O Dogma Central da Biologia Molecular:

Replicação do DNA 1953 - Watson e Crick: postulado teórico (não testado experimentalmente): replicação semi-conservativa. 1958 - Meselson e Stahl: confirmam, através de experimentação, a hipótese feita por Watson e Crick de que o DNA se replica de maneira semiconservativa.

Replicação do DNA: Necessidade de fita molde. Ocorre na fase S da interfase. DNA polimerase: adição de nucleotídeos no sentido 5’. 3’: necessidade de extremidade 3’-OH livre para que ocorra a ligação fosfodiéster. Necessidade de um iniciador ou“primer” : oligonucleotídeo de RNA, complementar ao DNA fita-molde. - Após adição de um nucleotídeo, a DNA polimerase se dissocia ou se move ao longo do molde para adicionar um outro nucleotídeo: DNA ligase: no final da síntese, a polimerase remove os iniciadores e os substitui por nucleotídeos de DNA Æ cortes selados pela DNA ligase.

AUTODUPLICAÇÃO (Replicação) Ocorre em presença da enzima DNA polimerase

As pontes de hidrogênio se rompem Molécula DNA H

As fitas originais se separam Nucleotídeos LIVRES encaixam –se nas fitas

Formam –se 2 moléculas de DNA idênticas Fita NOVA Fita original (velha) Fita original (velha)

Duplicação do DNA É a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação. Ocorre durante a interfase da mitose É do tipo semiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda da mãe e outra fita recém sintetizada.

A duplicação do DNA permite que as informações hereditárias seja transmitida as células filhas

Revisão de leitura e correção: DNA polimerase : correção de leitura no sentido contrário ao de polimerização Æ 3’. 5’ Sistema de reparo: pareamentos errados são instáveis e provocam dobras na molécula (alteração espacial): percebidos e corrigidos.

RNA Ácido Ribonucléico Molécula de fita simples È produzido pelo DNA É encontrado no núcleo e no citoplasma. Sua função é realizar a síntese protéica

Transcrição Processo pelo qual uma molécula de RNA é produzida usando como molde o DNA. Ocorre em presença da enzima RNA polimerase

. As pontes de hidrogênio se rompem . MOLÉCULA ORIGINAL (DNA)

. FITA INATIVA As fitas originais se separam Nucleotídeos LIVRES encaixam – se em uma das fitas

MOLÉCULA ORIGINAL (DNA) . MOLÉCULA ORIGINAL (DNA) Molécula de RNA

O RNA é dividido em: RNA mensageiro RNA transportador RNA ribossômico RNA mensageiro (RNAm) Tem a mensagem, a orientação para a síntese de proteínas. Ele possui a seqüência que os aminoácidos devem ocupar na proteína. Ele contém uma seqüência de trincas correspondente a uma das fitas do DNA.

1 códon = 3 nucleotídeos no RNAm 7 códons é = a quantos nucleotídeos ? Cada trinca (três nucleotídeos) no RNAm é denominado códon e corresponde a um aminoácido na proteína que irá se formar 1 códon = 3 nucleotídeos no RNAm 7 códons é = a quantos nucleotídeos ?

RNA transportador (RNAt) Transporta o aminoácido até o local da síntese protéica As moléculas de RNAt apresentam, em uma determinada região, uma trinca de nucleotídeos que se destaca, denominada anticódon

É através do anticódon que o RNAt reconhece o local do RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele transportado. Cada RNAt carrega um aminoácido específico, de acordo com o anticódon que possui

RNA ribossômico (RNAr) São componentes dos ribossomos, organela onde ocorre a síntese protéica. Os ribossomos são formados por RNAr e proteínas. Ribossomo + RNA proteína

Sítio de ligação ao aminoácido códon U A C RNAm

Síntese e Processamento de Proteínas Transcrição Processamento pós-tradução Transcrito primário Processamento pós-transcricional mRNA maduro Modificações covalentes nos aminoácidos Tradução Dobramento Proteína (inativa) Proteína ativa

A descoberta do código genético foi precedida pela hipótese do adaptador Em 1955, Francis Crick lançou a hipótese de que a tradução (síntese das proteínas) ocorreria através da mediação de moléculas de um "adaptador" Cada adaptador deveria carrear um aminoácido e reconhecer um códon correspondente Crick sugeriu que este adaptador poderia ser o RNA porque o reconhecimento poderia então ocorrer através da complementaridade de bases Os adaptadores de Crick acabaram revelando-se tipos especiais de RNA: os RNAs de transferência ou tRNAs

O código genético O código genético é um conjunto de sequências de bases (três) no mRNA que codifica a natureza e a posição de aminoácidos numa cadeia protéica A decifração do código genético foi feita por vários autores usando sistemas de incubação livres de célula que continham ribossomos, tRNAs, enzimas, GTP, ATP, Mg2+ (em quantidades enormes, não fisiológicas!), [14C]aminoácidos e mRNA (naturais ou sintéticos) Por exemplo: experimentos com poli(U) resultaram na síntese de um polipeptídeo contendo apenas Phe; um dos códigos para Phe deveria ser, portanto, UUU. Da mesma forma poli(A) produziu poli(Lys); e poli(C) produziu poli(Pro) Uma combinação de dois nucleotídeos foi descartada por não haver combinações suficientes com apenas 4 nucleotídeos para os 20 aminoácidos

Experimentos com poli(G) não foram possíveis porque este RNA não forma uma estrutura linear! Mas, muitos outros experimentos foram feitos com mRNA com as mais diversas estruturas Experimentos com mRNA de duas sequências repetidas, como por exemplo, UCUCUCUC ..., são lidos e produziram O que significa que ou UCU ou CUC codifica Ser e a outra especifica Leu Esta informação complementada com outras revelou que UCU codifica Ser e CUC codifica Leu