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Duplicação do DNA & Síntese de proteínas

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  1. Duplicação do DNA & Síntese de proteínas

  2. ÁCIDOS NUCLÉICOS • Conceito: • Os Ácidos Nucléicos são macromoléculas, formadas por seqüências de nucleotídeos, especializadas no armazenamento, na transmissão e no uso da informação genética. • Existem dois tipos de Ácidos Nucléicos: • DNA (Ácido Desoxirribonucléico) • RNA (Ácido Ribonucléico) • 2) Composição Química • Os Ácidos Nucléicos são compostos por monômeros chamados nucleotídeos. • Estrutura de um nucleotídeo: • 1 Fosfato • 1 Pentose • 1 Base Nitrogenada Nucleotídeo

  3. ÁCIDOS NUCLÉICOS • 2) Composição Química • Os Ácidos Nucléicos unem-se uns aos outros através de ligações fosfodiéster formando cadeias contendo milhares de nucleotídeos. Fosfato Ligações Fosfodiéster

  4. ÁCIDOS NUCLÉICOS Podemos verificar que: Timina (T) está presente somente no DNA • 3) Bases Nitrogenadas • 3.1) Tipos: Existem 5 tipos de bases nitrogenadas. E Uracila somente no RNA São bases do DNA Adenina Timina Guanina Citosina São bases do RNA Adenina Uracila Guanina Citosina

  5. ÁCIDOS NUCLÉICOS • 3) Bases Nitrogenadas • 3.2) Classificação: As Bases Nitrogenadas podem ser classificadas quanto ao número de anéis. Bases Pirimídicas Contém apenas 1 anel na estrutura molecular Bases Púricas Contém 2 anéis na estrutura molecular

  6. ÁCIDOS NUCLÉICOS • 3) Bases Nitrogenadas • 3.3) Pareamento de Bases Nitrogenadas • O Pareamento das Bases Nitrogenadas • se dá por meio de Ligações de Hidrogênio. No RNA Como não possui Timina, Adenina se liga a Uracila No DNA Adenina sempre se liga a Timina e vice-versa No DNA Guanina sempre se liga a Citosina e vice-versa Adenina Guanina Citosina Timina Formação de 2 ligações de Hidrogênio Formação de 3 ligações de Hidrogênio

  7. ÁCIDOS NUCLÉICOS • 3) Bases Nitrogenadas • 3.3) Pareamento de Bases Nitrogenadas • O Pareamento das Bases Nitrogenadas • se dá por meio de Ligações de Hidrogênio. RNA Como não possui Timina Adenina ligará sempre com Uracila E vice-versa

  8. ÁCIDOS NUCLÉICOS • 4) Pentose

  9. ÁCIDOS NUCLÉICOS • 5) RNA (Ácido Ribonucléico) • Características: • Local de Produção: Núcleo da Célula (Transcrição) • Estrutura: 1 Fita (fita simples) • Nucleotídeo contendo: • Ribose • Bases Nitrogenadas: • Uracila, Adenina, Guanina e Citosina • Fosfato • Tipos de RNA: • RNAm (Mensageiro) • RNAt (Transportador) • RNAr (Ribossômico) RNA mensageiro Leva o código genético do DNA para o citoplasma onde ocorrerá a Tradução. RNA Transportador Transporta Aminoácidos até o local da síntese de proteínas na Traduação. RNA Ribossômico Participa da constituição dos Ribossomos. São armazenados no núcleo (nucléolo).

  10. ÁCIDOS NUCLÉICOS • 5) RNA (Ácido Ribonucléico) • Os tipos de RNA e suas funções RNA Transportador (RNAt) Carreador de aminoácidos Forma de um trevo RNA Mensageiro (RNAm) Transcreve o código genético e o leva para o citoplasma. RNA Ribossômico (RNAr) Parte constituinte dos Ribossomos

  11. ÁCIDOS NUCLÉICOS • 6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) • Forma Estrutural

  12. ÁCIDOS NUCLÉICOS • 6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) • Características: • Estrutura: 2 Fitas unidas pelas • bases nitrogenadas em forma de α hélice • 2. Nucleotídeo contendo: • Desoxirribose • Bases Nitrogenadas: • Timina, Adenina, Guanina e Citosina • Fosfato • Relação das Bases • A/T = 1 • G/C = 1 • Quantidade • Maior no núcleo/nucleóide (cromatina ou cromossomo) • Menor no citoplasma (mitocôndrias e cloroplastos)

  13. ÁCIDOS NUCLÉICOS

  14. DUPLICAÇÃO DO DNA • A Estrutura do DNA • Elucidada em 1953 por Watson e Crick • Modelo Helicoidal – Dupla Hélice

  15. DUPLICAÇÃO DO DNA • 2) Propriedades da Duplicação • O DNA é a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação. • A duplicação do DNA ocorre sempre quando uma célula vai se dividir. • Ocorre durante a fase S da intérfase. • É do tipo semiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda da molécula original e outra fita recém sintetizada.

  16. DUPLICAÇÃO DO DNA • 3) A Replicação • A replicação do DNA ocorre em duas etapas: • Separação das bases nitrogenadas. • b) Inserção e pareamento de novos nucleotídeos • em cada fita pela DNA polimerase. A Enzima DNA polimerase capta nucleotídeos e os unem, conforme o pareamento: A-T / G-C Energia Para este processo ocorrer é necessário energia! De onde será que vem essa energia? Essa energia liberada é então utilizada pela Enzima DNA polimerase para unir um nucleotídeo ao outro. Os nucleotídos que chegam carragam consigo 3 grupos fosfatos. Quando o nucleotídeo é inserido na fita há liberação de energia

  17. DUPLICAÇÃO DO DNA Por ser muito extenso o DNA é aberto em locais específicos chamados Origens de replicação. • 3.1) Origem de Replicação As origens de replicação formam “bolhas de replicação” que avançam para os dois lados simultâneamente. Por isso a replicação do DNA é dita Bidirecional A medida que vão avançando elas vão se encontrando até duplicar o DNA inteiro. Semiconservativa

  18. DUPLICAÇÃO DO DNA • 3.2) Início da Replicação • A enzima DNA polimerase não é capaz de iniciar uma fita a partir do nada. • As DNA’spolimerase necessitam de uma fita inicializadora auxiliar (primer) • Uma enzima chamada primase confecciona o primer para que a DNA polimerase • possa iniciar a duplicação do DNA.

  19. DUPLICAÇÃO DO DNA • 3.3) Sentido de Alongamento do DNA: 5’  3’ • A DNA polimerase percorre o DNA sempre no sentido 5’  3’ • Dessa maneira o DNA novo só pode crescer neste sentido 5’  3’ Etapas da duplicação 2) A fita de cima é chamada fita líder pois se encontra na orientação correta (5’  3’) 3) Na medida que a helicase vai abrindo a dupla hélice a DNA polimerase vai sintetizando a fita líder 4) Só que o DNA apresenta uma orientação anti-paralela entre as duas fitas. 1) Na frente vai a enzima helicase abrindo a dupla hélice. 6) A fita de baixo é chamada de fita retardada, pois nesse caso a DNA polimerase alonga esta fita no sentido contrário à helicase. 7) Dessa maneira, a fita retardada é sintetizada de trechos em trechos a partir de primers formando vários fragmentos de DNA. 8) No final do processo: Os primers da fita retardada são removidos e os fragmentos de DNA unidos pela DNA polimerase. 5) Isso significa que se a fita líder está na orientação correta (5’  3’) a outra não está.

  20. DUPLICAÇÃO DO DNA • 4) Video

  21. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • Visão Geral • A síntese de proteínas contém duas etapas: • Transcrição (núcleo) • DNA  RNA • Tradução (citoplasma) • Formação do Polipeptídio Em resumo: A Síntese de Proteínas consiste em unir aminoácidos de acordo com a seqüência de códons presentes no RNAm

  22. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 2) Transcrição • Um fragmento de DNA (gene) é utilizado como molde para confeccionar moléculas de RNA • Gene: É um trecho do DNA que pode ser transcrito em RNA. • Os RNA’s formados podem ser de três tipos: • RNAm (mensageiro) • RNAt (transportador) • RNAr (ribossômico) Gene

  23. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 2) Transcrição Quem realiza a transcrição do DNA é a enzima RNA Polimerase A RNA polimerase só pode transcrever trechos do DNA que sejam genes! Como a RNA polimerase consegue identificar os genes??? Sempre antes de cada gene existe um trecho de DNA chamado promotor. O promotor apresenta uma sequência de bases que a RNA polimerase reconhece. A RNA polimerase se liga ao promotor e abre a dupla hélice do DNA e inicia o processo de transcrição!!!

  24. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 2) Transcrição em vídeo

  25. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 3) Transcrição em Procariotos • Em procariotos (bactérias) um promotor controla a transcrição de mais de um gene. • O sistema 1 promotor  vários genes é chamado de Operon. • O RNAm de um procarioto carrega consigo a informação de mais de um gene. • Dessa maneira a tradução do RNAm de procariotos irá produzir mais de uma proteína diferente. • RNA Procariótico seqüência não codificante • 5’ 3’ • RNA Eucariótico • 5’ 3’ Seqüência β Seqüência α Seqüência γ P Proteína α Proteína β • Proteína γ P Seqüência Codificante Proteína

  26. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 3) Transcrição em procariotos - Vídeo

  27. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 4) Transcrição em Eucariotos (Exons e Íntrons) • Os genesde Eucariotos nãosão contínuos • Existem fragmentos denominados Exonse fragmentos denominados Íntrons • Os Éxons são funcionais e codificam proteínas; porém os Íntrons não codificam. Na transcrição tanto os Éxons quanto os Íntrons são transcritos. O RNA mensageiro que possui Éxons e Íntrons é chamado de Primário. Enzimas denominadas Nucleases retiram todos os Íntros deixando no RNAm somente os Éxons Este processo de retirada dos Éxons recebe o nome de Splicing Enzimas denominadas Ligases irão realizar a união de todos os Éxons formando um RNAm Secundário Dessa maneira somente o RNAm contendo Éxons é que vai para a segunda etapa da Síntes de Proteínas, a Tradução no citoplasma da célula.

  28. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 5) Tradução • É o processo no qual as seqüências de nucleotídeos em uma molécula de RNA mensageiro direciona a incorporação de aminoácidos em uma proteína. • É a Segunda Etapa da Síntese de proteínas e ocorre no citoplasma • O RNA mensageiro após ser transcrito sai do núcleo e migra para o citoplasma • O RNA mensageiro é utilizado como molde para a produção de proteínas • Participantes da Tradução: RNA mensageiro, RNA transportador, Ribossomos e Aminoácidos. RNA transportador Metionina Prolina RNA mensageiro Códon Serina Aminoácidos Ribossomo Anticódon

  29. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 5) Tradução Cada 3 Bases (triplet) do gene do DNA recebe o nome de Código. Os códigos do Gene do DNA são transcrito em CÓDONS de RNA mensageiro. Dessa maneira cada CÓDON do RNAm possui 3 bases nitrogenadas que complementa seu respectivo CÓDIGO. Na Tradução cada CÓDON (3 bases do RNAm) codifica um Aminoácido. 1 CÓDON = 1 AMINOÁCIDO. Lembre-se de que existem Códons de Início (AUG) e Códons de Parada (UAA), (UAG) e (UGA) A Tabela do Código Genético nos informa qual aminoácido será incorporado na proteína dependendo do códon presente no RNAm A Tradução ocorre nas organelas celulares chamadas Ribossomos. Estes possuem 2 subunidades, as quais se unem quando o Ribossomos se liga ao RNAm. Código

  30. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 5) Tradução

  31. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 5) Tradução

  32. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 5) Tradução Códon de parada (UAA)

  33. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • Tradução • Resumo

  34. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • Tradução em vídeo

  35. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • Tradução • Tradução no R.E.R

  36. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • Tradução no R.E.R. em vídeo

  37. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • Tradução • Destino dos polipeptídios transcritos

  38. SÍNTESE DE PROTEÍNAS • 6) O Código Genético • O código genético consiste em trincas de nucleotídeos (códons) • Como existem 4 bases de RNA (A,U,G,C), existem ao todo 64 códons. • Porém, como vimos, um códon (AUG) é o de inicio e três são se parada (UAA), (UAG) e (UGA). Podemos dizer também que o Código Genético é universal, pois os códons têm o mesmo significado em quase todos os organismo do planeta. Existem apenas 20 aminoácidos diferentes para 60 códons. Então, há mais de um códon para certos aminoácidos. Dizemos que o Código Genético é Degenerado ou Redundante. Porém, o Código Genétigo não é Ambíguo: um único códon não especifica mais do que um aminoácido.