Reprodução assexuada (mitose)

Ciclo Celular - Mitose

A proliferação está na base de toda a continuidade e perpetuação das células e organismos ao longo do tempo.

                                               Mitose numa célula vegetal



O problema principal que uma célula tem que resolver, durante a sua progressão ao longo do ciclo celular, é a de coordenar um grande número de processos macromoleculares. Cada um destes processos é, em si, complexo e requer a sínteses de vários componentes, a sua associação e a sua função.

Sobreposta a esta complexa rede de ciclos moleculares, acélula tem também de sobreviver, realizando de uma forma integrada, os processos básicos de transcrição e tradução, assim como de todas as vias metabólicas necessárias à produção e utilização de energia.

Mitose numa célula animal (filme)

RESUMO DA MITOSE (link)

Bg 12 ciclo celular

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Descodificando o código

Após a descoberta da existência de uma relação entre a sequên­cia de nucleótidos do RNA mensageiro e a sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica, os cientistas admitiram que, decifrando o códi­go do m RNA, ficaria igualmente decifrado o código do DNA.

A decifração do código genético foi feita progressivamente a par­tir de sínteses do RNA mensageiro.

No início dos anos 60, um bioquímico americano, Severo Ochoa, e um biólogo francês, M. Grunberg-Manago, conseguiram isolar a enzima que catalisa a formação do m RNA — a RNA-polimerase.

Utilizando esta enzima, Marshall Niremberg e J. Heinrich Malhei sintetizaram uma molécula de RNA formada unicamente por nucleótidos de uracilo (RNA-poli U). Ao adicionarem este «falso» m RNA a um extracto bacteriano contendo todos os componentes necessários à síntese proteica, verificaram que o polipéptido formado era constituído apenas por um tipo de aminoácidos — a fenilalanina.

Tal evidência levou Niremberg a considerar que tinha descoberto o processo de decifrar o código genético, já que o tripleto UUU do m RNA (AAA no DNA) deveria significar fenilalanina na linguagem do código genético.

Utilizando uma técnica semelhante com outras moléculas de m RNA, igualmente sintetizadas em laboratório, foi demonstrado que o tripleto AAA especifica o aminoácido lisina e que o tripleto CCC codi­fica o aminoácido prolina.

Na sequência das experiências de Niremberg e no sentido de aprofundar a decifração do código genético, H. Gobind Khorana sinteti­zou moléculas de m RNA mais complexas. Essas moléculas eram consti­tuídas por uma sequência de nucleótidos com dois tipos de bases azotadas, em alternância, como por exemplo: ACACACACA... A cadeia polipeptídica sintetizada com este m RNA era formada por dois tipos de aminoácidos: treonina e histidina.

Os resultados obtidos por Khorana permitiram concluir que dife­rentes combinações de três nucleótidos do mRNA (por exemplo, AÇA ou CAC) codificam diferentes aminoácidos; além disso, vieram confir­mar que o código genético é sequenciado e que a sua leitura pode, teo­ricamente, iniciar-se em qualquer ponto.

Um outro tipo de experiências, desenvolvidas por Niremberg e seus colaboradores, que se revelaram de extrema importância na deci­fração total do código genético, tiveram como base a observação de que bastava uma sequência de três nucleótidos de m RNA para que um outro RNA transportador de um determinado aminoácido (t RNA) se li­gasse ao ribossoma. Com base nesta evidência e utilizando extractos de Escherichia coli a que adicionaram tripletos de mRNA e os tRNA liga­dos a aminoácidos específicos, identificaram o aminoácido que corres­pondia a cada tripleto de m RNA.

Todos estes, e outros trabalhos, permitiram que, no início da dé­cada de 60, o código genético estivesse decifrado e fossem conhecidas as suas características.

Síntese Proteica - Quadro resumo

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Resumo dos conteúdos (link)

Ficheiros de Apoio

Olá

Encontra-se disponível o material utilizado na aula no separador em cima "Unidade 5 - material de Apoio".
Podes consultar também fichas extra, não utilizadas na aula, ou utilizadas na Sala de Estudo.
Vou também colocar neste separador fichas informativas e resumos dos conteúdos leccionados.

Mutações génicas

Mutações nonsense - resultam da substi­tuição de um par de bases por outro, que leva à formação de um codão stop', há terminação prematura da cadeia polipeptídica e a respec­tiva proteína (truncada) normalmente não é funcional

mutações famosas

Mutações missense - resultam da substi­tuição de um par de bases por outro, levando à formação de um codão que codifica um aminoácido diferente do original; pode obter--se uma proteína com função alterada. Se o codão obtido por mutação, no entanto, codi­ficar um aminoácido quimicamente semelhante ao original, não se vão detectar grandes al­terações na função da respectiva proteína e a este caso particular das mutações missense dá-se o nome de mutações neutras.

Mutações silenciosas - resultam da subs­tituição de um par de bases por outro, que leva à formação de um codão diferente, que con­tinua, no entanto, a codificar o aminoácido original; não se observa qualquer alteração na função da proteína.

Mutações frameshift - resultam de adi­ções ou eliminações de pares de bases que provocam desfasamento do quadro de leitura, obtendo-se uma sequência de aminoácidos diferente da original a partir do local onde se deu a alteração, a não ser que as adições ou eliminações tivessem ocorrido com três (ou múltiplos de três) nucleótidos. Geralmente ori­ginam-se proteínas não funcionais.

Se as mutações ocorrerem em sequências reguladoras ou outras não codificantes, a gravidade das suas consequências depende essencialmente da sua localização, isto é, se inutilizaram locais funcionais dessas sequên­cias. Estas mutações alteram normalmente a quantidade em que as proteínas são produzidas e não a sua função, como acontece com mu­tações em sequências codificantes.



Bg 11 alteração do material genético

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Sobre mutações génicas (link)

Biossíntese de Proteínas

TRANSCRIÇÃO

A transcrição é um processo que decorre de modo semelhante à replicação, baseando-se numa rigorosa complementaridade entre bases e interacções específicas entre proteínas e DNA. No entanto, abrange apenas pequenas extensões do genoma e ocorre sempre que a célula o necessite.

A síntese do RNA é ca­talisada na direcção 5' —> 3' pelas RNA polimerases que utilizam como substrato os trifosfatos 5' de ribonucleósidos (ATP, GTP, CTP e UTP). Embora num genoma sejam utilizadas as duas cadeias do DNA como molde, para cada gene é usada apenas uma e sempre a mesma cadeia.

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Por convenção, num gene é sempre apresentada a cadeia codi­ficante do DNA, isto é, a cadeia que não serve de molde e que corre de 5' —» 3' no mesmo sentido que o RNA. Por isso se chama extre­midade 5' e extremidade 3' de um gene à pri­meira e última parte transcritas, respectivamente.

CÓDIGO GENÉTICO E A TRA­DUÇÃO

Há 61 codões, que codificam os 20 aminoácidos e três codões (codões de terminação ou codões stop), que não codificam nenhum aminoácido. Diz-se que o código é degenerado, por haver mais de um codão para cada aminoácido (com excepção da metionina e triptofano).

Os três codões de terminação são UAA, UAG e UGA e o codão de iniciação é AUG, que codifica a metionina. Apesar de haver preferência pelo uso de certos codões nos diversos organismos, o código genético é considerado universal, salvo algumas excepções como é o caso da mitocôndria.

Segundo o rigoroso emparelhamento de watson e crick, deveria haver exactamente 61 anticodões para os 61 codões, mas há mais codões que anticodões.

Tal facto é explicado pela capacidade de um anticodão poder re­conhecer mais do que um codão. 

As mu­tações que ocorram na terceira base de um codão da sequência codificante de um gene não originam normalmente alterações apre­ciáveis; mutações na primeira ou segunda base podem ter, segundo o código genético, dife­rentes consequências a nível da função da respectiva proteína, e são definidas da seguinte maneira.

Fonte : Engenharia Genética - Lidel

Bg 10 síntese proteica

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Do DNA à Proteína

A configuração da proteína é determi­nada pela estrutura primária, ou seja, pela sequência de aminoácidos. A sequência es­pecífica de pares de bases no DNA (gene), codifica a sequência de aminoácidos numa cadeia polipeptídica por meio de dois pro­cessos; primeiro a informação contida na cadeia dupla do DNA é transferida para uma cadeia simples de RNA (transcrição); depois essa informação transcrita no RNA é con­vertida, de acordo com o código genético, numa sequência de aminoácidos (tradução ou síntese proteica).

Há três classes de RNA envolvidas na síntese proteica: RNA mensageiro (mRNA), RNA ribossomal (rRNA) e RNA de trans­ferência (tRNA).

O mRNA contém a in­formação transcrita do DNA e actua como intermediário do produto final funcional (pro­teína) dos genes codificadores de proteínas (genes estruturais).

O rRNA e o tRNA são eles próprios os produtos finais funcionais de um pequeno número de genes; o tRNA trans­porta os aminoácidos até aos ribossomas - grandes complexos macromoleculares consti­tuídos por rRNA e proteínas - onde se vai realizar a síntese proteica.



Proteínas

Proteínas são polímeros essenciais para a estrutura, função, diferenciação e desenvol­vimento de um organismo. Uma proteína é composta por uma ou várias cadeias peptídicas constituídas por sequências específicas de aminoácidos.

Numa proteína, cada aminoácido está unido pelo seu grupo carboxílico ao grupo amínico do aminoácido adjacente por meio de uma ligação peptídica.

Numa cadeia polipeptídica o primeiro aminoácido tem um grupo amínico livre (N-terminal) e o último um grupo carboxílico livre (C-terminal).

As proteínas possuem uma estrutura complexa com quatro níveis de organização: a sequência linear dos aminoácidos numa cadeia polipeptí­dica constitui a estrutura primária; a estrutura secundária resulta de ligações fracas (hidro­génio, electrostáticas, van der Walls) entre átomos dentro de uma mesma cadeia polipeptí­dica ou entre diferentes cadeias polipeptídicas, originando configurações específicas das pro­teínas; a estrutura secundária pode dobrar-se sobre si mesma, formando uma estrutura tridi­mensional ou terciária; a associação de duas ou mais estruturas terciárias de cadeias polipeptí­dicas idênticas ou de diferentes tipos origina a estrutura quaternária.