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O Gene No Comando

Vitória Beraldo Portugiesisch

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O Gene No Comando

Tradução
- Código genético
  - Conjunto de tripletes que especificam cada aminoácido
  - Linguagem utilizada na tradução
- Grupo de três nucleotídeos lidos por vez (tripletes)
  - 3 fases de leitura possíveis em um mRNA para codificar proteína
- Códon
  - Cada grupo de 3 nucleotídeos
  - Específico para cada aminoácido
- tRNA
  - Moléculas adaptadoras
  - RNA transportador
  - Reconhecem o códon
  - Se ligam ao códon e ao aminoácido
  - Forma de "folha de trevo"
  - Enovelamento mantido por ligações de hidrogênio
  - Código genético é redundante
    - Mais de um tRNA para vários aminoácidos
    - Mais de um tRNA no pareamento de moléculas de RNA com mais de um códon
    - Pareamento oscilante
- Conversão da informação do RNA para proteína
- tRNAs
  - Covalentemente modificados antes de saírem do núcleo
  - Mecanismo de corte e colagem
    - Catalisado por proteínas
  - Aminoacil-tRNAs sintetases
    - Enzimas responsáveis pelo reconhecimento e ligação ao aminoácido correto
    - Acoplam covalentemente cada aminoácido ao seu conjunto apropriado de moléculas de tRNA
  - Enzima diferente para cada aminoácido
  - Sintetizados pela RNA-polimerase III
  - Adaptadores importantes na decodificação
    - Aminoacil-tRNAs sintetases e tRNAs
  - Reação de splicing quimicamente distinta da de pré-mRNA
  - Há um controle da quantidade na geração de tRNAs
- Cadeia polipeptídica em crescimento
  - Ligação peptídica
    - Grupo carboxila
      - Na extremidade da cadeia polipeptídica em crescimento
    - Grupo amino livre
      - No novo aminoácido
  - Síntese da proteína a partir do N-terminal até o C-termina
  - Aminoácidos são adicionados à extremidade C-terminal da cadeia
- Ribossomos
  - Local em que ocorre a síntese proteica
  - Máquina catalítica complexa
  - RNAs ribossômicos (rRNAs)
  - Quatro sítios de ligação
    - 1 para mRNA
    - 3 para tRNA
      - A, P e E
  - Síntese de proteínas
    - mRNA → tRNA → aminoácidos → cadeia polipeptídica
  - Ribozima
    - Molécula de RNA que possuem atividade catalítica
  - Proteínas ribossômicas
    - Estabilizam o cerne de RNA
  - Códon de terminação: faz ribossomo liberar a proteína
- Etapas do crescimento da cadeia
  - 1ª: Ligação do tRNA
  - 2ª: Formação da ligação peptídica
  - 3ª: Translocação da subunidade maior
  - 4ª: Translocação da subunidade menor
  - Após translocações
    - Ribossomo se move três nucleotídeos sobre o mRNA
      - Posicionando-se para o próximo ciclo
- Fatores de alongamento ou de extensão
  - Promovem a tradução
  - Aumentam a exatidão do processo
  - Hidrolisam GTP em GDP
  - Induzem modificações conformacionais no processo
  - Fatores EF1 e EF2 em eucariotos
    - EF1 aumenta precisão da tradução
  - Ligações incorretas
    - Induzem a terminação prematura da proteína por "fatores de liberação"
- Sinais para iniciação da síntese
  - Sequências nucleotídicas no mRNA
    - Sinalizam onde iniciar a síntese proteica
  - Iniciação: fase de leitura do mRNA
  - Tradução do mRNA inicia com códon AUG (metionina)
  - tRNA iniciador: carrega aminoácido metionina
    - tRNA iniciador se liga ao sítio P
  - Metionina é o primeiro aminoácido de toda proteína
  - Proteínas adicionais em eucariotos
- Terminação da síntese
  - Códons de terminação marcam o final da tradução
  - UAA, UAG e UGA
  - Sinalizam para o ribossomo o fim do processo
  - Fatores de liberação (proteínas)
    - Se ligam ao ribossomo que contenha um códon de terminação no sítio A
- Polirribossomos
  - Grandes arranjos citoplasmáticos
  - Compostos por vários ribossomos
  - Local de produção das proteínas
- Proteínas
  - Precisam se enovelar e se ligar a cofatores para exercer sua função
  - Algumas proteínas iniciam seu enovelamento ainda durante a síntese
  - Muitas são reguladas por destruição controlada
- Chaperonas
  - Auxiliam no enovelamento da maioria das proteínas
  - Chaperonas moleculares
    - Reconhecem configurações erradas e enovelamentos inadequados
  - "Proteínas de choque térmico"
    - Produção aumentada após exposição da célula a temperaturas elevadas
  - Vários tipos de chaperonas
    - hsp60
      - Ou chaperonina
      - Forma estrutura em formato de barril para impedir o dobramento da proteína
    - hsp70
      - Libera a proteína em solução para que possa se enovelar novamente
- Anticódon
  - Conjunto de 3 nucleotídeos consecutivos
  - Pareiam com um códon complementar na molécula de tRNA
- Leitura da informação genética
Transcrição
- Produção de moléculas de RNA a partir do DNA
- Leitura das instruções genéticas dos genes pelas células
- RNA-polimerases
  - Realizam a transcrição
  - Desespiralizam a dupla-hélice à frente do sítio ativo
  - Expõem nova região da fita-molde para o pareamento de bases
  - Substratos
    - Ribonucleosídeos trifosfato
      - ATP, CTP, UTP e GTP
- Pareamento de bases complementares
  - A com U
  - C com G
- Sinais de início e término do processo
  - Regulagem de qual proteína será produzidade
  - Controle da frequência de produção proteica
  - Heterogêneos
  - Indicam início e término do genoma
- Procariotos
  - Fator sigma (σ)
    - Subunidade adicional que se associa a RNA-polimerase
    - Auxilia na leitura dos sinais do DNA
      - Indicam onde iniciar a transcrição
  - Promotor
    - Indica o ponto de início para a síntese de RNA
    - Sequência especial de nucleotídeos
  - Holoenzima RNA-polimerase
    - Enzima-base + fator σ
  - Bolha de transcrição
    - Região não pareada de DNA
  - Terminador
    - Libera a molécula de RNA recém-sintetizada
    - Sinal de terminação da síntese de RNA
    - Libera o molde DNA
- Eucariotos
  - Transcrição requer várias proteínas
    - RNA-polimerases I, II e III
      - Transcrevem diferentes categorias de genes
      - RNA-polimerases I e III
        Transcrevem
        Genes que codificam RNA de transferência
        RNA ribossômico
        Vários pequenos RNAs
      - RNA-polimerase II
        Transcreve a maioria dos genes
        Todos os que codificam proteínas
        Principal para a transcrição
  - Fatores gerais de transcrição
    - Funções semelhantes ao fator sigma (σ) nas bactérias
    - Posicionam a RNA-polimerase II sobre o promotor
      - RNA-polimerase II + promotor
        Sofre alterações estruturais para seu alongamento
        Sintetiza pequenos fragmentos de RNA
    - Separam as cadeias de DNA
    - Liberam a RNA-polimerase para iniciar o alongamento
    - Proteínas "gerais"
      - Necessárias a todos os promotores utilizados pela RNA-polimerase
    - Conjunto de proteínas TFII
      - Fator de transcrição para a polimerase II
        TFIIH
        Fator de iniciação mais complexo
        Responsável por diferentes etapas na iniciação
        TFIIA, TFIIB, THIIC, TFIID
    - Sequência TATA ou TATA-box
      - TBP (proteínas de ligação a TATA)
        Proteínas de ligação a TATA
        Subunidade que reconhece a sequência TATA
      - Indica onde a sequência genética pode ser lida e decodificada
        TFIID (proteína) + DNA com nucleotídeos T e A em abundância
  - Etapa-chave
    - Adição de grupos fosfato à cauda da RNA-polimerase
      - No domínio C-terminal
        CTD
        52 repetições de sete aminoácidos
      - Serina (aminoácido) é fosforilada por TFIIH
      - Polimerase se separa do agrupamento de fatores
  - RNA-polimerase II
    - Requer proteínas ativadoras, mediadoras e modificadoras de cromatina
      - Ativadoras transcricionais
        Uma das principais formas de regulação gênica
        Proteínas reguladoras dos genes
        Se ligam a sequências de DNA específicas (enhancers/estimuladores)
        Atraem a RNA-polimerase II ao ponto de iniciação
      - Mediador
        Grande complexo proteico
        Permite a comunicação entre:
        Proteínas ativadoras
        RNA-polimerase II
        Fatores gerais
      - Enzimas modificadoras da cromatina
        Complexos remodeladores da cromatina
        Enzimas modificadoras de histonas
    - Deve ser liberada desse complexo de proteínas
      - Para iniciar a transcrição
  - Alongamento da transcrição
    - RNA-polimerases + fatores de alongamento (ou de extensão)
      - Fatores de alongamento
        Diminuem chance da RNA-polimerase se dissociar antes de terminar um gene
    - Chaperonas
      - Proteínas acessórias
        Auxiliam a dissociação de nucleossomos frente à RNA-polimerase
    - DNA-topoisomerases
      - removem a tensão super-helicoidal provocada pela transcrição
  - Capeamento do RNA
    - Primeira modificação dos pré-mRNAs eucarióticos
      - Adição de um "quepe" (nucleotídeo guanina modificado) na extremidade 5' do RNA novo
        Três enzimas de capeamento
        Metiltransferase
        Adiciona um grupo metila à guanosina
        Quepe metil 5' é importante na tradução dos mRNAs no citosol
        Guaniltransferase
        Adiciona um GMP (Monofosfato Cíclico de Guanosina) em uma ligação reversa (5' para 5')
        Fosfatase
        Remove fosfato da extremidade 5' do RNA nascente
  - Splicing do RNA
    - Remove sequências de íntrons de pré-mRNAs recentemente transcritos
    - Promove a recombinação genética íntron-éxon
      - Íntrons: sequências intervenientes longas
        Éxons: sequências codificadoras curtas
    - Incrementa potencial codificador de genomas em eucariotos
      - Três regiões
        Regiões 5' e 3'
        Região do ponto da forquilha na sequência do íntron
        Forma a base do fragmento em laço a ser excisado
    - Realizado pelo spliceossomo
      - Grande arranjo de moléculas de RNA e de proteínas
        Realiza o splicing do pré-mRNA na célula
  - mRNAs eucarióticos maduros
    - RNA mensageiro - mRNA
    - Os processados inadequadamente
      - Degradados pelo exossomo nuclear
    - Os adequadamente processados
      - Transportados através dos complexos do poro nuclear
    - RNAs não codificadores
      - Também são processados e sintetizados no núcleo
    - Vão até o nucléolo
      - Fábrica produtora de ribossomos
        Continuidade do processo de síntese proteica
        Tradução
Princípios de regulação da expressão dos genes
- Expressão gênica
  - Processo de decodificação da informação genética de genes ativos
- Diferentes tipos celulares
  - Sintetizam diferentes conjuntos de RNAs e proteínas
- 6 principais formas de regulação gênica
  - Controle do transporte e da localização de RNA
    - Seleciona quais mRNAs completos são exportados do núcleo para o citoplasma
    - Determina onde no citoplasma eles (mRNAs) ficam localizados
      - Transporte do RNA a partir do núcleo: pode ser regulado
        Alguns mRNAs estão restritos a regiões específicas do citosol
  - Controle transcricional
    - Controla quando e como um determinado gene é transcrito
    - Mais importante para a maioria dos genes
    - Garante que a célula não sintetizará intermediários supérfluos
    - Proteínas reguladores da transcrição
      - Reconhecem sequências específicas de DNA
        Sequências reguladoras cis-atuantes
      - Diversos tipos
        Hélice-volta-hélice
        Zíper de leucina
        Reconhecimento de DNA contendo folhas β
        Dedo de zinco
        Homeodomínio
        Hélice-alça-hélice
      - Ativam e inativam os genes
        Ativadores e repressores transcricionais
    - Metilação do DNA
  - Controle da atividade proteica
    - Ativa, inativa, degrada ou compartimentaliza seletivamente moléculas de proteína específicas após a sua produção
  - Controle da degradação do mRNA
    - Desestabiliza seletivamente certas moléculas de mRNA no citoplasma
      - Encurtamento gradual da cauda de poli-A por uma exonuclease
      - "Decapping"
      - Corpos P e grânulos de estresse
  - Controle do processamento de RNA
    - Controla como o transcrito de RNA é submetido a splicing ou é processado
      - Controle pós-transcricional
        Splicing alternativo do RNA
        Mudança no sítio de clivagem ou adição de poli-A
        Pode alterar extremidade C-terminal de uma proteína
        Edição do RNA pode alterar o significado da mensagem do RNA
  - Controle traducional
    - Seleciona quais mRNAs no citoplasma são traduzidos pelos ribossomos
      - As regiões 5’ e 3’ não traduzidas dos mRNAs controlam a sua tradução
      - Sítios internos de entrada no ribossomo
        Controle traducional
      - Códons AUG e montante do início da tradução
        Iniciação
      - Fosforilação de um fator de iniciação
        Regula síntese proteica de maneira global
- Sinais externos
  - Podem induzir uma célula a alterar a expressão de seus genes
- RNAs não codificadores também regulam a expressão gênica
  - Interferência de RNA (RNAi)
    - Também é usada como mecanismo de defesa celular
  - micro-RNAs (miRNAs)
  - piRNAs (RNAs que interagem com piwi
Replicação do DNA
- Maquinaria de replicação
  - Enzimas, proteínas e DNA
- Genoma é replicado
- Estabilidade genética
  - Mecanismos de reparo
  - Genoma praticamente não se altera na replicação
- Fita-molde é utilizada para a criação da nova fita de DNA
  - DNA-molde
    - Cópias de nucleotídeos de uma fita em uma sequência complementar de DNA
- Replicação semiconservativa
  - Cada uma das fitas "de origem" é molde para formar fita nova
- Fundamenta-se no pareamento de bases
- Auxílio de enzimas e proteínas
  - DNA-polimerase
    - Atua também na incorporação dos desoxirribonucleosídeos
    - Atua no posicionamento dos desoxirribonucleosídeos
    - Substratos
      - Desoxirribonucleosídeos trifosfato (nucleotídeos livres)
    - Primeira enzima que polimeriza DNA
      - Polimerização: requer molde de DNA de fita simples
    - A forquilha de replicação do DNA é assimétrica
    - Direção 5' para 3' do crescimento da cadeia
    - Início da replicação
      - Fita-iniciadora
      - DNA-polimerase
      - Fita-molde
    - Mecanismo de correção que tenta evitar mutações
    - Enzima autocorretora
  - DNA-primase
    - Sintetiza pequenas moléculas de iniciadores de RNA na fita retardada
    - Produz fita iniciadora complementar
      - Necessária à DNA-polimerase
    - Enzima
    - Utiliza ribonucleosídeos trifosfato
    - Inicia fragmento de Okasaki
  - DNA-ligase
    - Liga a extremidade 3' do novo fragmento de DNA à extremidade 5'
    - Liga os novos fragmentos de Okazaki à cadeia crescente
    - Enzima
  - DNA-helicases
    - Fornecem moldes de DNA de fita simples para a atuação da polimerase
    - Promovem abertura da dupla-hélice
    - Quebra das pontes de hidrogênio que unem as bases
    - Enzima
    - Hidrolisam adenosina trifosfato (ATP)
  - Proteínas ligadoras de fita simples de DNA
    - Desestabilizadoras de hélices
    - Expõem fitas simples de DNA sem encobrir suas bases
    - Evitam a formação de grampos no DNA de fita simples
    - Auxiliam as helicases
    - Estabilizam a conformação distorcida da fita simples
    - Cinta deslizante
      - Proteínas ligadoras + helicases + proteína acessória
  - DNA-topoisomerases
    - Aliviam a supertorção do DNA
    - Evitam o emaranhamento do DNA durante a replicação
    - Nuclease reversível
      - Se liga covalentemente a um fosfato da cadeia principal do DNA
        Clivando a ligação fosfodiéster
    - Topoisomerase I
      - Clivagem temporária na fita simples
    - Topoisomerase II
      - Forma ligação covalente com ambas as fitas de DNA
      - Forma uma quebra de fita dupla temporária na hélice
- Ocorre na etapa de preparação da célula para a divisão celular
- Fragmentos de Okazaki
  - Fita-líder ou fita-contínua
    - Fita-filha de DNA sintetizada continuamente
  - Unidos após sua síntese
    - DNA-polimerase + iniciador de RNA
  - Polimerizados apenas em 5'-3’
  - Segmentos intermediários
    - Presentes na forquilha de replicação crescente
  - Fita-retardada ou descontínua
    - Ocorre após a síntese da fita-líder
    - Modo descontínuo
    - Direção da polimerização contrária ao de crescimento da cadeia
- Semelhante em eucariotos e procariotos
- Cromossomos
  - Eucariotos possuem muitas origens de replicação cromossômica
  - DNA + histonas
  - Chaperonas de histonas
    - Ligam-se às histonas altamente básicas e as liberam no contexto apropriado
  - Telomerase
    - Enzima que replica as extremidades dos cromossomos

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Beschreibung: Mindmap am O Gene No Comando, erstellt von Vitória Beraldo am 26/10/2021.
Erstellt von: Vitória Beraldo
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