Ácidos nucleicos e síntese proteica

ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL FREDERICO GUILHERME SCHMIDT
Escola Técnica Industrial
Disciplina de Biologia – Primeiro Ano
Técnico em Eletromecânica
ÁCIDOS NUCLEICOS E
SÍNTESE PROTEICA
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
Mas apenas Watson e Crick?
Ninguém mencionou outra pessoa na história?
O livro didático, por exemplo, não!
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
transcrição
RNA
tradução
Proteína
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