Ácidos nucleicos e síntese...
Transcript of Ácidos nucleicos e síntese...
ÁCIDOS NUCLEICOS E SÍNTESE PROTEICA
ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL FREDERICO GUILHERME SCHMIDT Escola Técnica Industrial
Disciplina de Biologia – Primeiro Ano Técnico em Eletromecânica
Prof. Diogo Schott [email protected]
Ácidos nucleicos: classificação e constituição Existem dois tipos de ácidos nucleicos:
ADN – ácido desoxirribunucleico
Em inglês, DNA – deoxyribonucleic acid
ARN – ácido ribonucleico
Em inglês, RNA – ribonucleic acid
Moléculas grandes, constituídas de unidades menores – nucleotídeos
Nucleotídeo é constituído por um grupo fosfato e ligado a uma pentose
Pentose (açúcar)
Ribose
Desoxirribose
Bases nitrogenadas – duas categorias
Púricas – adenina (A) e guanina (G)
Pirimídicas – citosina (C), timina (T) e uracila (U)
Exemplo: DNA
Pentose será sempre desoxirribose
Bases: adenina, guanina, citosina e timina
Exemplo: RNA
Pentose será sempre ribose
Bases: adenina, guanina, citosina e uracila
Ácido desoxirribonucleico – DNA
James Watson e Francis Crick, 1953, propuseram um modelo para molécula de DNA
Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina, 1962
Dois filamentos enrolados – hélice dupla
Nucleotídeos de mesmo filamento
Ligam-se pela pentose de um nucleotídeo e fosfato de outro.
As fitas são ligadas entre si por pontes de hidrogênio entre uma base púrica e uma base pirimídica
No DNA apenas dois pares podem ser formados:
A base púrica adenina (A) se liga com a base pirimídica timina (T)
A base púrica guanina (G) se liga com a base pirimídica citosina (C)
Watson e Crick
Ninguém mencionou outra pessoa na história?
O livro didático, por exemplo, não!
Mas apenas Watson e Crick?
Rosalind Franklin
FRANKLIN, Rosalind (1920-58)
Iniciou na ciência com apenas 15 anos
Concluiu que o DNA tinha forma helicoidal
Técnica de difração de raios-X
Trabalho foi imprescindível para a descrição da forma do DNA nos moldes que é sabido atualmente
A “treta” da ciência moderna
Havia competição para identificação da estrutura do DNA
Seu chefe, Wilkins, e ela não mantinham boa relação
Franklin fotografou a estrutura do DNA
Não havia percebido o seu feito
Um aluno de Franklin, intrigado com o fato, mostrou a fotografia para Wilkins, que compartilhou com seus colegas em Cambridge
Watson e Crick identificaram a fotografia como a dupla hélice de DNA
A dupla, em 1953, publicou tal fato na Revista Nature
Franklin não foi citada
Ela morreu em 1958 sem reconhecimento e sem saber que tal publicação era baseada em seus dados
Acreditou que eles haviam chegado a tal conclusão de forma independente
Duplicação do DNA
Capacidade de autorreplicação ou duplicação
Gerar cópias exatas de si
Permite que células-filhas recebam cópias idênticas
Fases:
Rompimento das pontes de hidrogênio que ligam as bases nitrogenadas – separam as duas fitas
Encaixe de nucleotídeos livres nos nucleotídeos dos filamentos
Formação de duas moléculas novas de DNA
Cada molécula nova do DNA contém um filamento original que atuou como molde para formação do “DNA-filho”
Modelo semiconservativo
Ácido ribonucleico: RNA
Polímero de nucleotídeos de fita única
Pentose: ribose
Bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina e uracila
Propriedades: Autoduplicação
Capacidade de criar moléculas de RNA
DNA ao produzir RNA transmite mensagem química, comandando síntese de determinada proteína na célula
Controlam reações bioquímicas necessárias às funções vitais do organismo
DNA não age diretamente em todas reações celulares
Assim:
DNA produz RNA
Comanda a fabricação de enzimas e outras proteínas
Síntese de RNA: etapas
Rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas de DNA
Separação das fitas
Rompimento total ou parcial da fita
Encaixes de nucleotídeos livres com ribose
Semelhante ao DNA
Ao invés do encaixe de timina, haverá de URACILA
Encaixe ocorre apenas em uma das fitas, denominada de fita molde
Formação da molécula de RNA
Destaca-se da fita molde e migra para o citoplasma
Pareamento das duas fitas de DNA que haviam se separado (total ou parcialmente)
Reconstituição da molécula de DNA
DNA e RNA: diferenças
Ácido desoxirribonucleico – DNA Ácido ribonucleico - RNA
Pentose Desoxirribose Ribose
Bases nitrogenadas Citosina Guanina Adenina Timina
Citosina Guanina Adenina Uracila
Filamento de nucleotídeos Duplo Simples
Timina Uracila
Genes e a síntese de proteínas
Gene – porção da molécula de DNA capaz de codificar a síntese de uma proteína
De acordo com a sequência de bases nitrogenadas que possuem nos nucleotídeos, o gene determina a sequência de aminoácidos
A síntese de proteína não é comandada diretamente pelo DNA
Participação de moléculas de RNA – mRNA (RNA mensageiro)
mRNA recebe a mensagem contida no DNA
Serve de molde para orientar a síntese proteica
Produção de proteína tem duas grandes fases:
Transcrição – transferência das instruções do DNA para o RNA
Tradução – orienta síntese proteica, orientando o tipo de aminoácido e sua posição
DNA RNA Proteína transcrição tradução
Código genético
DNA possui quatro bases nitrogenadas:
Adenina
Citosina
Guanina
Timina
Formação de “código tríplice” para codificação dos aminoácidos
A trinca de aminoácidos é chamada de códon
Tanto no DNA como no mRNA (transcrição)
Tipos de RNA
mRNA (RNA mensageiro)
Produzido diretamente do DNA (processo de transcrição)
Participação de enzima (RNA-polimerase)
Destaca-se da fita molde de DNA
Migra para o citoplasma
Associa-se aos ribossomos
Atua como molde que orienta a síntese proteica
tRNA (RNA transportador)
Pequena cadeia de nucleotídeos
Produzido a partir do DNA
Migra para o citoplasma
Captura aminoácidos
Leva-os para o mRNA, que está associado aos ribossomos
Existe, pelo menos, um tRNA para cada aminoácido
Trata-se de trinca de bases específicas denominadas de anticódon
rRNA (RNA ribossômico)
RNA de cadeia mais longa
Originada do DNA, em regiões especiais do cromossomo, relacionada com o nucléolo
Migra até o citoplasma
Associa-se com proteínas
Forma os ribossomos
Função estrutural
Formação de cadeia polipeptídica
Transcrição – formação do mRNA a partir de DNA
Tradução – produção de determinada proteína a partir do RNA Ocorre no ribossomo que “percorre” o mRNA
O tRNA irá encaixando com o mRNA de forma espelhada
Processamento da síntese proteica
G C
A U
U A
Assim, forma-se ligação de códon e anticódon
Entre os aminoácidos formados, tem-se a ligação peptídica
O tRNA se desliga do mRNA e irá atrás de outro para retomar o procedimento
Segue este formato sucessivamente
Muitos ribossomos podem deslizar ao longo do mRNA
Mutações e o código genético
Mutação – alteração no material genético
Tipos:
Cromossômicas – alteração da estrutura ou do número de cromossomos de uma célula
Gênicas – modificações na estrutura do gene, alterando a sequência de bases nitrogenadas
Maneira espontânea – sem causa aparente
Induzida – ação de agentes mutagênicos (raio-X, ultravioleta, gama) ou substâncias diversas (fenol, formol)
Mutações alteram SEMPRE a estrutura da proteína?
NÃO!
Nem sempre leva a alteração da proteína
Ocorrendo mudança da base nitrogenada:
Haverá mudança no códon (mRNA)
Deverá encaixar em outro anticódon (tRNA)
Há possibilidade de formar aminoácido diferente, alterando a estrutura proteica e comprometer o papel biológico da proteína
Mas o rearranjo poderá formar o mesmo aminoácido, mesmo com a alteração da base
A sequência inicia SEMPRE com o códon AUG (met – metionina)
A partir de então, cada trinca determinará o aminoácido, de acordo com a tabela.
A região codificadora cessará com UAA, UAG ou UGA.
Exemplo:
AACGUGAAACGAUUACGGAGCCAAAUAACCAC
met- asn- asp- tyr- gly- ala- lys- stop metionina – asparagina – aspartato – tirosina – glicina – alanina – lisina