Genética Humana

Genética Humana
Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto
JAN/2012
Princípios Básicos
• As proteínas são vinculo entre genótipo e
fenótipo;
• A expressão gênica é o processo pelo
qual o DNA coordena a síntese de
proteínas;
►A expressão gênica se divide em:
Transcrição
Tradução
Princípios Básicos
• Os genes fornecem as instruções para a
produção de proteínas específicas;
• A ponte entre o DNA e a síntese de
proteínas é o ácido nucléico RNA;
►RNAm
►RNAt
►RNAr
RNA
URACILA
RNA
• Atua como uma espécie de "cópia de trabalho",
criada a partir do molde de DNA é utilizada na
expressão da informação genética. A síntese de uma
molécula de RNA a partir de um molde de DNA
chama-se "TRANSCRIÇÃO”.
• Nesta transcrição, modificações podem ocorrer
sobre a molécula de RNA transcrita, convertendo-a
de uma cópia fiel em uma cópia funcional do DNA.
ESTRUTURA DO RNA
• Em relação ao DNA, 4 diferenças são importantes:
► O RNA possui uracila no lugar da timina na
seqüência de bases.
► A pentose do RNA é a ribose
O RNA é formado por uma fita única, com eventual
pareamento de bases intra-cadeia. A molécula do RNA é
muito menor que a do DNA.
► Existem 3 tipos de RNA, cada um com características
estruturais e funcionais próprias.
TIPOS DE RNA
• RNA Ribossômico ou RNAr
► É encontrado, em associação com várias proteínas
diferentes, na estrutura dos ribossomos, as organelas
responsáveis pela síntese protéica. Corresponde a até 80%
do total de RNA da célula
TIPOS DE RNA
• RNA de Transferência ou RNATransportador, ou
ainda RNAt
► É a menor molécula dos 3 tipos de RNA; Está ligado de
forma específica a cada um dos 20 aminoácidos
encontrados nas proteínas
► Corresponde a 15% do RNA total da célula. Fazem extenso
pareamento de bases intracadeia, e atua no posicionamento
dos aminoácidos no momento da síntese protéica.
TIPOS DE RNA
• RNA Mensageiro ou RNAm
► Corresponde a apenas 5% do total de RNA da
célula.
► Atua transportando a informação genética do núcleo da
célula eucariótica ao citosol, onde ocorrerá a biossíntese
protéica.
► É utilizado como molde nesta biossíntese.
SÍNTESE PROTÉICA
• A síntese protéica envolve as seguintes etapas:
Transcrição e Tradução
►Transcrição
Processo que ocorre no núcleo da célula, no qual a
mensagem genética é passada do DNA para uma fita de
RNAm, com auxílio da ação catalítica da enzima RNApolimerase.
O trecho do DNA onde a RNA-polimerase se liga e inicia
a transcrição é chamado de promotor.
SÍNTESE PROTÉICA
A informação do DNA é transcrita em uma
seqüência codificada do RNAm, através do
uso, com gabarito, de um filamento do DNA.
O RNAm transcrito solta-se do modelo de DNA
e desloca-se do núcleo para o citoplasma.
Após o RNAm se desacoplar, as pontes de
hidrogênio que haviam-se desfeitas voltam-se
a ligar.
SÍNTESE PROTÉICA
• Síntese do transcrito de RNA
►São três os estágios da transcrição:
Ligação
Elongação
Terminação
SÍNTESE PROTÉICA
• A síntese protéica envolve as seguintes etapas:
Transcrição e Tradução
► Tradução
 A tradução é um processo no qual haverá a leitura da mensagem contida na
molécula de RNAm pelos ribossomo, decodificando a linguagem de ácido
nucléico para a linguagem de proteína.
 Cada RNAt em solução liga-se a um determinado aminoácido, formando-se
uma molécula chamada aminoacil-RNAt, que conterá, na extremidade
correspondente ao anticódon, um trio de códon do RNAm.
 Para entendermos bem este processo, vamos admitir que ocorra a síntese
de um peptídeo contendo apenas sete aminoácidos, o que se dará a partir
da leitura de um RNAm contendo sete códons (21 bases hidrogenadas). A
leitura (tradução) será efetuada por um ribossomo que se deslocará ao
longo do RNAm.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
Um RNAm, processado no núcleo, contendo sete códons (21
bases hidrogenadas) se dirige ao citoplasma.
No citoplasma, um ribossomo se liga ao RNAm na
extremidade correspondente ao início da leitura. Dois RNAt,
carregando os seus respectivos aminoácidos (metionina e
alanina), prendem-se ao ribossomo. Cada RNAt liga-se ao
seu trio de bases (anticódon) ao trio de bases
correspondentes ao códon do RNAm. Uma ligação peptídica
une a metionina à alanina.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
O ribossomo se desloca ao longo do RNAm. O RNAt que
carregava a metionina se desliga do ribossomo. O quarto
RNAt, transportando o aminoácido leucina, une o seu
anticódon ao códon correspondente do RNAm. Uma ligação
peptídica é feita entre a leucina e a alanina.
O ribossomo novamente se desloca. O RNAt que carregava
a alanina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt,
transportando o aminoácido ácido glutâmico encaixa-se no
ribossomo. Ocorre a união do anticódon desse RNAt com o
códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica une
o ácido glutâmico à leucina.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
Novo deslocamento do ribossomo. O quinto RNAt,
carregando a aminoácido glicina, se encaixa no ribossomo.
Ocorre a ligação peptídica da glicina com o ácido glutâmico.
Continua o deslocamento do ribossomo ao longo do RNAm.
O sexto RNAt, carregando o aminoácido serina, se encaixa
no ribossomo. Uma ligação peptídica une a serina à glicina.
Fim do deslocamento do ribossomo. O último transportador ,
carregando o aminoácido triptofano, encaixa-se no
ribossomo. Ocorre a ligação peptídica do triptofano com a
serina. O RNAt que carrega o triptofano se separa do
ribossomo. O mesmo ocorre com o transportador que
portava a serina.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
O peptídeo contendo sete aminoácidos fica livre no
citoplasma. Claro que outro ribossomo pode se ligar ao
RNAm, reiniciando o processo de tradução, que resultará em
um novo peptídio. Perceba, assim, que o RNAm contendo
sete códons (21 bases nitrogenadas) conduziu a síntese de
um peptídeo formado por sete aminoácidos.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
• Os polirribossomos
► Em algumas células, certas proteínas são produzidas em
grande quantidade. Por exemplo, a observação de glândulas
secretoras de certos hormônios de natureza protéica (que são
liberados para o sangue, indo atuar em outros órgãos do mesmo
organismo) mostra, em certos locais, uma fileira de ribossomos
efetuando a leitura do mesmo RNA mensageiro. Assim, grandes
quantidades da mesma proteína são produzidas.
SÍNTESE PROTÉICA
Ao conjunto de ribossomos, atuando ao
longo se um RNAm, dá-se o nome de
polirribossomos.
SÍNTESE PROTÉICA
• Possíveis destinos das proteínas
►O RNAm, ao sair do nucleo pode seguir dois
destinos:
Ser traduzido nos ribossomos do retículo endoplasmático
rugoso - e esta proteína será exportada para fora da célula
passando pelo Golgi e saindo por exocitose em forma de
vesículas,
Ou será traduzido nos ribossomas livres no citoplasma - esta
proteína então permanecerá dentro da célula, executando
alguma importante função. Ex. Dentro do Golgi, ou livre no
citoplasma.
SÍNTESE PROTÉICA
SÍNTESE PROTÉICA
• Síntese de proteínas no núcleo celular?
► No núcleo de todas as células eucarióticas, a produção de RNA
se da a partir do molde de uma fita do DNA. Então, o RNA sofre
algumas alterações e segue para o citoplasma onde se associa
aos ribossomos para a formação das proteínas. Acreditava-se
que a síntese de proteínas (tradução) ocorresse somente no
citoplasma, mas em recente trabalho publicado na prestigiada
revista Science foi demonstrado que os elementos necessários
à tradução se associam no núcleo, onde proteínas seriam
formadas. Além disso os pesquisadores constataram que as
estruturas responsáveis pela tradução estão em atividade no
núcleo celular.