✔ Bio livro 2, frente 1 cap 7 – Ácidos nucleicos e síntese de proteínas

Genética é o ramo da biologia que estuda dois tópicos principais:
Hereditariedade Variação( Hereditariedade, Variação ): causa das semelhanças entre ascendentes e descendentes; essa é a razão pela qual pais e filhos se assemelham uns aos outros.
Variação Hereditariedade( Variação, Hereditariedade ) representa as diferenças entre os indivíduos; portanto, a genética procura explicar as razões que determinam tanto as semelhanças, quanto as diferenças entre os indivíduos aparentados.

O conceito geral de genética é o gene, segmento de DNA RNA( DNA, RNA ) responsável pela determinação e transmissão das características hereditárias de um organismo. Esse segmento é responsável pela informação genética para sintetizar proteínas.

As maiores menores( maiores, menores ) e mais importantes moléculas das células são os ácidos nucleicos nucleotídeos( ácidos nucleicos, nucleotídeos ).
Existem dois tipos de ácidos nucleicos: DNA e RNA, ambos presentes em todos os seres vivos; com exceção do vírus da bactéria do fungo do protozoário( do vírus, da bactéria, do fungo, do protozoário ), que possui ou um ou outro, nunca os dois.

Os ácidos nucleicos nucleotídeos( ácidos nucleicos, nucleotídeos ) são polímeros (polinucleotídios), isto é, macromoléculas formadas pelo encadeamento de monômeros chamados nucleotídeos ácidos nucleicos( nucleotídeos, ácidos nucleicos ); estes são uma combinação de três componentes: fosfato potássio carbono( fosfato, potássio, carbono ), pentose glicose( pentose, glicose ) e base nitrogenada base oxigenada base carboxílica( base nitrogenada, base oxigenada, base carboxílica ).

Nucleotídeo Nucleosídeo( Nucleotídeo, Nucleosídeo ) - fosfato + pentose + base nitrogenada
Nucleosídeo Nucleotídeo( Nucleosídeo, Nucleotídeo ) - pentose + base nitrogenada

Existem dois tipos de pentose: desoxirribose no DNA RNA( DNA, RNA ) e ribose no RNA DNA( RNA, DNA ); a única diferença entre as duas é que a desoxirribose possui 1 átomo de oxigênio a menos.

C5 H10 O5 - Ribose Desoxirribose( Ribose, Desoxirribose )
C5 H10 O4 - Desoxirribose Ribose( Desoxirribose, Ribose )

As bases dos ácidos nucleicos são as purinas e as pirimidinas.
No DNA as purinas são: adenina e guanina timina e citosina uracila e citosina( adenina e guanina, timina e citosina, uracila e citosina ); e as pirimidinas são: timina e citosina adenina e guanina uracila e citosina( timina e citosina, adenina e guanina, uracila e citosina ).
No RNA as purinas são: adenina e guanina uracila e citosina timina e citosina( adenina e guanina, uracila e citosina, timina e citosina ); e as pirimidinas são: uracila e citosina adenina e guanina timina e citosina( uracila e citosina, adenina e guanina, timina e citosina ).

Os vírus As bactérias Os vegetais Os protozoários As cianobactérias( Os vírus, As bactérias, Os vegetais, Os protozoários, As cianobactérias ) só possuem um tipo de ácido nucleico, isto é, ou DNA ou RNA; podendo ser: RNA ou DNA duplo ou DNA simples (uma única fita, tipo o RNA mas com timina).

As bases nitrogenadas são compostos orgânicos com esqueleto em anel contendo nitrogênio. Elas podem ser do tipo púrica (com 2 anéis 1 anel( 2 anéis, 1 anel )), ou pirimídica (com 1 anel 2 anéis( 1 anel, 2 anéis )).

O fosfato é um grupo formado por um átomo de fósforo ligado à 4 átomos de oxigênio, ele confere carga negativa positiva( negativa, positiva ) ao nucleotídeo. Um nucleotídeo pode ter mais de só tem( pode ter mais de, só tem ) 1 fosfato.

DNA em células eucarióticas
Nas células eucarióticas, grande parte do DNA encontra-se no núcleo, como componente dos filamentos de cromatina, que têm extremidades livres é circular( têm extremidades livres, é circular ) e seu DNA está não está( está, não está ) associado a proteínas básicas, conhecidas como histonas. O DNA também está presente em mitocôndrias e cloroplastos. Nessas organelas, ele é circular com extremidades livres( circular, com extremidades livres ) e não tem tem( não tem, tem ) histonas.

DNA em células procarióticas
Há DNA no nucleoide núcleo( nucleoide, núcleo ), na forma de um cromossomo circular de extremidades livres( circular, de extremidades livres ) e sem com( sem, com ) histonas associadas. Essas células também apresentam plasmídeos, que são moléculas circulares com extremidades livres( circulares, com extremidades livres ) menores de DNA.

O DNA é formado por duas cadeias de polinucleotídeos, enrolados helicoidalmente (dupla hélice) e ligadas transversalmente por pontes de hidrogênio ligações iônicas ligações covalentes( pontes de hidrogênio, ligações iônicas, ligações covalentes ), sendo: ligação dupla tripla( dupla, tripla ) entre A-T; e, ligação tripla dupla( tripla, dupla ) entre G-C.

O Dna faz 2 processos, duplicação e transcrição.
Duplicação Transcrição( Duplicação, Transcrição ) é quando ele se replica em 2 novas moléculas de Dna, esse processo conserva uma de suas fitas, portanto, é intitulada duplicação semiconservativa; enzima: DNA polimerase.
Transcrição Duplicação( Transcrição, Duplicação ) é quando o DNA sintetiza um molécula de RNA; enzima: RNA polimerase.

DNA Duplicação
A molécula de DNA tem sua duplicação intermediada pela enzima DNA polimerase DNA polinuclease DNA policlease( DNA polimerase, DNA polinuclease, DNA policlease ). Ocorre a quebra das pontes de hidrogênio e as fitas são afastadas; nucleotídeos de DNA dissolvidos no núcleo citoplasma( núcleo, citoplasma ) vão sendo encaixados.

DNA Duplicação
Para evitar a ocorrência de mutações, existe um mecanismo de reparo do DNA. Assim, após a introdução de um novo nucleotídeo na fita complementar principal( complementar, principal ), a DNA polimerase realiza um processo de revisão; ao reconhecer um nucleotídeo inserido erroneamente a DNA polimerase o substitui pelo correto.

DNA trancrição
É o processo de produção de RNA a partir de um molde constituído por DNA. A Transcrição depende da enzima RNA polinuclease polimerase( polinuclease, polimerase ) e da presença de nucleotídeos de RNA DNA( RNA, DNA ) dispersos no núcleo citoplasma( núcleo, citoplasma ).
Com a intervenção da RNA DNA( RNA, DNA ) polimerase, certo trecho da toda a( certo trecho da, toda a ) molécula de DNA tem suas cadeias afastadas. Uma das cadeias é ativa .( ativa, . ) isso quer dizer que só uma das cadeias serve de molde para a produção de RNA.
O RNA não possui timina adenina citosina guanina( timina, adenina, citosina, guanina ), em seu lugar apresenta a base uracila.

A relação (A + T) / (C + G) é constante dentro de uma determinada espécie família filo classe( espécie, família, filo, classe ).

O DNA de bactérias termófilas, que vivem em ambientes com temperaturas entre 80ºC e 120ºC, possui maior menor( maior, menor ) estabilidade na estrutura do DNA, permitindo que essas bactérias sobrevivam em ambientes com características extremas.

O RNA DNA( RNA, DNA ) é constituído por uma única cadeia de nucleotídeos, não existindo as relações de igualdade entre purinas e piridimidinas.

Vamos falar agora sobre RNA
Nos eucariontes, o RNA forma-se a partir do DNA, presente no núcleo, nas mitocôndrias e nos cloroplastos. Vamos considerar o RNA oriundo no núcleo, há três modalidades de RNA: m, r e t, cada um desses tipos é formado a partir de diferentes dos mesmos( de diferentes, dos mesmos ) trechos de moláculas de DNA.

Sobre os tipos de RNA, complete com RNA mensageiro, RNA ribossômico e RNA transportador.
RNAr RNAt RNAm( RNAr, RNAt, RNAm ) - associado a proteínas, forma os ribossomos. Constitui a maior porção do RNA celular;
RNAm RNAr RNAt( RNAm, RNAr, RNAt ) - leva a mensagem genética do DNA para os ribossomos; a mensagem consiste na sequência de aminoácidos da proteína;
RNAt RNAr RNAm( RNAt, RNAr, RNAm ) - é o de menor cadeia, apresentando de 80 a 100 nucleotídeos; sua função é transportar aminoácidos do hialoplasma para os ribossomos.

Existe RNA que atua como catalisador, sendo denominado de ribozimas RNApolimerase RNAenzimático( ribozimas, RNApolimerase, RNAenzimático ).

RNA ribossômico
Está relacionado a um segmento de algumas moléculas de DNA, junto das quais se forma o nucléolo. O nucléolo é rico em moléculas de RNAr. Os ribossomos são organoides constituídos por duas três( duas, três ) subunidades de tamanhos diferentes iguais( diferentes, iguais ), compostas de proteínas e de grande pouca( grande, pouca ) quantidade de RNAr, que corresponde a mais menos( mais, menos ) da metade da massa desse organoide. Assim, o RNAr é um componente da estrutura dos ribossomos.
Moléculas de RNAr são produzidas a partir de alguns segmentos de moléculas de DNA. Nos eucariontes procariontes( eucariontes, procariontes ), isso ocorre na região correspondente ao nucléolo.

RNA mensageiro
É o que transmite informações do DNA aos ribossomos, orientando a síntese de uma determinada proteína. Assim, o segmento de DNA que serve de molde para a produção de certo RNAm corresponde a um gene códon cromossomo( gene, códon, cromossomo ).

RNA transportador
É também denominado RNA solúvel. Sua função é carregar um aminoácido específico, que está dissolvido no citosol núcleo( citosol, núcleo ), até os ribossomos, onde se realiza a síntese de proteínas.

Obs. ácidos nucleicos dos vírus
Os ácidos nucleicos virais podem ter muitas variações em relação ao padrão que foi descrito. Assim, há vírus que têm aspectos diferentes, como: DNA RNA( DNA, RNA ) de cadeia simples, RNA DNA( RNA, DNA ) de cadeira dupla e RNA DNA( RNA, DNA ) com capacidade de replicação.

Código genético
Uma molécula de RNA mensageiro liga-se ribossomos e orienta a síntese de uma determinada proteína. O RNAm tem uma sequência de nucleotídeos, cuja parte variável é a das bases nitrogenadas de aminoácidos( das bases nitrogenadas, de aminoácidos ). A proteína, por sua vez, apresenta uma sequência de aminoácidos das bases nitrogenadas( de aminoácidos, das bases nitrogenadas ). Qual é a conexão entre essas duas sequências: bases do RNAm e aminoácidos da proteína? três bases nitrogenadas uma base nitrogenada( três bases nitrogenadas, uma base nitrogenada ) de uma molécula de RNA mensageiro correspondem a um aminoácido três aminoácidos( um aminoácido, três aminoácidos ) que integrada uma cadeia proteica; é a relação de 3 para 1 (3 bases para 1 aminoácido). Essa correspondência é o código genético.

Código genético
O código genético é universal, ou seja, é o mesmo para praticamente todos os seres vivos. Assim, UUU TTT( UUU, TTT ) corresponde ao aminoácido fenilalanina no ser humano, numa baleia, muna margarida, numa bactéria... A universalidade do código genético é o que possibilita inserir material genético humano em uma bactéria de modo que ela possa sintetizar uma proteína humana, como a insulina. Apenas em alguns casos as trincas de RNAm correspondem a diferentes aminoácidos; isso ocorre, por exemplo, em certos protozoários e certas leveduras. A universalidade do código genético é uma das principais evidências da origem comum de todos os seres vivos.

Código genético
No total, são 64 trincas aminoácidos( trincas, aminoácidos ) possíveis. No entanto, os seres vivos têm 20 tipos de aminoácidos trincas( aminoácidos, trincas ). Assim, há códons aminoácidos( códons, aminoácidos ) diferentes que podem codificar o mesmo aminoácido códon( aminoácido, códon ). Por causa disso, dizemos que o código genético é degenerado. Por exemplo, UUU e UUC correspondem a fenilalanina.

Síntese de proteínas
Todo o processo de síntese proteica envolve, além do RNAm, outros componentes citoplasmáticos nucleares( citoplasmáticos, nucleares ), como enzimas, ATP, aminoácidos, RNA transportador e ribossomos.

Síntese de proteínas: RNA transportador
O RNAt é constituído por uma cadeia de nucleotídeos proteica( de nucleotídeos, proteica ) e, em alguns segmentos, ocorre o emparelhamento de bases complementares. Uma extremidade da molécula sempre termina com a sequência de bases CCA; é nessa extremidade que a molécula de RNAt liga-se a um determinado aminoácido e o conduz ao RNAm associado a ribossomos. Outra parte da molécula apresenta uma trinca de bases que identifica o tipo de RNAt; trata-se do anticódon códon( anticódon, códon ), que realiza o emparelhamento com as bases complementares do RNAm, realizando o emparelhamento anticódon-códon.

Síntese de proteínas: Ribossomos
Ribossomos são organelas que não apresentam apresentam( não apresentam, apresentam ) envoltório membranoso, sendo constituídos, quimicamente, por proteínas e por RNAr. Cada ribossomo completo tem duas subunidades, uma grande e uma pequena de mesmo tamanho( uma grande e uma pequena, de mesmo tamanho ), que só se unem durante a síntese e, depois disso, separam-se. A subunidade grande pequena( grande, pequena ) tem um canal por onde passa a cadeia proteica que vai sendo construída. A subunidade menor maior( menor, maior ) tem três locais ou sítios de ligação, onde se prendem duas moléculas de RNAt e uma molécula de RNAm.

Etapas da síntese proteica: iniciação
No citosol, a molécula de RNAm, proveniente do núcleo, une-se a uma subunidade pequena grande( pequena, grande ) de um ribossomo. Vamos seguir a seguinte sequência hipotética de bases do RNAm:
AUG GUU AAG CGU UGA
O aminoácido metionina une-se a um RNAt, dotado do anticódon códon( anticódon, códon ) UAC; trata-se de uma reação química controlada por uma enzima específica. O RNAt com metionina une-se por ligações de hidrogênio peptídicas( de hidrogênio, peptídicas ) ao códon anticódon aminoácido( códon, anticódon, aminoácido ) AUG do RNAm. A subunidade grande pequena( grande, pequena ) se junta a todo esse conjunto, e o ribossomo está completo.

Etapas da síntese proteica: elongação
Lembrando... AUG GUU AAG CGU UGA
O RNAt com anticódon CAA GUU( CAA, GUU ) une-se a um aminoácido valina e ao códon GUU CAA( GUU, CAA ) do RNAm. O aminoácido metionina do primeiro RNAt reagem com o aminoácido valina do segundo RNAt, estabelecendo-se uma ligação peptídica de hidrogênio( peptídica, de hidrogênio ), e então o primeiro RNAt (com UAC AUG( UAC, AUG ) é liberado do ribossomo. Todos os RNAt liberados podem se associar novamente ao aminoácido específico e voltar a participar do processo de síntese proteica.

Etapas da síntese proteica: elongação continuação
Lembrando... AUG GUU AAG CGU UGA
O ribossomo desloca-se ao longo da cadeia de RNAm e fica sobre o próximo códon, AAG UUC( AAG, UUC ). Um RNAt com anticódon UUC AAG( UUC, AAG ) une-se ao aminoácido lisina e liga-se ao códon AAG UUC( AAG, UUC ) do RNAm, Lisina e valina reagem entre si e estabelecem outra ligação peptídica de hidrogênio( peptídica, de hidrogênio ). O RNAt ao qual a valina estava ligada desprende-se. O ribossomo move-se para o códon seguinte. Esse processo vai se repetindo até a última etapa, a terminação.

Etapas da síntese proteica: terminação
Lembrando... AUG GUU AAG CGU UGA
É quando o ribossomo chega ao códon correspondente a término, nesse caso o UGA ACU( UGA, ACU ). Um RNAt com anticódon ACU UGA( ACU, UGA ) não tem correspondência com nenhum aminoácido. Esse RNAt liga-se ao códon de término do RNAm e não é adicionado outro aminoácido à cadeia proteica. Dessa cadeia é removido o primeiro aminoácido, a metionina, e a molécula proteica está pronta para exercer seu papel no metabolismo. Ocorre a separação do RNAt, do RNAm e das subunidades dos ribossomos.(

Polirribossomos
Um ribossomo percorre toda a molécula de RNAm e, no final, é produzida uma cadeia polipeptídica, ou seja, uma proteína. No entanto, a mesma molécula de RNAm é percorrida por vários ribossomos, constituindo o que se chama de polirribossomos. Alguns ribossomos estão no início da molécula de RNAm e apresentam uma cadeia peptídica ainda curta; outros ribossomos estão em um trecho mais adiantado da molécula de RNAm e têm associada uma cadeia peptídica mais longa, indicando que cada um está em uma parte do processo de tradução transcrição( tradução, transcrição ). Todos os ribossomos completarão o processo, gerando muitas moléculas proteicas do mesmo tipo a partir de uma única cópia do RNAm.

Texto complementar: O complexo helicase-polimerase
A desoxirribose de uma cadeia tem o 5º carbono voltado para cima, enquanto a desoxirribose da cadeia complementar tem o 5º carbono voltado para baixo cima( baixo, cima ). Diz-se, então, que as duas cadeias são antiparalelas paralelas( antiparalelas, paralelas ).
Assim, podemos concluir que uma cadeia tem extremidade com fosfato no 5 3( 5, 3 )º carbono livre e a outra extremidade com o 3 5( 3, 5 )º carbono livre. Na complementar inverte.

Texto complementar: O complexo helicase-polimerase
A replicação do DNA envolve três enzima: A helicase DNA polimerase ligase( helicase, DNA polimerase, ligase ) promove a abertura da dupla-hélice, separando as duas cadeias. Isso permite a exposição de suas bases correspondentes ao contato com os nucleotídeos de DNA e com as demais enzimas envolvidas. O sentido de deslocamento da helicase determina em qual sentido as cadeias parentais serão replicadas. A DNA polimerase helicase ligase( DNA polimerase, helicase, ligase ) é responsável pelo acoplamento de nucleotídeos à cadeia que serve como molde para a construção de uma nova cadeia; assim, ela participa da síntese direta indireta( direta, indireta ) da nova cadeia polinucleotídica polipeptídica( polinucleotídica, polipeptídica ). O início da síntese de DNA é feito a partir de um pequeno segmento de RNA (denominado primer), ao qual é acrescentado o restante da nova molécula de DNA. Posteriormente, o primer é removido.
continua...

Texto complementar: O complexo helicase-polimerase
A replicação do DNA envolve três enzima: A DNA polimerase só é capaz de acrescentar um nucleotídeo de DNA no carbono 3' de um nucleotídeo já instalado; assim, a cadeia alonga-se no sentido 5 3( 5, 3 )' -> 3 5( 3, 5 )'. Pode-se imaginar a molécula original de DNA abrindo-se como um zíper, formando uma bifurcação cada vez maior. Cada uma das novas cadeias serve de molde para a síntese de uma cadeia nova.

Texto complementar: O complexo helicase-polimerase
Vamos analisar o que ocorre com a cadeia 3'-> 5' e a cadeia 5'->3'.
Considerando a cadeia molde 3'->5', a nova cadeia gerada é constituída de maneira contínua descontínua( contínua, descontínua ), pois ela tem crescimento no sentido 5'->3', que é como normalmente atua a DNA polimerase.

Texto complementar: O complexo helicase-polimerase
Já a cadeia de molde 5'->3' gera uma nova cadeia, que é construída de maneira descontínua contínua( descontínua, contínua ), sempre no sentido 3'->5'. Esse crescimento descontínuo contínuo( descontínuo, contínuo ) se deve ao antiparalelismo da cadeia de DNA e da atividade da DNA polimerase e só ocorre na terminação 3'. O crescimento descontínuo é feito pela formação de um pequeno bloco; em seguida, é gerado outro bloco, e assim sucessivamente. Continua...

continuação...
Em um próximo trecho, a bifurcação da molécula de DNA avança ainda mais. A nova cadeia, que usa como molde a fita 3'->5' 5'->3'( 3'->5', 5'->3' ), alonga-se mais no mesmo sentido, enquanto a fita que usa como molde a cadeia 5'->3' 3'->5'( 5'->3', 3'->5' ) tem o acréscimo de primers de RNA e de fragmentos de cadeia de DNA, formando vários blocos. Depois, os blocos são reunidos em uma fita única. Cada bloco tem início com um segmento de RNA primer.

Texto complementar: O complexo helicase-polimerase
A replicação do DNA envolve três enzima: Quando o processo for concluído, os primers de RNA serão removidos. A nova cadeia descontínua de DNA apresentará espaços, que serão preenchidos com a síntese de pequenos segmentos de DNA, com a intervenção da enzima ligase helicase DNA polimerase( ligase, helicase, DNA polimerase ).

Textos complementares: Uma edição do RNAm
Nos eucariontes, o RNAm não é é( não é, é ) enviado diretamente aos ribossomos para participação imediata na síntese de proteínas. Antes disso, a molécula de RNAm é submetida a um processo de "edição". São efetuados cortes em certos trechos da molécula, com participação de enzimas que removem fragmentos denominados introns exons splicings( introns, exons, splicings ). Os fragmentos não removidos são denominados exons introns splicings( exons, introns, splicings ), os quais são unidos na versão final da molécula RNAm. O nome desse processo é splicing introns exons( splicing, introns, exons ). Assim, a sequência de bases nitrogenadas do DNA não corresponde corresponde( não corresponde, corresponde ) totalmente à sequência de bases nitrogenadas do RNAm que comanda a síntese proteica. Isso não ocorre em procariontes, neles o mesmo RNAm resultante da transcrição liga-se aos ribossomos.

A insulina é um hormônio proteico cuja produção é determinada por um gene, ou seja, por um segmento de uma molécula de DNA. Ela ajuda a controlar a concentração de glicose no sangue. Um diabético tem deficiência de insulina e deve receber essa substância, às vezes na forma de injeções. Algumas pessoas portadoras de diabetes têm DNA sem a informação para a produção de insulina.
Atualmente, a produção de insulina envolve a retirada do gene de um indivíduo capaz de produzi-la e a inserção desse gene no material genético de uma bactéria. A bactéria geneticamente modificada passa a produzir insulina, que é usada pelo diabético. No fundo, tudo envolve dois seres humanos diferentes: um que tem o DNA para a produção de insulina e outro que não tem esse DNA.
É necessário conhecer a natureza química do DNA para entender seu funcionamento e seus potenciais usos como ferramenta biotecnológica.
Li Não li( Li, Não li )