Aula 1 - História e nascimento da Biologia Molecular
Aula 2 - Prática
Aula 3 - Nucleotídeos – as unidades que formam os ácidos nucléicos
NUCLEOTÍDEO: base, pentose e açúcar
Ácidos nucleicos (dna e rna)
* são orgânicos
* DNA ÁCIDO DESOXIRIBONUCLEICO
* RNA ÁCIDO RIBONUCLEICO
(presença de H ou OH no C2 ' da ribose difere a D-ribose da desoxi-D-ribose)
São formados por nucleotídeos (pequenas moléculas que compõem o dna/rna)
Nucleotídeos:
* Fosfato (não muda)
* Açúcar (pentose) - RIBOSE OU DESOXIRRIBOSE
* Base Nitrogenada (A T C G U)
DNA = A, T, C, G
RNA = A, U, C, G
As bases nitrogenadas podem ser:
* Purinas = A, G (Possuem 2 anéis no desenho ) *Purina = Pura Remete a ÁGUA (A G)
* Pirimidinas = T, C, U ( Possuem 1 anel )
* Pontes de HIDROGÊNIO ligam as bases
DNA = Fita dupla hélice
Cromossomo = Molécula de DNA condensada
Gene = uma porção de DNA
CROMATINA = Material genético + as proteínas
HISTONAs = Proteínas, As histonas são proteínas responsáveis na organização e regulação do DNA dentro das células eucarióticas, ajudam a compactar o DNA em uma cromatina, permite que o material genético ocupe menos espaço e seja organizado de maneira eficiente no núcleo celular.
DNA POLIMERASE = Proteína que constrói uma das fitas do DNA na duplicação
Pontes de HIDROGÊNIO ligam as bases
RNA = Fita simples (Relacionados a síntese de proteínas - copia a informação do Gene e leva até o citoplasma para formação de proteína) - A, U, C, G
MENSAGEIRO = leva as infos do núcleo até o RNAr
RIBOSSÔMICO = fica no ribossomo, forma o ribossomo, associado a síntese de proteínas
TRANSPORTADOR = transporta aminoácido para formação de proteínas
NUCLEOSSOMO = unidade básica da estrutura da cromatina, material genético encontrado no núcleo das células eucarióticas. Composto por um núcleo de proteínas chamado histonas, em torno do qual o DNA está enrolado. Cada nucleossomo é formado por um octâmero de histonas, que consiste em duas cópias de quatro tipos diferentes de histonas (H2A, H2B, H3 e H4). O DNA, que possui cerca de 147 pares de bases, se enrola em torno desse octâmero de histonas, formando uma estrutura em forma de "colar de contas".
Os nucleossomos são resp. pela compactação do DNA, permitindo que ele ocupe menos espaço dentro do núcleo celular. Além disso, essa estrutura é importante para a regulação da expressão gênica. A forma como o DNA está organizado em nucleossomos pode influenciar a acessibilidade do DNA para as proteínas que realizam a transcrição, replicação e reparo do DNA.
A histona H1, uma histona "linker", associa-se ao DNA que conecta os nucleossomos adjacentes, ajudando a manter a estrutura da cromatina mais compacta. A compactação da cromatina pode variar, passando de uma forma mais relaxada (eucromatina), onde a expressão gênica é mais ativa, para formas mais compactas (heterocromatina), onde a expressão gênica é geralmente silenciosa.
NUCLEOSÍDEO = Pentose + base nitrogenada (SEM fosfato) fosfato éster (fosfoéster) difere um nucleosídeo de um nucleotídeo
ligação da base à pentose no nucleosídeo = ligação N-glicosídica
Atua na formação de molécula energéticas (ATP e GTP)
* Adenosina
* Guanosina
* Citidina
* Uridina
Aula 4 - Estrutura e Função das Moléculas de DNA
DNA – desoxirribonucleotídeos, açúcar (desoxirribose), bases nitrogenadas (adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T) e fosfato
* PARES DE BASES A=T E C=G
O Gene possui uma sequência específica de nucleotídeos (contém informação suficiente para a síntese de proteína)
- armazenar informações,
- duplicar-se de forma
- permitir mutações em sua molécula
OBS. O que significa o aumento de absorção de luz UV (260nm) de uma solução de DNA quando ela é aquecida?
Quanto maior for a organização estrutural das bases nitrogenadas e seus derivados, menos luz será absorvida. Isto ocorre por causa da proximidade entre as bases empilhadas no ácido nucléico. Portanto, os nucleotídeos livres absorvem mais luz que os polímeros de DNA ou RNA fita simples.
Aula 5 - Estrutura e função das moléculas de RNA
Aula 6 - Ácidos nucleicos de vírus e bactérias
Seres Procariontes = seres simples ex. bactérias
* Sem núcleo
* DNA espalhado no citoplasma
* Unicelulares
Características do genoma:
Genoma é lido pelo RNA Polimerase
Região reguladora : Agente promotor
Região Codificante: Responsável pela sequencia da Proteína
Região Terminadora: Regula a produção de proteínas
Nos procariontes A quantidade de AMINOÁCIDOS está DIRETAMENTE ligada a quantidade de NUCLEOTIDEOS
GENES
PARALOGOS X ORTOLOGOS
PARALOGOS - Genes diferentes por mutação mas que desempenham funções semelhantes mesma espécie
ORTOLOGOS (HOMOLOGOS)- Genes de estruturas semelhantes de espécies diferentes (ancestral em comum)
OPERON - Genes codificados em grupos (mesma rota/funcao)
Ex. Operon Lac (Geneses envolvidos no metabolismo da lactose)
Virus
* Acelulares ( capsula de proteínas e ácidos nucleicos)
Aula 7 - Superespiralamento do DNA Explicação: Pag 107
* Sistema fechado - ao “abrir” ou dar uma “volta” em uma molécula de DNA para realizar a transcrição o RNA causa uma tensão estrutural e por estar no sistema fechado (pontas juntas) ocorre o superespiralamento.
* Sistema aberto - de maneira linear não há espiralamento, a tensão é redistribuída.
AULA 8 - Estrutura dos cromossomos em eucariotos
AULA 9 - Como ocorre a replicação do DNA
AULA 10- O complexo maquinário de replicação e suas enzimas
AULA 11- O funcionamento do maquinário de replicação
Replicação = duplicação o material genético (AULA 9, 10 E 11)
Transcrição = gera uma molécula de rna
* A <-> T
* C <-> G
Entendo o conceito de interfase:
*Na natureza é encontrado o modelo A, o que de fato acontece
Em organismos EUCARIOTOS:
* Várias origens de replicação
Mecanismos de replicação: todas as enzimas e proteínas envolvidas no processo
INÍCIO:
Ori - origem de replicação
DnaA - Proteína de sinalização do início do processo de replicação
Enzima primase - RESPONSÁVEL PELA SÍNTESE (construção) DE UM PEQUENO FRAGMENTO DE RNA, o PRIMER ou iniciador = disponibiliza a extremidade OH (possibilita a atuação do DNA polimerase)
Topoisomerase (DNA Girase) - Enzima responsável por manter a forquilha na replicação
Helicase - Enzimas que quebram as pontes de nitrogênio abrindo as dupla fitas de dna (formando a forquilha de replicação)
As fitas tendem a fechar, para que isso não aconteça, as proteínas de ligação de fitas simples (SSB) atuam na segurança evitando que depois que a fita foi aberta pela helicase volte a se fechar. Também alinham, organizam e mantêm a fita de DNA simples.
FASE DE ALONGAMENTO:
DNA polimerase (III) - Grupo de enzimas, (complementa o DNA) adiciona nucleotídeos dentro no processo de replicação, precisa da extremidade oh no carbono linha pra conseguir adicionar uma nova base
DNA polimerase (I) - atividade exonucleasica = *Exonucleásica = retirada de nucleotídeos (para correção/revisão do DNA)
Fragmentos de OKAZAKI
Fita contínua “líder” - 3’ para 5’ (DNA polimerase começa a partir do primer que disponibiliza o oh do carbono)
Fita descontínua “tardia” - 5’ para 3’ (Formação dos fragmentos de okazaki) DNA polimerase III vai sintetizando fragmentos de dna cada um com um PRIMER (nucleotídeos de RNA) iniciador (sintetiza a fita de maneira gradual de acordo com a abertura da fita no sentido 5’ para 3’).
O PRIMER é retirado depois pela enzima polimerase 1(exonuclease) (por ser nucleotídeos de rna)
Replicação contínua e descontínua dada a disposição (3’ 5’)
Proteína DNA ligase - liga as novas fitas de DNA, une também os fragmentos de okazaki
Topoisomerase ou DNA girase = Enzima que reduz a torção/superespiralamento da fita de DNA para evitar rompimentos e danos (atua com a DNA polimerase)
Topoimerase: quebra a fita de DNA, reduz a força de torção
TRANSCRIÇÃO
A transcrição é o processo pelo qual a informação contida no DNA é copiada para uma molécula de RNA, em células eucarióticas esse processo ocorre no núcleo
Gene → Proteína
RNA POLIMERASE = Enzima resp. por formar o mRNA (mensageiro)
RNA pré-mensageiro (pré-mRNA) = RNA PRIMÁRIO, forma inicial de RNA transcrita a partir do DNA durante o processo de transcrição.
* Sequência: O RNA primário contém a sequência de nucleotídeos que é complementar à sequência do DNA de onde foi transcrito.
* Estrutura: Inicialmente, o RNA primário é uma cadeia linear de nucleotídeos, sem qualquer dobra ou estrutura tridimensional significativa.
* Modificações pós-transcricionais: Antes de se tornar um RNA mensageiro (mRNA) maduro, o RNA primário passa por várias modificações, incluindo:
Capping: Adição de uma cap (um nucleotídeo de guanosina metilado) na extremidade 5' para proteger o RNA da degradação e ajudar na tradução.
Poliadenilação: Adição de uma cauda poli-A na extremidade 3', que também protege o RNA e facilita o transporte para o citoplasma.
Splicing: Remoção de íntrons (sequências não codificantes) e união dos éxons (sequências codificantes) para formar o mRNA maduro.
Localização: O RNA primário é encontrado no núcleo da célula, onde a transcrição ocorre.
Após as modificações, ele é transportado para o citoplasma como mRNA = Transporta os códigos do núcleo para o ribossomo, onde será traduzido em proteína.
1. Iniciação
Promotor: A transcrição inicia-se em regiões específicas do DNA chamadas promotores, que contêm sequências reconhecidas por proteínas chamadas fatores de transcrição.
Fatores de Transcrição: Esses fatores se ligam ao promotor e ajudam a recrutar a RNA polimerase II, a enzima responsável pela síntese de RNA mensageiro (mRNA).
Formação do Complexo de Pré-Iniciação: A RNA polimerase II, junto com os fatores de transcrição, forma um complexo chamado complexo de pré-iniciação, que se prepara para iniciar a transcrição.
2. Elongação:
Desenrolamento do DNA: A RNA polimerase II desenrola a dupla hélice do DNA, expondo as bases nucleotídicas que serão transcritas.
Síntese do RNA: A RNA polimerase II começa a adicionar nucleotídeos de RNA complementares às bases do DNA na cadeia molde, formando uma molécula de RNA. O RNA é sintetizado na direção 5' para 3', e a uracila (U) é incorporada no lugar da timina (T).
3. Finalização
Terminação: A transcrição termina quando a RNA polimerase II encontra uma sequência específica de terminação no DNA. Isso resulta na liberação do RNA recém-sintetizado.
Processamento do RNA: Antes que o RNA mensageiro maduro possa ser traduzido em proteína, ele passa por um processamento que inclui:
* Adição de um cap 5': Uma estrutura de metilguanosina é adicionada à extremidade 5' do mRNA, que ajuda na estabilidade e no reconhecimento pelo ribossomo.
* Poliadenilação: Uma cauda de adeninas (poli-A) é adicionada à extremidade 3', que também aumenta a estabilidade do mRNA e facilita a exportação do núcleo para o citoplasma.
* Splicing: Os íntrons (sequências não codificantes) são removidos e os éxons (sequências codificantes) são unidos para formar uma molécula de mRNA contínua e madura.
4. Exportação
O mRNA maduro é então transportado do núcleo para o citoplasma, onde será utilizado como molde para a tradução, o processo que converte a informação genética em proteínas.
Esse processo é altamente regulado e envolve uma complexa rede de interações entre DNA, RNA, proteínas e outros fatores celulares, garantindo que a expressão gênica ocorra de forma precisa e controlada.
FATORES REGULADORES DA TRANSCRIÇÃO
TRADUÇÃO
Ocorre no ribossomo, traduz a mensagem do mRNA para a fabricação de proteínas
No citoplasma temos o tRNA (RNA transportador) ele carrega aminoácidos.
Um aminoácido é um monômero de proteína, ou seja, ele é um bloco de construção para uma proteína.
CODON= Trio de aminoácidos que os tRNA carregam para o ribossômo
LIGACAÇÃO PEITÍDICA = ligação entre os aminoácidos
STOP CODON = códons de parada, não codificam uma proteína, sinalizam o fim da tradução
PROTEÍNAS
Composto orgânico - formado no ribossomo
1 Proteína é formada por vários aminoácidos
EXPRESSÃO GÊNICA EM PROCARIOTOS
Revisão:
Focar em replicação: Proteínas e enzimas
Histonas: 2H3 2H4 2h2A 2h2B
Cada nucleossomo é formado por DNA envolvido em oito proteínas histonas que funcionam como um carretel e são chamadas de octâmero de histonas. Cada octâmero de histona é composto de duas cópias, cada uma das proteínas histona H2A, H2B, H3 e H4
Compactação do DNA: estabilidade (para caber dentro do DNA), o grau de compactação delimita a exposição de informação.
Disposição do DNA: Relativas a demanda de acesso de informação
Plectonêmico = informações mais acessíveis
Solenoidal = mais compactado