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Replicação, transcrição, tradução e controle da expressão gênica
Replicação
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Possibilidade de transmitir doenças
para prole, replicando também uma mutação
Antes da divisão celular, garante que células novas recebam copias idênticas do DNA
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Efetividade: múltiplas origens (inícios/forquilhas de replicação) e processo bidirecional - replica tudo entre as forquilhas
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Enzimas
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Proteínas de ligação a filamento único - se ligam na parte aberta da fita para evitar que ela volte a se unir
Topoisomerases - agem adiante da forquilha de replicação. Quebram DNA e juntam de novo, aliviando a tensão pela abertura da dupla hélice
DNA Polimerase
Adiciona um nucleotídeo sempre que tiver uma ponta 3’ livre - fita nova será feita no sentido de 5’para 3’
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- Na fita, 3’→ 5’ a primase põe um primer e a DNA polimerase promove a replicação.
- Na 5’ → 3’ tem maior dificuldade, porque a DNA polimerase só funciona com a ponta 3’ livre -> primase coloca primeiro vários primers e cada vez que a polimerase encontra um primer, ela desliza para trás (“dá uma ré”) e faz esse trecho, um fragmento de Okasaki.
TELOMEROS:
No final, da fita 5’→ 3’ não terá como ser colocado um primer, pois o DNA acabou -> final dessa fita não replicado - > cada ciclo de replicação - > telômero encurta
Algumas células precisam se replicar sempre -> ação da enzima telomerase -> possível adicionar mais um primer e completar o finalzinho da fita para manter o tamanho do telômero
Ligação com o câncer: com a telomerase reativada, as células conseguem escapar do envelhecimento tornando-se imortais
Primase - produz primer, uma fitinha de RNA com 8-12 nucleotídeos complementares a fita molde
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Expressão dos genes
Tradução
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1 - Inicio: subunidade menor do ribossomo reconhece RNA mensageiro (Cap no início), identifica o códon AUG (metionina) e a partir desse ponto inicia a tradução.
2 - Alongamento: ribossomo tem 3 sítios (A, P, E).
- O códon em A chama o RNAt trazendo o aminoácido.
- Em P, ocorre a ligação polipeptídica formando uma cadeia.
- No sítio E (exit) haverá saída do códon.
3 - Término: ocorre até que em A aparece um códon de terminação (UAG,UAA,UGA). Após o término, as subunidades do ribossomo se separam e o RNAm fica livre no citoplasma (degradado ou utilizado para tradução)
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Transcrição
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Transcrever um gene para formar um RNA mensageiro que dará origem a proteínas e genes para RNA funcionais (não codificadores) que tem função regulatória
1- Início: Promotor tem complexo enzimático (fatores gerais de transcrição) que chama a RNA polimerase
2- Alongamento: RNA polimerase adiciona nucleotídeos na ponta 3’ de cadeia crescente, no sentido 5’ → 3’, gerando transcrito primário ou pre-RNAm
3- Término: reconhecimento de uma sequência de término, para de transcrever e solta a molécula transcrita.
4- Processamento do RNAm:
- Adiciona Cap (7-metilguanosina) na extremid. 5’ que protege o RNA de degradação
- Clivagem na extremidade 3’ e adição de uma cauda poli-A que gera estabilidade.
- Recomposição (splicing): spliceossomo (complexo proteico) retira íntrons e une éxons
- Splicing alternativo: retira intorns e pode tirar exons também, o que permite a partir de um gene, codificar mais de uma proteína
Controle
- TEMPORAL: um gene só é expresso em um “tempo” determinado do desenvolvimento.
- ESPACIAL: relacionado com o local, quando a expressão de determinado gene depende do tipo celular.
- Genes De Manutenção (housekeepers): genes transcritos em todas células do corpo, atuam na manutenção do metabolismo e sobrevivência da célula
- Genes Regulados: grande maioria dos genes
Processo é realizado por elementos reguladores e os próprios fatores de transcrição que atuam nos promotores
Elementos regulatórios podem estar mais distantes do promotor:
- Acentuadores: sequencias farão fatores de
transcrição especiais se ligarem ao gene, acentuando a transcrição nessa região.
- Silenciadores: proteínas repressoras que segurarão o complexo ligado ao promotor,
não deixando a transcrição acontecer.
Domínios de
cromatina
Eucromatina: genes em que a cromatina está aberta e menos condensada, permite acesso dos fatores de transcrição pra iniciar a expressão genica
Heterocromatina: regiões muito condensadas, geralmente não contém genes como centrômeros e telômeros, por isso ali não será transcrito nada.
Imprinting genômico: expressão de apenas uma cópia do gene dos dois cromossomos, pois na outra cópia um dos alelos estão silenciados por metilação
Silenciamento em nível cromossômico: um cromossomo X na mulher deve ser silenciado, terão células que inativarão o cromossomo X materno ou paterno - corpúsculo de Barr