Biologia molecular, genomica e transcriptomica
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CONCEITOS DE EXPRESSÃO GÊNICA Jorge Mondego DNA A T G C G A T C DNA: livro da vida, escrito com 4 letras: A T C G Paradigma Central organismo Replicação células núcleo Transcrição DNA Nucleotídeos cromossomos DNA Tradução RNA Nucleotídeos Proteína Aminoácidos Em eucariotos Em procariotos Em eucariotos DNA nuclear DNA mitocondrial e plastidial – circular (origem endossimbiótica) Condensação do DNA Histonas Agregação do DNA Cromossomos Estrutura de Ácidos Nucleicos Nucleotídeos 5’ 3’ Estrutura de Ácidos Nucleicos Bases nitrogenadas Purinas Pirimidinas Estrutura de Ácidos Nucleicos Açúcares 5´end 5´ 3´end Replicação do DNA - Abertura de dupla hélice - Aparato de enzima de replicação - Cada fita de DNA gera uma fita “filha” - Forquilha de replicação - DNA polimerase - Necessidade de um iniciador (primer) - Adição de um nucleotideo trifosfato - Formação de ligação fosfodiéster - 5’ para 3’ - Liberação de um difosfato Mecanismo básico da replicação Elementos do aparato de replicação Regulação da Expressão Gênica A estrutura de um gene promotor codificante terminadora ...ATCGTGATATACTAGACGATGCATGACCACCCAACTGAACTGTAACTTTAAC... Onde: folha raiz Quando: início germinação ataque inseto O que: proteína bactericida absorção de Fe síntese açúcar Final do gene Quanto: muito, pouco. Baseado em slide de Marcelo Menossi Transcrição Transcrição - Ligação de maquinaria básica no core do promotor - Abertura de dupla hélice - Síntese a partir de fita molde (antissense) Transcrição em procariotos Policistron – Um RNA mensageiro contêm a informação de vários genes Transcrição em eucariotos Monocistron – Um RNA mensageiro contêm a informação de “um único” gene Promotores e Transcrição em Procariotos -TATA Box: 10 pb a montante do sítio de início de transcrição Fita molde Fita codificante 30 Promotores e Transcrição em Eucariotos -TATA Box: 25 a 30 pb a montante do sítio de início de transcrição - Promotores em eucariotos mais primitivos - Promotores em eucariotos superiores Estrutura da região codificante Seqüência codificante 3’ Untranslated region 5’ Untranslated region Proteína 5´ UTR - Sítio de ligação de proteínas – Estabilidade do mRNA e ajuda da tradução - Promove o início da transcrição 3´ UTR - Sítio de ligação de proteínas – Estabilidade do mRNA e ajuda da tradução -Sítio de poliadenilação (AAUAAA) - Sítio de ligação de MicroRNAs – Regulação negativa da tradução Capping 5’ Defosforilação Guanilyl transferase Metilação Importância do Capping 5´ a) Distingue mRNAs dos outros RNAs b) Protege região 5´ c) Ajuda no transporte do mRNA para o citoplasma d) Importante durante tradução Poliadenilação http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/mrnaprocessing/index.htm Importância da Poliadenilação a) Ajuda na terminação da transcrição b) Protege região 3´ c) Ajuda no transporte do mRNA para o citoplasma d) Importante durante tradução Exons e Introns Splicing Exons Introns Expressed Interveining GU Expresso Intronmetido AG nnnnnAnnnnCTCTCTCTnnn Branch point Trato de polipirimidina Mecanismo de Splicing http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/mrnasplicing/movie.htm Splicing Alternativo Retenção de íntron Plasticidade do transcriptoma Splicing Alternativo Éxons alternativos Retenção de Íntron Sítios de poliadenilação alternativos Seleção alternativa de promotores Complexidade dos organismos x Tamanho dos íntrons Transporte do mRNA Tradução e código genético Códons unidades de três nucleotídeos que codificam para um único aminoácido AUGUUUAAACCC M F K P Tradução e código genético RNA transportador e os anticódons Alanine Alanine A GCC GCU Dois RNAs transportadores carregam o mesmo aminoácido ! Degeneração do código genético : Dois códons diferentes originam o mesmo aminoácido Ribossomos e a tradução RNA ribossômico e Proteínas Subunidade pequena Procariotos (16S) Eucariotos (18S) Subunidade grande Procariotos (23S) Eucariotos (28S) A – Aminoacid B – tRNA C – Anticodon D – Codon E – mRNA F – Ribosome G – Protein http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/animations.htm Open Reading Frame – Matriz aberta de leitura AUGUUUAAACCCGGGACGTACUGA M F K P G T Y stop As ORFs são seqüências codificantes em potencial por possuírem -Códon de iniciação -Região codificadora -Códon de terminação Direcionamento de proteínas Expressão gênica e estrutura do DNA
