29/03/2015Duplicação, Transcrição e Tradução http://www.uel.br/pessoal/rogerio/genetica/respostas/pratica_03.html 1/8 Sendo assim. esse primer é retirado e substituído por DNA: (A) Abertura da forquilha de replicação.29/03/2015 Duplicação. transcrição e tradução gênica Informações gerais: A genética molecular procura explicar como a informação hereditária se organiza e se manifesta nos organismos vivos. o que pode acabar modificando o fenótipo dos indivíduos. Hoje sabemos que os genes são feitos de DNA e que a sua expressão fenotípica ocorre na forma de moléculas de RNA. Sendo assim. exista um pequeno segmento de RNA chamado primer ou iniciador sintetizado por uma RNA polimerase (ou. cada bolha tem duas forquilhas de replicação. Nesse caso. conforme exemplificado abaixo: Como pode ser observado. (B) Síntese do primer pela primase e (C) Extensão da síntese de cada fita pela DNA polimerase. aderido a esse molde. por uma primase) e que oferece uma extremidade 3´OH livre para que a DNA polimerase continue o processo de duplicação dessa nova fita. Posteriormente. também é necessário que.html 2/8 . chamadas DNA polimerases. com a ação de enzimas helicase e girase separando a dupla fita e levando a formação de várias "bolhas de replicação". esse capítulo tem por função mostrar como a informação contida na molécula de DNA é transformada em ação (o fenótipo) dentro e fora das células. Por outro lado.Essas diferenças podem resultar em alterações no funcionamento ou na expressão desses peptídeos. isto significa que o gene A é capaz de – por meio de seus diferentes alelos – codificar um mesmo peptídeo com pequenas diferenças em sua composição de aminoácidos. A² ou a.br/pessoal/rogerio/genetica/respostas/pratica_03. Exercício 1 a duplicação do DNA: A duplicação dos cromossomos dos eucariotos começa em vários pontos da molécula de DNA. determine como a replicação do DNA se dá em cada forquilha de replicação.uel. a DNA polimerase somente consegue sintetizar uma nova molécula de DNA http://www. B ou C que irá exercer alguma função dentro da célula ou no organismo. quando nos referimos ao gene A. B. A direção de síntese da nova fita de DNA e o fato das duas fitas moldes correrem em sentido antiparalelo: além de necessitar de uma fita molde e de um primer. tendo em vista as diferentes situações apontadas abaixo: O por quê da necessidade de primers ou iniciadores para o início da duplicação do DNA: as enzimas de síntese de DNA. Assim. não conseguem iniciar produção de uma nova fita dessa molécula usando apenas o molde monofilamentar de DNA (uma das fitas abertas). uma que segue para a esquerda e a outra para a direita. que são traduzidos em peptídeos. quando falamos em alelo A¹. normalmente queremos dizer que esses segmentos codificam um peptídeo A. Transcrição e Tradução Duplicação. ou C. nesse caso. a sequência amarela representa o primer (RNA) sintetizado pela enzima primase e a sequência em azul representa a nova fita de DNA produzida pela DNA polimerase III à medida em que a molécula molde de DNA vai sendo aberta. Fragmentos de Okazaki são justamente os trechos curtos de primer + DNA (com cerca de 100 a 200 nucleotídeos. conforme pode ser observado no esquema abaixo: Considerando o modelo de replicação nas bactérias. os primers são removidos de ambas as fitas pela DNA polimerase I (a seta em vermelho do esquema abaixo) que. Como cada fita da molécula de DNA corre em sentido inverso. ao mesmo tempo. Na outra. a medida em que essa forquilha é extendida. Transcrição e Tradução acrescentando novos nucleotídeos ao carbono 3´do açúcar (o carbono 5´ fica localizado na parte oposta a esse açúcar). será necessária a síntese de um novo primer. Observe que a direção de síntese da nova molécula de DNA se dá no sentido 5´ → 3´. um dos novos filamentos de DNA é sintetizado continuamente pela DNA polimerase III; o outro. em uma delas a DNA polimerase sempre terá uma extremidade 3´OH livre para colocar o próximo nucleotídeo (a fita leading). um dos filamentos vai sendo aberto no sentido 5' → 3' e o outro no sentido 3' → 5'. Por fim. Logo em seguida. O esquema abaixo mostra o sentido da duplicação em apenas uma das fitas da molécula de DNA: O por quê de uma das fitas ser chamada de lagging (lenta) e a outra de leading (rápida): pelo fato da molécula de DNA ser formada por duas fitas que correm em sentido antiparalelo. para que ela possa continuar esse processo (a fita lagging). como pode ser observado no esquema apresentado abaixo: http://www. Por outro lado. Assim. Exercício 2 a transcrição do DNA em RNA: O mecanismo de transcrição do DNA em RNA: As moléculas de ácidos nucleicos (DNA e RNA) somente conseguem se parear se estiverem em sentidos opostos.uel. durante a abertura da forquilha de replicação. embora a progressão da síntese dessas duas fitas aconteça simultaneamente. um novo primer deverá ser sintetizado mais à frente. no modelo acima. de tempos em tempos. Assim. vai completando a síntese da fita de DNA no trecho liberado.29/03/2015 Duplicação. precisa ser sintetizado em partes. Esse sentido é dado pela posição dos carbonos 5' e 3' da pentose (desoxiribose no DNA e ribose no RNA) presente nessas moléculas. a sua duplicação ocorre em direções opostas. O significado da existência dos fragmentos de Okazaki: como vimos. na fita de cima a duplicação continuará acontecendo de maneira contínua (a fita leading).html 3/8 . Por isso se diz que a síntese dos ácidos nucléicos ocorre no sentido 5´ → 3´.br/pessoal/rogerio/genetica/respostas/pratica_03. na fita de baixo (a fita lagging). os filamentos adjacentes de DNA são unidos via ligação covalente pela DNA ligase (o triângulo amarelo que aparece no esquema abaixo). nos eucariotos) produzidos temporariamente na fita de replicação descontínua. Além disso. se formos considerar o processo de duplicação do trecho de DNA abaixo. É depois dessa sequência que uma molécula de RNA começa a ser sintetizada. este se dará da seguinte forma: Exercício 3 A transcrição e a tradução: A figura abaixo mostra um mesmo trecho de DNA. somente ocorrem no sentido 5´ → 3´. a síntese de novas fitas de ácidos nucleicos. Por outro lado. ou RNARNA. Portanto. O sítio promotor é composto por sequências específicas de nucleotídeos que são reconhecidas pelas enzimas responsáveis pela síntese de RNA. entre moléculas de RNAs mensageiros e RNA transportadores. a região finalizadora contém uma sequência nucleotídica também específica. quer seja DNA ou RNA. por exemplo. Assim. para as associações DNARNA. que indica onde a transcrição da molécula de RNA deverá ser encerrada. que ocorrem.29/03/2015 Duplicação. que ocorrem.br/pessoal/rogerio/genetica/respostas/pratica_03. só que em cada uma das situações o sítio de início e de término da transcrição se encontram em posições distintas: O que significam os termos promotor e finalizador desse esquema? Quais seriam as funções dessas sequências que estão presentes nas moléculas de DNA? O sítio promotor é a região da molécula de DNA que informa o local em que um determinado gene se origina. por exemplo. a fita que lhe serve de molde deve correr em sentido oposto (3´ ← 5´).uel. durante a tradução. durante a transcrição. Transcrição e Tradução Isso vale para as duas fitas de uma molécula de DNA (por isso se diz que as duas fitas dessa molécula correm em sentido antiparalelo).html 4/8 . O esquema abaixo exemplifica o processo de transcrição bacteriano: http://www. Transcrição e Tradução Determine quais serão as sequências transcritas das moléculas de RNA mensageiros (RNAm) para essas duas sequências. a fita de cima deverá ser lida da esquerda para a direita e. determine como seria a sequência peptídica codificada por cada um dos dois RNAm produzidos nessas duas situações.uel. descobrimos que esses dois RNAs nos fornecerão as seguintes sequências peptídicas: http://www. Na situação hipotética A. E existe ao menos um códon específico para cada um dos 20 aminoácidos comumente encontrados nos peptídeos. A sequência de uma molécula de mRNA é lida de 3 em 3 nucleotídeos.html 5/8 . Não se esqueça de marcar as suas respectivas extremidades 5' e 3'. Usando a tabela do código genético para traduzirmos esses trechos. Portanto. a transcrição se dará da seguinte forma: Esta resultará na seguinte molécula de RNA mensageiro (ou RNAm): 3´ UACCGGCCUAGCCACCCCGUA 5' Utilizando a tabela do código genético disponível abaixo.29/03/2015 Duplicação. da direita para a esquerda.br/pessoal/rogerio/genetica/respostas/pratica_03. a fita de baixo. Ou seja. cada trinca de nucleotídeos. Devemos prestar atenção ao fato que toda molécula de RNAm que chega em um ribossomo para a tradução gênica sempre começará a ser lida pela sua extremidade 5´. também chamada de códon. a transcrição se dará da seguinte forma: Esta resultará na seguinte molécula de RNA mensageiro (ou RNAm): 5´ AUGGCCGGAUCGGUGGGGCAU 3' Na situação hipotética B. de uma maneira não sobreposta. é lida uma única vez. e assim por diante.br/pessoal/rogerio/genetica/respostas/pratica_03. quais seriam os respectivos anticódons do tRNA que se ligariam a esses códons. Por esse motivo é que as regiões promotoras dos genes são importantes. e assim por diante. Elas informam para as enzimas envolvidas no processo de transcrição não apenas o ponto exato em que a síntese da molécula de RNA deverá ser iniciada. um hormônio. bem como o aminoácido a ser incorporado no peptídeo: Como temos apenas a sequência do RNA mensageiro. que pode ser uma enzima. essa fita de RNA irá codificar um peptídeo específico.html 6/8 . uma proteína de membrana. uma proteína de defesa. a fita de DNA que lhe serviu de molde tem que ser http://www. indique como seria a sequência da molécula de DNA que lhe deu origem. Transcrição e Tradução Colocando os peptídeos formados. lado a lado. Por sua vez. mas também qual das duas fitas do DNA deverá servir de molde para isso. podemos perceber que eles não terão a mesma sequência peptídica: Situação hipotética A: MetAlaGlySerValGlyHis Situação hipotética B: MetProHisArgSerGlyHis TABELA DO CÓDIGO GENÉTICO: Por que as sequências peptídicas não são idênticas se o trecho de DNA transcrito foi o mesmo? Isso acontece porque as duas fitas da molécula de DNA não são iguais.29/03/2015 Duplicação. Exercício 4 A transcrição e a tradução: Considerando os diferentes códons dos mRNA dados a seguir. se em uma das fitas temos uma adenina. Tendo em vista que o mRNA desse exemplo corre no sentido 5´→3´. Ou seja. na região correspondente da outra fita teremos que ter uma timina.uel. mas sim complementares. podemos começar determinando a sequência da fita de DNA que lhe serviu de molde (A). conforme é mostrado pelas setas verdes): Num organismo. sempre pensando no fato que essas bases precisam ser complementares (G=C e A=T se for DNA. Nesse último caso. Novamente.br/pessoal/rogerio/genetica/respostas/pratica_03. para termos uma adenina no mRNA. o sítio promotor se encontra à esquerda. onde será traduzido nos ribossomos. Uma delas.29/03/2015 Duplicação.html 7/8 . o mRNA segue para o citoplasma. um loco hipotético apresenta a sequência nucleotídica abaixo: Diante dessas informações. os dos íntrons. Também devemos nos lembrar sobre a necessidade de complementariedade entre as bases do DNA/RNA. o hnRNA deverá ter a seguinte sequência: Observação: os nucleotídeos na área em vermelho representam os trechos lidos dos éxons e os na área em azul. Lembrando que nos RNAs a timina é substituída pela uracila. qual será a sequência resultante do RNA mensageiro (mRNA)? Depois de sintetizado esse hnRNA normalmente sofre uma série de modificações. e servirão de molde para codificar a sequência peptídica nos ribossomos. se no mRNA foi incorporada uma uracila. responda: Com relação especificamente a esse trecho. Nesse exemplo também já podemos determinar a sequência de aminoacidos do peptídeo (B). o DNA precisa ter uma timina. e assim por diante. Lembrando que a sequência de nucleotídeos do mRNA (os códons deste) é quem determina a sequência peptídica.uel. é por que no DNA molde havia uma adenina. Considerando que nesse esquema. como será a sequência de bases na molécula de pré RNA mensageiro (hnRNA)? O hnRNA ou préRNA mensageiro é encontrado em eucariotos. chamadas de éxons. na seguinte sequência peptídica: http://www. ou G=C e A=U se for entre RNAs. podemos determinar a sequência da fita complementar da molécula de DNA (C) e da sequência do anticódon do tRNA (D). que é a região do tRNA que permite o seu pareamento com o códon do mRNA. normalmente permanecerão no RNA mensageiro maduro. Depois que o hnRNA mensageiro for processado. Transcrição e Tradução aquela que corre no sentido 3´→5´. resultando na seguinte sequência codificadora no mRNA maduro: Qual será a sequência de aminoácidos codificada por esse RNA mensageiro processado? Depois de pronto. Feito isso. os genes são normalmente compostos por dois tipos de sequências nucleotídicas. Nesses organismos. a partir da sua porção 5'. Uma delas envolve a retirada dos íntrons (os trechos em azul). chamadas de íntrons. Ou seja. serão retiradas logo após a transcrição; as outras. Transcrição e Tradução A figura animada abaixo representa o processo de tradução de um RNA mensageiro: Legenda: http://www.br/pessoal/rogerio/genetica/respostas/pratica_03.29/03/2015 Duplicação.uel.html 8/8 .