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biologia molecular prova 1, Notas de aula de Bioquímica

este é um resumo sobre 4 aulas da matéria biomolecular, (introdução, replicação, transcrição e tradução)

Tipologia: Notas de aula

2023

Compartilhado em 19/09/2023

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rafaela-macanhao-1 🇧🇷

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AULA 1: ÁCIDOS NUCLEICOS
Ácidos nucleicos: formado por uma cadeia de nucleotídeos
Nucleotídeos: açúcar(pentose) + base nitrogenada+ fosfato
o Base é ligada ao açúcar no C-1´ e o fosfato se conecta pelo C-
Nucleosídeo: é um nucleotídeo sem o fosfato
Composição do DNA (desoxirribunucleotídeos):
o
Seu açúcar/pentose é chamado de desoxirribose, por não possui OH no C2´
Bases nitrogenadas: A, T, G, C
Composição do RNA (Ribonucleotídeos):
o
Sua pentose é chamada de ribose, e possui OH no C-
Bases: A, U, G e C
CONFIGURAÇÃO:
o Endo: C-2´ está na mesma direção (plano) que o C- --> predomina no DNA
o Endo: C-3´ está na mesma direção (plano) que o C---> Predomina no RNA
o Exo seria quando o átomo está em um plano diferente do C-5
Bases nitrogenadas do DNA possuem ligações simples e duplas alternadas
o Purinas: adenina e guanina --> dois anéis
o Pirimidinas: timina, uracila e citosina
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AULA 1: ÁCIDOS NUCLEICOS

  • Ácidos nucleicos: formado por uma cadeia de nucleotídeos
  • Nucleotídeos: açúcar(pentose) + base nitrogenada+ fosfato o Base é ligada ao açúcar no C-1´ e o fosfato se conecta pelo C-5´
  • Nucleosídeo: é um nucleotídeo sem o fosfato
  • Composição do DNA (desoxirribunucleotídeos): o ▪ Seu açúcar/pentose é chamado de desoxirribose, por não possui OH no C2´ ▪ Bases nitrogenadas: A, T, G, C
  • Composição do RNA (Ribonucleotídeos): o ▪ Sua pentose é chamada de ribose, e possui OH no C-2´ ▪ Bases: A, U, G e C
  • CONFIGURAÇÃO: o Endo: C-2´ está na mesma direção (plano) que o C-5´ --> predomina no DNA o Endo: C-3´ está na mesma direção (plano) que o C-5´--> Predomina no RNA o Exo seria quando o átomo está em um plano diferente do C- 5
  • Bases nitrogenadas do DNA possuem ligações simples e duplas alternadas o Purinas: adenina e guanina --> dois anéis o Pirimidinas: timina, uracila e citosina
  • REGRA CHARGAFF: quantidade de A=T, quantidade de G=C o Se em um DNA tem 50 T, 30G, qual a quantidade de adeninas e citosinas e o nº total de bases nitrogenadas. R: Tem 50A e 30G, total: 160
  • MODELO ESTRUTURAL: o as pentoses e os fosfatos contornam externamente --> fazem corrimão o Bases nitrogenadas ficam para dentro o Ligação entre nucleotídeos = ligação fosfodiéster --> ligação covalente onde o C5´- fosfato do nucleotídeo se liga ao C3´-Hidroxila do nucleotídeo adjacente ▪ Auxilia na estabilidade do DNA ▪ O fosfato é o conector o Ocorre uma interação hidrofóbica entre as bases nitrogenadas --> elas se escondem na parte de dentro da estrutura do DNA por serem hidrofóbicas, assim, evitam contato com a água, e estabilizam o DNA o Fitas são antiparalelas: mais favorável energeticamente por causa da geometria dos seus componentes o Ela é torcida para direita o HIDRÓLISE RNA: RNA é hidrolisado rapidamente em soluções alcalinas, por conta de possuir OH no C-2´ ▪ Ocorre quebra das lig.fosfodiéster devido ao íon hidroxila presente na solução alcalina ▪ DNA não sofre facilmente a hidrolise, pois não possui C-2´ com OH, logo, é mais estável o EMPARELHAMENTO DAS BASES: plano dos seus anéis ficam em paralelo, como uma pilha de moedas (uma em cima da outra, empilhadas), desse modo elas se estabilizam e diminui o contato delas com a água, já que as bases nitrogenadas são hidrofóbicas o Ligação fosfodiéster interage com Mg+2, pois o fosfato possui carga o PADRÃO DE LIG DE HIDROGÊNIO: ▪ Os tautômeros são responsáveis pelo padrão (formas isômeras das bases se diferem apenas na localização do hidrogênio e ligação dupla), assim, cada base combina com a aquela que melhor sustenta o DNA ▪ A – T e fazem 2 pontes de H ▪ G – U Fazem 3 pontes de H
  • DESNATURAÇÃO DO DNA o Desnaturação = fusão (melting) --> ocorre quando a Temp. está extrema, o que rompe as ligações de hidrogênio, e consequentemente faz o DNA se desenrolar e formar 2 fitas simples o Renaturação = anelamento --> temp. volta ao normal e as fitas pareiam novamente o Para desnaturar um DNA que possui mais bases pareadas do tipo G – C precisa de uma temperatura maior o Durante a desnaturação ocorre a temperatura Melting, onde metade está desnaturado e a outra metade está pareada ▪ Depende da relação A-T e G-C, pois a temp. de Melting é maior quanto mais G-C tiver o As bases absorvem luz UV em 260 nm e quando estão despareadas elas aumentam sua absorção --> efeito hipercrômio

o Se for nas duas a partir da origem ela é bidirecional, duas forquilhas iniciam em pontos diferentes e vão para sentidos opostos o Se tiver mais de uma origem a forquilha de replicação começa em momentos diferentes e quando duas forquilhas de replicação se encontram ocorre fusão da bolha de replicação

  • Ocorre a abertura das fitas --> DNA helicase
  • Quando são desenroladas surge a região forquilha de replicação
  • DNA polimerase sintetiza bases complementares
  • SSB se liga nos locais de fita simples
  • SÍNTESE DA CONTÍNUA: tem apenas um primer e vai no sentido da forquilha de replicação
  • SÍNTESE DA DESCONTÍNUA: por ter que iniciar em uma fita sem 3´OH livre ela vai no sentido contrário da forquilha de replicação e da contínua, sendo feita por fragmentos de okazaki e precisando de vários SSB e PRIMERS
  • DNA Ligase faz sua função
  • No fim a DNA POLIMERASE I retira os primers e completa com as bases necessárias DNA POLIMERASE I da E.coli
  • Parte carboxiterminal tem polimerase e exonuclease
  • Parte aminoterminal tem ação exonuclease
  • Quando ela é clivada (quebrada) gera duas partes: uma menor (formada apenas pela exonuclease do aminoterminal) e uma parte maior (com a exonuclease + polimerase do carboxiterminal)
  • Os dedos das mãos fazem correto posicionamento das bases nitrogenadas da fita molde no sítio ativo

DNA POLIMERASE 3 da E.coli

  • Tem várias subunidades --> halo enzima o Alfa (α): polimeriza o épsilon 𝜀 : corrige erro o Gama (𝛾 ): lig DNA polimerase ao DNA da fita descontínua o Beta 𝛽 : garante possessividade (ficar ligado ao DNA por + tempo) --> como se fosse um grampo ao redor do DNA para fixá-lo o Chi, psi e delta (Χ, Ψ, 𝛿 ): braçadeira, e a delta permite deslizamento da beta e sua ligação
  • PROMOTOR: Sequência específica de DNA que mostra o início da transcrição o Nas bactérias o promotor está na região - 10 e - 35 o Essa numeração é dada considerando o primeiro nucleotídeo do DNA, que é usado para virar RNA o ▪ Na imagem região - 35 e – 10 (em vermelho) são promotores ▪ +1 é o ponto de partida --> início da transcrição --> sítio de início da transcrição ▪ Na linha vermelha está a sequência de RNAm gerada o ▪ Fator sigma da RNA polimerase reconhece região - 10 e – 35 devido a sequência consenso ▪ Sequência consenso é uma sequência com um padrão de nucleotídeos ▪ Elemento UP é um elemento regulador que estimula transcrição
  • TRANSCRIÇÃO se divide em 3 passos o Início o Alongamento da cadeia o Término o Após o término a RNA polimerase pode se ligar novamente a outro promotor e iniciar nova transcrição, sendo assim, a transcrição é um processo cíclico INÍCIO EM PROCARIOTOS
  • Promotores sinalizam onde a RNA polimerase Holoenzima deve se ligar na fita molde DNA para formar a bolha de transcrição (complexo de transcrição) e iniciar a síntese de RNAm ALONGAMENTO DA CADEIA
  • Ocorre a síntese --> adiciona os ribonucleotídeos complementares à fita molde DNA
  • Ex: fita molde 3´ AATTGGGCCCTA 5´

Fita RNAm 5´ UUAACCCGGGAU 3´ TÉRMINO

  • Complexo de transcrição é dissociado da fita molde de DNA em respostas a sinais específicos
  • Terminação grampo: ocorre região onde tem pareamento entre as próprias bases do RNA, esse grampo que é formado impede a RNA polimerase de se movimentar o
  • Término dependente de RHO --> modelo alostérico o É uma proteína que se liga ao RNA nascente (que está sendo sintetizado) que faz ele se desassociar da RNA polimerase - -> pois desestabiliza o complexo de transcrição TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS
  • Tem 3 polimerases principais: I, II e III o Cada uma delas se liga a um promotor específico e diferente
  • Ocorre no núcleo das células
  • Tem regiões regulatórias o Enhancers = aumentam taxa de transcrição
  • PROMOTOR: o TATA BOX: Sequência no DNA contente muitas T e A --> TATAAA ▪ Esse promotor é reconhecido pela TBP que se liga a ele o Iniciador --> TSS= Sítio de início de transcrição --> promotor principal (promotor core) o Promotor da RNA polimerase I ▪ o Promotor RNA polimerase II

o Tem uma sequência de DNA rica em Timina, que desestabiliza o complexo de transcrição e a RNAp III se desliga do DNA molde usado

  • Término em RNA polimerase II o Torpedo: exonuclease 5´-3´vai em direção ao complexo de transcrição, após clivagem do complexo poliadenilação (adiciona sequência de Adenina na extremidade 3´ do pré-RNAm formado --> cauda poli A) o Alostérico: a clivagem que ocorre após poliadenilação faz ocorrer alterações conformacionais na RNApII, levando sua desestabilização
  • Após essa transcrição o RNA formado não está pronto para tradução, por isso é chamado de pré-RNAm, ele precisa ser modificado para virar RNAm maduro o Adiciona na ponta 5´o cap5´ --> uma guanosina modificada ▪ Protege o RNAm de ser quebrado o Na ponta do fim é adicionada cauda poli-A ▪ Gera estabilidade e protege o Ambos ajudam o RNAm a ser transportado para citoplasma e levado ao ribossomo o Após modificar as pontas o RNA sofre SPLICING ▪ Remove íntrons e une éxons ▪ Íntrons = parte não codificante do RNAm --> não tem info pra produzir peptídeo, logo, é inútil ▪ Éxons= parte codificante --> útil o Depois dessas modificações ele é RNAm maduro

AULA: TRADUÇÃO

TRADUÇÃO

  • Síntese de polipeptídios: sequência de aminoácidos o Nem toda tradução gera proteína, pois uma sequência de aa pequena não é proteína
  • Procariotos ocorre no mesmo local que a transcrição, e antes mesmo de acabar esse processo ela já começa traduzir
  • Eucariontes ocorre no citoplasma --> ribossomo
  • Procariotes RNAm já está pronto para traduzir, mas em eucariontes ele é modificado para virar RNAm maduro e depois transportado do núcleo para ribossomo
  • RNAm é lido por códon--> sequência de 3 nucleotídeos que corresponde a um certo aminoácido o AUG marca início --> metionina o O término é dado pelos códons: UAA, UGA, UAG --> não geram aminoácido
  • RNAm é lido 5´-3´
  • Quem lê é o RNA transportador o Possui o anticódon --> pareamento com o códon--> ocorre dentro ribossomo o Leva o aa corresponde ao códon do RNAm
  • RIBOSSOMO: Composto por RNA ribossômico e proteínas (ajudam a manter conformação) o Local onde ocorre a tradução o Tem 2 subunidades (uma maior 50 S e outra menor 30S) que englobam o RNAm, como se fosse um hamburguer ▪ o Possui compartimentos que oferecem local para ocorrer interação entre RNAm e RNAt --> Sítios E, P e A --> locomoção ocorre nesses sítios o Catalisa ligação peptídica (união de aa)
  • Código genético: tabela para decifrar qual aa é gerado para cada códon o É degenerado: códons diferentes podem geram os mesmos aminoácidos: sinônimos ▪ Diminui risco de mutações
  • RNA Transportador: o Formato de trevo de 4 folhas o Tem um RNAt para cada tipo de aa que representa

o

  • Por que tem o S após os números? Ex: subunidade 50S do ribossomo o Pois é uma unidade que determina o tamanho das moléculas com base na velocidade de sedimentação (partículas vão para fundo do líquido) quando são centrifugadas o Quanto maior o valor maior a partícula, então a subunidade 50S é maior que a 30S
  • RELAÇÃO ENTRE OS RNA RIBOSSÔMICOS E CADA PROTEÍNA QUE É USADA PARA FORMAR AS SUBUNIDADES DO RIBOSSOMO o ▪ Em procariotos a subunidade maior é formada por tRNA 23S e 5s + L1, L2 e L ▪ Subunidade menor é formada por RNAt 16S + S1, S2, S INÍCIO DA TRADUÇÃO
  • Forma complexo de tradução o Para formar o complexo deve ocorrer identificação da SD e do iniciador e a dissociação da subunidade 50S e 30S
  • Tem vários fatores de iniciação o IF3 --> Faz unidade 50S e 30S se dissociarem o IF3+ IF1 --> Faz 30S se ligar ao RNAm e o códon iniciador fica no sítio P do ribossomo (lembrando que os sítios são os locais que ocorrem interação entre RNAt e RNAm) o IF2 --> faz tRNA fMet (carregado com N-formil metionina) se ligar ao 30S e ter pareamento entre códon e anticódon ▪ Ao contrário dos eucariontes que o AUG gera um aminoácido metionina, o tRNAfmet não gera aminoácido no final
  • Depois da ação desses fatores de iniciação o grupo formil é retirado: peptídeo deformilase
  • Metionina é removida: metionina aminopeptidase
  • Ocorre liberação dos fatores de iniciação pela hidrólise do ATP, após essa liberação as subunidades de associam e o complexo de iniciação de tradução está formados ELONGAMENTO DA CADEIA
  • Ocorre nos sítios E, P e A o E: exit o P: sítio peptil o A: aminoacil tRNA carregado --> tRNA carregando aa
  • 1ª Oocorre ligação do próximo Aminoacil tRNA no sítio A, nesse sítio em o EF-tu, um fator de elongação, e ocorre a peptidil transferase, que catalisa a formação de ligação peptídica
  • 2º tem a transferência do RNA do sítio A para P, quem faz transferência é o EF-G, mas antes dessa transferência o espaço do sítio P estava ocupado, então quem estava ocupando espaço vai para outro lugar
  • 3º quem estava ocupando lugar no P vai para o E
  • 4º novo códon se posiciona no sítio A
  • Resumo sítio A--> P --> E TÉRMINO
  • Vai produzindo o polipeptídeo até achar a terminação (que não produz aa)
  • Quando o códon de terminação chega no sítio A os fatores de liberação (RF1 até RF4) induzem a dissociação das subunidades e liberação do RNAm, RNAt e peptídeo formado
  • TÉRMINO EM OPERONS/POLICISTRÔMIOS (vários genes no mesmo aa que gera várias prot) o ▪ Quando os próximos iniciadores estão muito longe do término da tradução anterior ocorre a dissociação do ribossomo (desfaz complexo) e precisa de novo SD + iniciador o ▪ Quando o próximo iniciador está perto ou sobreposto ao término da tradução anterior não precisa dissociar ribossomo e não precisa de SD DEGRADAÇÃO DO RNA
  • Degradado para reutilizar ribonucleotídeos para síntese de RNAm --> transcrição
  • Ação das RNAases: ribonucleases, enzimas que degradam RNA--> quebra lig. Fosfodiéster
  • Dois modos que agem juntos: