Aula 5-2012 - Setor de Virologia UFSM

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MEDICINA VETERINÁRIA
DEPTO DE MEDICINA VETERINÁRIA PREVENTIVA
BIOLOGIA MOLECULAR
Aula 5
DNA
ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA
Transcrição
RNA
UGAUACGCGGUUCCGAUCGAUCGCGUACAGCUAGCUAGCU
RNAr
RNAt
snRNA
RNAm
Proteína
ORGANIZAÇÃO DO GENOMA
Regiões não-transcritas (inativas)
- Funções estruturais
- Regiões regulatórias
- > 90% do genoma eucariota
Regiões transcritas (ativas) – GENES
- Genes que codificam proteínas(mRNA)
- Genes que codificam rRNAs
- Genes que codificam tRNAs
- Genes que codificam outros RNAs (snRNAs)
O GENE
Start
point
Promotor
Terminador
Região transcrita
atgagagctagctagctagcatcgatcatgctagcatcgtagctagctagctacgtcgtagctacgtagc
………………………………………………………………………………………………………………………
tactctgagatgctacgatcgatcgatcgatgctagcatcgtacgatgcatgcatgcatgcatgcatgcta
DNA
Transcrição
RNA
ucuguaugucuaugucaaugucugaagcuaucu
GENES QUE CODIFICAM PROTEÍNAS
DNA
Promoter
Start
point
Terminador
atgagagctagctagctagcatcgatcatgctagcatcgtagctagctagctacgtcgtagctacgtagc
………………………………………………………………………………………………………………………
tactctgagatgctacgatcgatcgatcgatgctagcatcgtacgatgcatgcatgcatgcatgcatgcta
Transcrição
RNA
5`ucuguaugucuauuccaaucucugaaugauaucu-3`
Tradução
PROTEÍNA
Met Ser
Ile
Pro
Phe Ser Glu
DNA
RNA
PROTEÍNA
DECIFRANDO O FLUXO DA
INFORMAÇÃOGENÉTICA
DNA (núcleo)
ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA
Primeira pergunta:
Qual é o link???
Proteína (citoplasma)
Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp
Estudos com fago φX 174 deram a Primeira PISTA!
A composição de RNAs virais era idêntica
a do DNA molde
Segunda PISTA!
A seqüência de RNAs corresponde
exatamente a do DNA molde
Terceira PISTA!
O intermediário da síntese protéica em E.coli
é rapidamente sintetizado e degradado
O CONCEITO DE RNA “MENSAGEIRO”
(Jacob & Monod, 1961)
1. Devem ser polinucleotídeos
2. A sequência de bases deve corresponder a
sequência do DNA que o codifica
3. Devem ser heterogêneos em tamanho
4. Devem estar transitoriamente associados aos
ribossomos
5. Devem ser sintetizados e degradados rapidamente
O CONCEITO DE MENSAGEIRO
ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA
UGAUACGCGGUUCCGAUCGAUCGCGUACAGCUAGCUAGCU
O RNAm é o intermediário
na síntese protéica
Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp
O QUE É O CÓDIGO GENÉTICO???
DNA
ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA
Proteína
Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp
“RELAÇÃO ENTRE A SEQUÊNCIA DE BASES NO DNA e
A SEQUÊNCIA DE AMINOÁCIDOS NA PROTEÍNA”
DNA
ACTATGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGTCGATCGATCGA
Primeira pergunta:
Qual é a “coding ratio”?
PROTEÍNA
Gli-Ala-Val-Leu-Ile-Trp-Pro-Arg-Lis-Asp
Cada aminoácido é codificado por três bases
Sistemas de tradução “in vitro”
“Free cell protein synthesis systems”
RNA sintético pode servir de MENSAGEIRO
Poli-UUUU
Phe-Phe-Phe (fenilalanina)
Poli - AAAA
Lis-Lis-Lis (lisina)
Poli - CCCC
Pro-pro-pro (prolina)
Poli - GGGG
Gli-gli-gli (glicina)
Primeiros “Codons” decifrados
UUU
fenilalanina
AAA
lisina
CCC
prolina
GGG
glicina
TODOS OS 64 CODONS CODIFICAM
AMINOÁCIDOS???
Poli-GUAGUA
Val (GUA)
Ser (AGU)
Poli - GAUGAU
Asp (GAU)
Met (AUG)
Poli - AUAAUA
Ile (AUA)
Asn(AAU)
UGA, UAA e UAG não codificam a.a. – STOP CODONS
O CÓDIGO
GENÉTICO
-Três bases > a.a.
-Total: 64 codons
-61 codificam a.a.
- Três STOP codons
- Vários a.a. possuem
mais de um codon
O CÓDIGO GENÉTICO É MUITO CONSERVADO
Próxima dúvida: como o RNAm é traduzido (lido)?
Onde inicia a leitura?
Sobreposição de bases?
Vírgulas, saltos?
Onde termina?
RNAm
5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`
aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 aa7 aa8 aa9
RNAm
5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`
aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 aa7 aa8 aa9
O RNA é lido continuamente (3 em 3) a partir de um ponto
Sem interrupções ou saltos
Primeiro códon – sempre AUG
Leitura termina no primeiro UGA, UAG ou UAA
Sequência entre AUG e STOP – Open reading frame
O RNAm possui três possíveis fases de leitura
5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`
5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`
5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAUUGAAAA-3`
MAS... SOMENTE UMA FASE É UTILIZADA
Codon de INICIAÇÃO –
Sempre AUG (Procariotas raramente GUG)
5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`
STOP
ORF: fase (janela) aberta de leitura
Inicia em AUG – termina em UGA, UAA, UAG
5`GAAUGCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`
STOP
5`GAAUGCGAUAGAUCGAUGGAUCGAUCGAUUGAAAA-3`
5`GAAUGCGAUGGAUCGAUCGAUCGAUUGAUUGAAAA-3`
STOP
EXPRESSÃO GÊNICA
MUTAÇÕES (definição)
Origem:
1. Erros da Polimerase durante a REPLICAÇÃO
2. Erros da Polimerase durante o REPARO
3. Lesões (cross-link) durante a interfase
Mutações em ponto, deleções e inserções
Podem ter efeitos diversos, dep. do tipo, da célula e do local
Em células somáticas: podem levar a neoplasias!
MUTAÇÕES EM PONTO:
1. De acordo com a troca de base:
Transições ou Transversões
2. De acordo com o efeito:
- Silenciosa (mesmo a.a)
- “Missense” (a.a. diferente)
- “Nonsense” (stop codon)
Não altera a fase de leitura
2. Inserção
3. Deleção
Alteram a fase de leitura (frameshift)
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