braço do aminoácido

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DQMC
BIOQUÍMICA – BIO0001
Estrutura e Função de Ácidos
Nucléicos
Prof Karine P. Naidek
Novembro/2016
O RNA como material genético
Em 1957, os pesquisadores Fraenkel-Conrat e Singer
identificaram o RNA como material genético de um vírus que
causa descoloração da folha de muitas plantas, incluindo o do
fumo: o Tobacco Mosaic Virus (TMV).
O RNA como material genético
Além do armazenamento de informação genética,
variadas funções podem ser exercidas por diferentes
moléculas de RNA. A principal delas está associada à
sua participação no “fluxo da informação genética”.
Características químicas dos RNAs
A presença do grupo 2’-hidroxila adjacente faz com que a ligação
fosfodiéster do RNA seja mais susceptível às hidrólises química e
enzimática do que a ligação fosfodiéster do DNA.
Estrutura do RNA
As
estruturas
tridimensionais de muitos RNAs são
complexas e únicas. Para a estrutura
do RNA, o empilhamento de bases,
que atua restringindo as possíveis
conformações da molécula, é mais
importante para a determinação de
interações
intermoleculares
e
intramoleculares do que a ligação de
hidrogênio. As interações de
empilhamento
de
bases
desempenham,
portanto,
um
importante papel na estabilização da
conformação da molécula.
Estrutura do RNA
Estruturas secundárias do RNA. (A) Saliência, alças internas, hastes
e alças. (B) Hélice enrolada para a direita, forma A, associada a
regiões de pareamento.
Estrutura do RNA
Muitos RNAs têm capacidade de formar estruturas
helicoidais geradas por pareamentos de bases em uma grande
extensão de sua cadeia. Observe a representação da estrutura
secundária de um RNA, com destaque para o par não tradicional
G•U (em cinza), as partes da molécula que estão ligadas por pontes
de hidrogênio, chamadas hastes ou braços, e as partes em que
essas interações não ocorrem, chamadas alças. Outros
pareamentos também podem ocorrer entre diferentes regiões da
molécula, resultando em uma estrutura tridimensional
característica e certamente fundamental para a função
desempenhada.
Estrutura
do RNA
Estrutura secundária do RNA
da enzima ribonuclease* P
(RNase P) de Escherichia coli.
Ribonuclease é a enzima que
catalisa a hidrólise do RNA.
Tipos de RNAs
São reconhecidos três tipos de RNA; eles se diferenciam entre si na
estrutura e na função.
RNAs de transferência (tRNAs): encaminham os aminoácidos
dispersos no citoplasma ao local onde ocorre a síntese das
proteínas.
RNAs ribossomais (rRNAs): fazem parte da estrutura dos
ribossomos (organelas citoplasmáticas) onde ocorre a síntese de
proteínas.
RNAs Mensageiros (mRNAs): Transportam as informações do
código genético do DNA para o citoplasma, ou seja, determinam a
sequência dos aminoácidos na construção das proteínas.
Estrutura do RNA de transferência (tRNA)
Aproximadamente 15% do total de RNA celular correspondem aos tRNAs.
Para desempenhar seu papel na síntese de proteínas, eles precisam
desempenhar duas funções:
i)
ativar os aminoácidos que serão transportados para os ribossomos e
transferi-los para a cadeia polipeptídica nascente;
ii)
reconhecer a informação contida no mRNA, mais especificamente
nos códons (sequência de três nucleotídeos adjacentes em um ácido
nucléico, que codifica um aminoácido específico) do mRNA,
assegurando que o aminoácido correto seja incorporado à cadeia
peptídica crescente.
Estrutura do RNA de transferência (tRNA)
Estrutura secundária geral dos
tRNAs. Os círculos fechados
representam os nucleotídeos
comuns (derivados das bases A,
C, G e T); as linhas entre eles
representam pontes de
hidrogênio, que caracterizam os
pares de bases. As características
e/ou resíduos invariantes estão
representados em cinza. Note os
quatro braços sempre presentes e
um braço extra que não está
presente em todos os tRNAs.
Pu – qualquer purina; Pi –
qualquer pirimidina; G* –
guanosina ou 2’-Ometilguanosina; ψ –
pseudouridina.
Estrutura do RNA de transferência (tRNA)
Dois braços de um tRNA são importantes para que a molécula
possa desempenhar sua função: o braço do aminoácido, que
se liga a um aminoácido específico, e o braço do anticódon,
que contém uma sequência complementar ao códon no
mRNA, o que assegura a ordem dos aminoácidos na proteína,
de acordo com a sequência de bases no mRNA. Os outros dois
ou três braços são importantes apenas para a conformação
tridimensional das moléculas de tRNAs.
Ao analisar a estrutura geral dos tRNAs, constatamos que
alguns nucleotídeos não variam com o tipo de tRNA e a
presença de vários nucleotídeos modificados, como os
resíduos ψ (pseudouridina), D (5,6-dihidrouridina), m1G (1metilguanosina) e I (inosina), dentre outros. Uma
peculiaridade interessante é que essas modificações são
introduzidas após a síntese da molécula de tRNA.
Estrutura tridimensional do tRNA
Estrutura do RNA Ribossomal (rRNA)
O rRNA representa cerca de 80% do RNA presente na célula.
Os ribossomos de procariotos e eucariotos são sempre
constituídos de duas subunidades de tamanhos diferentes.
Cada subunidade é formada de uma a três moléculas de rRNA
e inúmeras proteínas diferentes.
Vale mencionar que os rRNAs são metabolicamente estáveis;
essa estabilidade é fruto de sua associação com as proteínas
ribossomais.
Estrutura do RNA Ribossomal (rRNA)
Estrutura do RNA mensageiro (mRNA)
Dos três principais tipos de RNA, os mRNAs são os menos abundantes,
representando, na maioria das células, entre 5 e 10% do RNA celular
total.
Os mRNAs são sintetizados utilizando a mensagem contida na
sequência de bases de porções específicas do genoma de um
organismo. As sequências de bases do mRNA, por sua vez,
determinarão a ordem dos aminoácidos nas proteínas sintetizadas nos
ribossomos.
Os mRNAs apresentam muita variação no tamanho. Isso é fácil de ser
entendido, pois eles codificam proteínas (determinam a sequência de
aminoácidos nas cadeias polipeptídicas) dos mais diversos tamanhos.
Logo, é de se esperar que eles apresentem tamanhos heterogêneos.
Cromossomos
Um cromossomo é uma longa sequência de DNA, que contém vários
genes, e outras sequências de nucleotídeos com funções específicas nas
células dos seres vivos.
Gene, na definição da genética clássica, é a unidade fundamental da
hereditariedade. Cada gene é formado por uma sequência específica de
ácidos nucléicos - as biomoléculas mais importantes do controle celular,
pois contêm a informação genética. Dentro da genética moderna, o gene é
uma sequência de nucleotídeos do DNA que pode ser transcrita em uma
versão de RNA. Atualmente, diz-se que um gene é um segmento de DNA
que leva à produção de uma cadeia polipeptídica e inclui regiões que
antecedem e que seguem a região codificadora, bem como sequências
que não são traduzidas (íntrons) que se intercalam aos segmentos
codificadores individuais (éxons), que são traduzidos.
Cromossomos
Síndromes Cromossômicas
Síndromes cromossômicas são anomalias incidentes em cariótipos
humanos em que estão parcialmente alterados ou deletados, o que
resulta em má formação estrutural, anatômica ou funcional do indivíduo.
O cariótipo com 46 cromossomos pode neste caso vir defeituoso devido à
vários fatores, em sua maior parte por genética, fazendo com que o
organismo se desenvolva com limites orgânicos.
As três principais mutações
cromossômicas únicas; deleção (1),
duplicação (2) e inversão (3).
Síndromes Cromossômicas
Síndromes cromossômicas são anomalias incidentes em cariótipos
humanos em que estão parcialmente alterados ou deletados, o que
resulta em má formação estrutural, anatômica ou funcional do indivíduo.
O cariótipo com 46 cromossomos pode neste caso vir defeituoso devido à
vários fatores, em sua maior parte por genética, fazendo com que o
organismo se desenvolva com limites orgânicos.
As três principais mutações
cromossômicas únicas; deleção (1),
duplicação (2) e inversão (3).
Síndromes Cromossômicas
Síndrome de Turner (XO)
Síndrome de Klinefelter (XXY)
Síndrome do super-macho (XYY)
Síndrome Cri-du-Chat
Síndrome de Down (47, XX ou XY, +244)
Síndrome de Edwards (47, XX ou XY, +18)
Síndrome de Patau (47, XX ou XY, +13)
Síndrome de Warkany (47, ww ou XY, +8)
Síndrome de Williams
Trissomia 9 (47, XX ou XY, +9)
Trissomia 22 (47, XX ou XY, +22)