Genética Molecular DNA e RNA continuação
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Genética Molecular Continuação DNA e RNA Genoma Humano • Inicialmente, considerou-se que proteínas eram o material genético! • Todos os genes levados por uma célula. O projeto de mapeamento do genoma humano, proposto por um grupo de cientistas dos USA, em 1988 começaram o mapeamento dos genes da célula humana. Encontraram 30 mil genes codificantes, capazes de exercer funções no nosso organismo. Encontraram então o MAPA DA VIDA HUMANA. Objetivo: novas estratégias para a prevenção e tratamento de doenças genéticas (terapia gênica). Dogma da Vida Replicação Transcrição Transcrição Reversa Replicação de RNA Tradução Proteína Replicação do DNA Replicação semi-conservativa Forquilha de replicação Filamento de replicação contínua Polaridade da síntese define fitas líder e retardada (descontínua) Replicação das fitas • Fita líder – Primase age uma vez • Fita retardada – Primase age várias vezes – 1967, Fragmentos de Okasaki Okazaki R, Okazaki T, Sakabe K, Sugimoto K. Mechanism of DNA replication possible discontinuity of DNA chain growth. Jpn J Med Sci Biol. 1967 Jun;20(3):255-60 DNA polimerase • Enzimas que catalisa a reação de síntese do DNA • Alongamento da cadeia de DNA sempre é feito na direção 5’>3’ • Possui mecanismo de correção de erros (exonuclease 3’>5’) Doenças causadas por problemas no mecanismos de replicação • Xeroderma pigmentosum – envelhecimento precoce – aumento na incidência de câncer – Falha no mecanismo de reparação do DNA causado pela luz UV Transcrição e Processamento de RNA Transcrição DNA fita codificadora DNA fita molde RNA transcrito Terminação da transcrição dependente da proteína Rho Rho (46kDa, ativa como hexâmero) move-se ao longo do RNA acompanhando a RNA polimerase Com a pausa da RNA polimerase na sequência de terminação, Rho alcança a enzima Rho desenrola o híbrido RNA-DNA Tradução / Síntese de Proteínas Código Genético • “Dicionário” → correspondência da seqüência de nucleotídeos levando à seqüência de aminoácidos; • Códon → 3 bases nucleotídicas no RNAm que codificam cada aminoácido (“palavra”); • Códon: – RNAm → A, G, C e U; – “escrita” da direção 5’ para 3’; – 64 combinações diferentes de bases; Código Genético 1 códon 3 nucleotídeos no RNAm 7 códons 21 nucleotídeos Código Genético 61 dos 64 códons possíveis codificam os 20 aminoácidos padrão UAG / UGA / UAA Códons de terminação ou de parada ou sem sentido; não codificam AA. Código degenerado Expressão Gênica – Tradução (2/2) DNA RNA Polimerase TGCAGCTCCGGACTCCAT... promotor Transcrição mRNA ACGUCGAGGCCUGAGGUA... Tradução Ser Cis Ribossomo His Ser Gli Leu 18 Núcleo Transcrição Processamento Transporte Tradução Citoplasma Etapas envolvidas na expressão de genes em eucariotos Mutação Mutações : São mudanças na sequência os nucleotídeos do material genético de um organismo. Mutações podem ser causadas por erros de copia do material durante a divisão celular, por exposição a radiação ultravioleta ou ionizante, mutagênicos químicos, ou vírus. Tipos de Mutação • Mutação Somática – Ocorre em qualquer célula do corpo, exceto as germinativas • Mutação germinativa: – Em geral não afeta o indivíduo, e sim sua prole e possivelmente as próximas gerações Tipos de Mutação 1. Mutação silenciosa – sem efeitos no fenótipo (código genético degenerado) UUU → UUC Phe Phe Fenilalanina CGU → CGC Arg Arg Arginina Mutação por deleção Sequencia original: AUG UAU ACG UCU CAA UGA UCCA Met Tyr Thr Ser Gln Stop Deleção de uma base: AUG UAU CGU CUC AAU GAU Met Tyr Arg Leu Asn Asp Asp Deleção de três bases: AUG UAU UCU CAA UGA UCCA Met Tyr Ser Gln Stop Mutação por inserção A Sequencia original: AUG UAU ACG UCU CAA UGA UCCA Met Tyr Thr Ser Gln Stop Inserção de uma base: AUG UAU ACG AUC UCA AUG AUC CA Met Tyr Thr Ile Ser Met Met Tipos de Mutação 2. Mutação de sentido trocado – troca o aa a ser adicionado (missense) – Substituição não sinônima – ocorre a formação de um aa de outra natureza –pode inviabilizar o indivíduo, fazer com que a função do gene fique prejudicada ou mudar a função do gene. – Exemplos UAU - Tyr – Tirosina UGU - Cys- Cisteina Mutação sem sentido – produz um códon de parada no meio da seqüência (nonsense) Mutações Induzidas • Agentes intercalantes – Brometo de Etídeo – laboratório de manipulação de DNA – Modificam a estrutura da dupla hélice provocando inserções e deleções durante a replicação Causas das Mutações • Espontâneas – Pareamentos errados durante a replicação • Entre timina e guanina • Entre citosina e adenina – Escorregões no molde • Problemas com regiões repetitivas. Reparo • A função de edição da DNA polimerase reconhece muitos dos pareamentos errados e os retira, reduzindo muito o número de mutações observado.
