polimerase. A Enzima DNA polimerase capta nucleotídeos e os unem, conforme o pareamento: A-T / G-C Para este processo ocorrer é necessário energia! De onde será que vem essa energia? Os nucleotídos que chegam carragam consigo 3 grupos fosfatos. Quando o nucleotídeo é inserido na fita há liberação de energia Essa energia liberada é então utilizada pela Enzima DNA polimerase para unir um nucleotídeo ao outro. 

DUPLICAÇÃO DO DNA 3.1) Origem de Replicação Por ser muito extenso o DNA é aberto em locais específicos chamados Origens de replicação. As origens de replicação formam “bolhas de replicação” que avançam para os dois lados simultâneamente. Por isso a replicação do DNA é dita Bidirecional A medida que vão avançando elas vão se encontrando até duplicar o DNA inteiro. Semiconservativa 

DUPLICAÇÃO DO DNA 3.2) Início da Replicação 1. A enzima DNA polimerase não é capaz de iniciar uma fita a partir do nada. 2. As DNA’s polimerase necessitam de uma fita inicializadora auxiliar (primer) 3. Uma enzima chamada primase confecciona o primer para que a DNA polimerase possa iniciar a duplicação do DNA. 

DUPLICAÇÃO DO DNA 3.3) Sentido de Alongamento do DNA: 5’  3’ • A DNA polimerase percorre o DNA sempre no sentido 5’  3’ • Dessa maneira o DNA novo só pode crescer neste sentido 5’  3’ 1) Na frente vai a enzima helicase abrindo a dupla hélice. Etapas da duplicação 2) A fita de cima é chamada fita líder pois se encontra na orientação correta (5’  3’) 3) Na medida que a helicase vai abrindo a dupla hélice a DNA polimerase vai sintetizando a fita líder 4) Só que o DNA apresenta uma orientação anti-paralela entre as duas fitas. 5) Isso significa que se a fita líder está na orientação correta (5’  3’) a outra não está. 6) A fita de baixo é chamada de fita retardada, pois nesse caso a DNA polimerase alonga esta fita no sentido contrário à helicase. 7) Dessa maneira, a fita retardada é sintetizada de trechos em trechos a partir de primers formando vários fragmentos de DNA. 8) No final do processo: Os primers da fita retardada são removidos e os fragmentos de DNA unidos pela DNA polimerase. 

DUPLICAÇÃO DO DNA 4) Video 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 1) Visão Geral Em resumo: A Síntese de Proteínas consiste em unir aminoácidos de acordo com a seqüência de códons presentes no RNAm A síntese de proteínas contém duas etapas: 1) Transcrição (núcleo) DNA  RNA 2) Tradução (citoplasma) Formação do Polipeptídio 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 2) Transcrição a) Um fragmento de DNA (gene) é utilizado como molde para confeccionar moléculas de RNA b) Gene: É um trecho do DNA que pode ser transcrito em RNA. c) Os RNA’s formados podem ser de três tipos: • RNAm (mensageiro) • RNAt (transportador) • RNAr (ribossômico) 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 2) Transcrição Quem realiza a transcrição do DNA é a enzima RNA Polimerase A RNA polimerase só pode transcrever trechos do DNA que sejam genes! Como a RNA polimerase consegue identificar os genes??? Sempre antes de cada gene existe um trecho de DNA chamado promotor. O promotor apresenta uma sequência de bases que a RNA polimerase reconhece. A RNA polimerase se liga ao promotor e abre a dupla hélice do DNA e inicia o processo de transcrição!!! 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 2) Transcrição em vídeo 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 3) Transcrição em Procariotos a) Em procariotos (bactérias) um promotor controla a transcrição de mais de um gene. b) O sistema 1 promotor  vários genes é chamado de Operon. c) O RNAm de um procarioto carrega consigo a informação de mais de um gene. d) Dessa maneira a tradução do RNAm de procariotos irá produzir mais de uma proteína diferente. RNA Procariótico seqüência não codificante 5’ 3’ RNA Eucariótico 5’ 3’ Seqüência β Proteína α Proteína β Proteína γ Proteína P P Seqüência γ Seqüência α Seqüência Codificante 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 3) Transcrição em procaritos - Vídeo 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 4) Transcrição em Eucariotos (Exons e Íntrons) a) Os genes de Eucariotos não são contínuos b) Existem fragmentos denominados Exons e fragmentos denominados Íntrons c) Os Éxons são funcionais e codificam proteínas; porém os Íntrons não codificam. Na transcrição tanto os Éxons quanto os Íntrons são transcritos. O RNA mensageiro que possui Éxons e Íntrons é chamado de Primário. Enzimas denominadas Nucleases retiram todos os Íntros deixando no RNAm somente os Éxons Este processo de retirada dos Íntrons recebe o nome de Splicing Enzimas denominadas Ligases irão realizar a união de todos os Éxons formando um RNAm Secundário Dessa maneira somente o RNAm contendo Éxons é que vai para a segunda etapa da Síntes de Proteínas, a Tradução no citoplasma da célula. 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução É o processo no qual as seqüências de nucleotídeos em uma molécula de RNA mensageiro direciona a incorporação de aminoácidos em uma proteína. a) É a Segunda Etapa da Síntese de proteínas e ocorre no citoplasma b) O RNA mensageiro após ser transcrito sai do núcleo e migra para o citoplasma c) O RNA mensageiro é utilizado como molde para a produção de proteínas d) Participantes da Tradução: RNA mensageiro, RNA transportador, Ribossomos e Aminoácidos. Metionina Prolina Códon Anticódon Serina Aminoácidos RNA transportador Ribossomo RNA mensageiro 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução Cada 3 Bases (triplet) do gene do DNA recebe o nome de Código. Código Os códigos do Gene do DNA são transcrito em CÓDONS de RNA mensageiro. Dessa maneira cada CÓDON do RNAm possui 3 bases nitrogenadas que complementa seu respectivo CÓDIGO. Na Tradução cada CÓDON (3 bases do RNAm) codifica um Aminoácido. 1 CÓDON = 1 AMINOÁCIDO. Lembre-se de que existem Códons de Início (AUG) e Códons de Parada (UAA), (UAG) e (UGA) A Tabela do Código Genético nos informa qual aminoácido será incorporado na proteína dependendo do códon presente no RNAm A Tradução ocorre nas organelas celulares chamadas Ribossomos. Estes possuem 2 subunidades, as quais se unem quando o Ribossomos se liga ao RNAm. 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução Códon de parada (UAA) 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução Resumo 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução em vídeo 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução Tradução no R.E.R 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução no R.E.R. em vídeo 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 5) Tradução Destino dos polipeptídios transcritos 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 6) O Código Genético O código genético consiste em trincas de nucleotídeos (códons) Como existem 4 bases de RNA (A,U,G,C), existem ao todo 64 códons. Porém, como vimos, um códon (AUG) é o de inicio e três são se parada (UAA), (UAG) e (UGA). Existem apenas 20 aminoácidos diferentes para 60 códons. Então, há mais de um códon para certos aminoácidos. Dizemos que o Código Genético é Degenerado ou Redundante. Porém, o Código Genétigo não é Ambíguo: um único códon não especifica mais do que um aminoácido. Podemos dizer também que o Código Genético é universal, pois os códons têm o mesmo significado em quase todos os organismo do planeta. 

SÍNTESE DE PROTEÍNAS 7) Mutações no DNA podem acarretar problemas Apesar do código genético ser degenerado, mutações podem levar a mudanças na seqüência de aminoácidos de uma proteína e por conseqüência ao mal funcionamento desta.