Unidade 5 – Crescimento e renovação celular Show As células produzem moléculas específicas que permitem a renovação e o crescimento utilizando o seu programa genético. Das moléculas que são produzidas pelas células destacam-se as essenciais à vida como as proteínas que, como sabes, são constituídas por uma série de aminoácidos e que estão na base do nosso código genético. A função do DNA, é então a molécula que contém toda a informação da atividade celular e permite obter proteínas (síntese proteica).
Composição e Estrutura do DNA.....................................................  O DNA é um polímero de nucleótidos em dupla hélice. Estima-se que o DNA humano meça cerca de 2m e o núcleo das células cerca de 0,5 micrómetro, logo para que cerca de 2m caiba em 0,5 micrómetros é necessário que o DNA se encontre densamente compactado. O DNA está associado às HISTONAS que são proteínas específicas muito importantes pois desempenham o papel de neutralizar as cargas elétricas (o grupo fosfato (ácido fosfórico) tem carga negativa e a proteína positiva) e dar estrutura que assegura o compactamento do DNA. Ao DNA associado à Histona dá-se o nome de CROMATINA. A cromatina no processo da divisão celular condensa-se fortemente e nessa altura pode-se observar CROMOSSOMAS. Na divisão celular a molécula DNA cria uma cópia de si e ficam unidas por proteínas que se designam COESINAS, no decorrer do processo do ciclo celular as coesinas desaparecem ficando restritas num local que se designa por CENTRÓMERO. Ao conjunto de todos os cromossomas dá-se o nome de CARIÓTIPO. O DNA é o suporte molecular da informação genética que coordena toda a atividade celular e que é transmitida a todas as células-filhas.
http://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/animations/dna_sequencing/index.html Com os 4 nucleótidos diferentes no DNA que podem estar presentes um grande número de vezes e em sequências diferentes, existe uma grande diversidade de moléculas de DNA. O DNA é ÚNICO para cada ser, daí falar-se da UNIVERSALIDADE E VARIABILIDADE da molécula. A totalidade do DNA contido numa célula constitui o GENOMA indivíduo.
As células antes de se dividirem duplicam o seu DNA, assegurando o seu património genético ao longo das gerações. Como é que o fazem? Já sabemos que o DNA é constituído por duas cadeias polinucleotídicas que são complementares (bases) e antiparalelas. 1-Por ação de enzimas as cadeias separam-se, quebrando as pontes de hidrogénio, em locais específicos. -A enzima mais importante é a DNA polimerase (promove a ligação entre bases, através do hidrogénio, liga o fosfato ao açúcar do nucleótido seguinte e corrige erros). -A enzima DNA ligase irá promover a ligação entre as cadeias. 2- As cadeias separadas vão servir de molde à formação de uma nova cadeia que será complementar, utilizando nucleótidos existentes no meio. 3- Forma-se duas novas cadeias que são antiparalelas a cada uma das cadeias que lhe serve de molde. A Replicação assegura a conservação do património genético de geração para geração. A replicação do DNA é uma replicação SEMICONSERVATIVA, pois formam-se duas novas cadeias (cópias integrais das cadeias originais) que se irão ligar às cadeias que lhes deram origem, ou seja, as moléculas formadas são idênticas às originais, ficando agora cada cadeia com uma parte da cadeia antiga e outra parte da cadeia formada. Este modelo de replicação SEMICONSERVATIVA* permite explicar a transmissão genética e a constante composição do DNA nas divisões celulares.
A hipótese de replicação semiconservativa foi apoiada pelas experiências de Meselson e Stahl em 1958. * Chegou-se a pensar que a duplicação do DNA poderia ocorrer por 3 métodos diferentes: replicação conservativa, dispersiva e semiconservativa. A hipótese de replicação semiconservativa foi apoiada pelas experiências de Meselson e Stahl em 1958 e é a atualmente aceite. As cadeias-filhas de DNA não crescem da mesma forma. A que copia a cadeia 3'-5' cresce de uma forma contínua e a que copia a cadeia 5'-3' fá-lo em pequenas porções, de uma forma descontínua.
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/acidos-nucleicos/acidos-nucleicos-7.php ATIVIDADE LABORATORIAL PÁG. 23 TRABALHO DE PESQUISA PÁG.24 Animação :http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072943696/student_view0/chapter3/animation__dna_replication__quiz_1_.html http://sites.fas.harvard.edu/~biotext/animations/replication1.swf http://issuu.com/casadaciencia/docs/folhetim_dna?e=2843910/1815076 folheto Composição e Estrutura do RNA..................................................... O RNA (ácido ribonucleico) é formado por uma cadeia polinucleotídica. Cada nucleótido possui 4 bases azotadas a: Adenina, Uracilo, Guanina e Citosina, uma pentose chamada de Ribose e um grupo fosfato . O Uracilo é uma base em anel simples (pirimidina) e liga-se à Adenina por duas ligações de hidrogénio.
http://portaldoprofessor.mec.gov.br
http://ead.hemocentro.fmrp.usp.br/
http://www.whfreeman.com
Diferenças entre o DNA e o RNA
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia2/AcNucleico6.php http://www.hhmi.org/biointeractive/mrna-splicing https://www.youtube.com/watch?v=NMObWWt_yrc Síntese de proteica O Dogma da biologia molecular
Genericamente pode-se referir que na passagem da linguagem polipeptíca do DNA para a linguagem polipeptídica das proteínas consideram-se duas etapas fundamentais: Transcrição - há transferência da informação contida no gene é copiada para o RNA, corresponde à sintese de mRNA, por complementaridade de bases. Tradução- informação contida no RNA mensageiro é traduzida em sequências de aminoácidos. O DNA não consegue sintetizar diretamente uma proteína, forma-se uma molécula de RNA mensageiro que "viaja" do núcleo até ao citoplasma da célula onde se encontra o ribossoma e a mensagem é transformada numa cadeia polipipédica.
TRANSCRIÇÃO Como já foi referido o mRNA forma-se no núcleo a partir da informação contida no DNA e por complementaridade, é a este processo que se dá o nome de Transcrição. Neste processo, as cadeias do DNA se separam e uma serve de molde para o RNA, enquanto a outra fica inativa. Ao fim da transcrição, as cadeias que foram separadas voltam a unir-se. Para que ocorra a transcrição é necessário a ação de uma enzima que catalisa o processo, a RNA polimerase. O mRNA, formada a partir do molde de uma das cadeias do DNA, é polimerizado no sentido 5´-3´e as bases ligam-se por complementaridade (a Timina é substituída pelo uracilo e liga-se à Adenina). A Transcrição inicia-se numa sequência especial quando a DNA polimerase se liga a uma das extremidades do DNA designada por PROMOTOR (zona inicial do gene) . Neste local, existe um sítio de iniciação, com a primeira base a ter transcrita. O processo é iniciado quando a polimerase do DNA se liga a uma das extremidades do DNA. ETAPAS 1 – Reconhecimento da cadeia molde de DNA 2 – Início da transcrição 3 – Alongamento À medida que vai sendo fabricado o RNA mensageiro, liberta-se da cadeia-molde de DNA e o DNA já transcrito enrola-se quase imediatamente, voltando ao seu estado inicial (dupla hélice). A este processo, dá-se o nome de Elongação curiosidade: A cadeia de RNA produzida é simples e livre. Cerca de 40 nucleótidos podem ser produzidos por segundo, a uma temperatura de 37ºC em bactérias. 4 – Finalização O RNA polimerase percorre a cadeia e transcreve o DNA em RNA até encontrar a sequência de término, que contém bases específicas que determinam o fim da transcrição.
O RNA polimerase percorre a cadeia e transcreve o DNA em RNA até encontrar a sequência de término, que contém bases específicas que determinam o fim da transcrição. Forma-se o RNA percursor ou pré-mRNA (transcrito primário) que vai sofrer uma série de transformações, maturação, dependendo do tipo de RNA, antes de sair do núcleo, isto nas células eucarióticas. Nas células procarióticas não há fase de maturação. Nos seres eucariontes cada gene no DNA contém sequências de nucleótidos que não codificam informação para a síntese de proteínas, designados por INTRÕES e que serão removidos antes da molécula passar para o citoplasma. As porções que contém a informação para a síntese das proteínas designam-se por EXÕES permanecem na molécula e sairão do núcleo pelos poros da membrana nuclear. Ao processo da remoção dos intrões, dá-se o nome de MATURAÇÃO, PROCESSAMENTO OU SPLICING.
retirado do manual Terra, Universo de Vida - PORTO EDITORA Exemplo de pergunta de exame...................................................................................................... As bactérias possuem milhares de genes, entre os quais se encontram os que codificam as proteínas enzimáticas, nomeadamente as que inactivam ou destroem os antibióticos. A síntese enzimática ocorre ao nível________e neste processo não existe_____ do RNAm. a) dos ribossomas (...) processamento Os seres procariontes não têm fase da maturação, ou processamento, logo não existe transcrição, o que exclui a b) e c). A síntese proteica deriva da molécula de DNA, mas é o RNA que a produz, exclui a c). .............................................................................................................................................
O processo de TRADUÇÃO A tradução consiste na descodificação da mensagem contida em mRNA para produzir uma proteína. Relembrando: Uma proteína é constituída por mais de 100 a.a. unidos por ligações peptídicas. Nos seres vivos existem 20 tipos de a.a. diferentes. Estes a.a. são formados pelos 4 nucleótidos (RNA) - Uracilo, Adenina, Citosina e Guanina. Como deves imaginar só com estes 4 nucleótidos, combinando todas as bases, daria apenas para codificar 4 a.a. diferentes. (4x1) Com 2 nucleótidos podem ser codificados 16 a.a. (4x4) Com 3 nucleótidos podem ser codificados 64 a.a. (4x4x4). Se o código consistir numa sequência de 3 nucleótidos é mais que suficiente para produzir os 20 tipos de a.a. diferentes. E é na verdade o sistema utilizado pelos seres vivos. Três nucleótidos sequenciais constituem o TRIPLETO, que é a mais pequena unidade que permite a codificação de um a.a. Cada tripleto do RNA mensageiro que codifica um determinado aminoácido, ou que determina o início ou fim da síntese, dá-se o nome de CODÃO ou CODOGENES. A sequência destes codões dá origem a uma proteína nos ribossomas (associados ao retículo endoplasmático nos seres eucariontes). Esta tabela mostra os codões e os seus respectivos aminoácidos e também os codões de terminação (stop) e de iniciação (AUG - Met - codão de iniciação).
http://www.essaseoutras.xpg.com.br/tabela-do-codigo-genetico-universal-com-codons-de-rnam-aminoacidos/tabela-do-codigo-genetico-universal/ Etapas da Tradução INICIAÇÃO 1- o mRNA liga-se à subunidade menor do ribossoma no codão iniciador (AUG) com o anticodão do tRNA (UAC- metionina - quase todos os peptídeos começam pela metionina). A subunidade maior (ou grande), liga-se com a subunidade menor (ou pequena)- o ribossoma está funcional ALONGAMENTO Na subunidade maior existem dois locais importantes na síntese de proteínas; o local P onde o tRNA se encontra ligado à metionina; o local A, onde o tRNA seguinte se liga ao codão complementar seguinte e o local E que corresponde ao local da saída do tRNA. O anticodão seguinte, que transporta o segundo a.a. liga-se por complementaridade ao segundo codão e a metionina estabelece-se a primeira ligação peptídica com este. O ribossoma avança 3 bases e repete-se todo o processo ao longo do mRNA até se sintetizar a proteína. FINALIZAÇÃO Quando o ribossoma chega ao codão de finalização (de terminação, ou stop) e por complementaridade o reconhece, termina a síntese proteica. Os codões de terminação (UGA, UAG ou UAA), não têm no tRNA correspondentes e por isso a síntese termina. A cadeia polipeptídica (proteína) desprende-se e as subunidades ribossómicas podem ser utilizadas de novo. A mesma molécula de mRNA pode ser traduzida por mais que um ribossoma levando à formação de mais que uma proteína igual.
http://wikiciencias.casadasciencias.org/index.php/Tradu%C3%A7%C3%A3o Tabela resumo: A síntese proteica é um processo complexo em que intervêm:
Na síntese proteica existem duas características importantes a amplificação e rapidez. A amplificação porque várias moléculas de mRNA podem ser produzidas a partir do mesmo gene e a mesma mensagem pode ser traduzida por vários ribossomas. A rapidez porque tudo se passa com relativa rapidez. Por exemplo uma célula percursora de uma hemácia pode sintetizar a hemoglobina, constituída por 140 a.a. em apenas 2 a 3 minutos. Principais características do código genético
- Universalidade: Em todos os seres vivos existe uma linguagem comum a todas as células, o código genético. A um determinado codão corresponde o mesmo aminoácido na maioria dos organismos. Existem algumas exceções quando se consideram reinos diferentes de seres vivos, que é o caso das paramécias (protozoário ciliado) em que o UAA e UAG, não são codões de finalização mas codificam o a.a. glutamina. - Redundância: existem vários codões que podem codificar o mesmo aminoácido. - Não ambiguidade: um determinado codão não codifica dois aminoácidos diferentes, codifica apenas um e um só a.a. - O terceiro nucleótido de cada codão não é tão específico comos os dois primeiros - Por exemplo o o a.a. arginina pode ser codificado pelos codões CGU, CGC, CGA e CGU.
................................................................................................................................................ Quando o mRNA passa para o citoplasma será desencadeada a formação de uma proteína específica e correspondente, num processo chamado de tradução do código genético. Cada tripleto de ligação das bases do DNA correspondem, como já foi referido, a um codão de RNA mensageiro e a cada codão corresponde um ANTICODÃO do RNA transportador (tRNA) relacionado a um aminoácido desse anticodão. Por exemplo o codão do mRNA (UUU) terá como anticodão do tRNA o (AAA), relacionado com a Lisina (aminoácido).
http://www.youtube.com/watch?v=1WcsuN8jM7M&list=PL5F0ABC2582E52309
http://lms.ead1.com.br/webfolio/Mod3921/mod_dogma_central_da_biologia_molecular_v2.pdf http://biomed-molecular.blogspot.pt/2012/06/dogma-da-biologia-molecular.html http://www.youtube.com/watch?v=TKPf_CRJo60#at=23 replicação http://www.ufv.br/dbg/labgen/caderno1.htm exercícios, ver http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=Nucleot%C3%ADdeos&lang=3 http://www.hhmi.org/biointeractive/browse?&field_bio_bio_series[0]=24143 http://www.youtube.com/watch?v=tZcsTfKtEYo - A SÍNTESE DE PROTEÍNAS http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/gene2.php http://www.not1.com.br/dna-e-rna-diferencas-funcoes-codigo-genetico-propriedades/ http://professor-adelson.blogspot.pt/2012_10_01_archive.html
O que determina a sequência de aminoácidos que compõe uma determinada proteína?A sequência de aminoácidos de uma proteína será determinada pela disposição das bases nitrogenadas em um RNAm. Este, por sua vez, será produzido a partir de uma molécula de DNA. Podemos dizer, portanto, que o DNA fornece as informações para a produção das proteínas.
Qual a sequência para a formação de uma proteína?Uma proteína é formada pela interação de dois aminoácidos, por intermédio da ligação entre o nitrogênio do grupo amino (referente a uma amina) de um aminoácido e o carbono da carboxila (referente a um ácido carboxílico) de um outro aminoácido.
Como a célula sabe para onde uma determinada proteína deve ser endereçada?A primeira questão que devemos fazer é: como a célula “sabe” para onde uma determinada proteína deve ser endereçada? A resposta é simples: a célula não “sabe”.
Como os aminoácidos se organizam para formar proteínas?Os aminoácidos se unem por meio de ligações peptídicas, as quais se formam entre o grupo carboxila de um aminoácido e o grupo amino de outro. Essas ligações permitem a formação de cadeias de aminoácidos, que recebem o nome de peptídeos.
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Como uma célula sabe qual sequência de aminoácidos deve ser utilizada para produzir uma determinada proteína?
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