Crescimento e renovação celular

DNA e Síntese proteica

Nas primeiras décadas do século XX, considerava-se que a informação necessária para formar um ser vivo estaria contida nas proteínas. Actualmente, sabe-se que é o DNA esta informação. Foi possível concluir isto a partir da experiência de Griffith, dos trabalhos de Avery e colaboradores e dos trabalhos de Hershey e Chase.

Composição química dos ácidos nucleicos: DNA e RNA

Os ácidos nucleicos são moléculas constituídas por unidades básicas chamadas nucleótidos. Cada nucleótido é formado por uma base azotada, uma pentose e um grupo fosfato. O conjunto formado pela pentose e pela base azotada é designado nucleósido.

Existem dois tipos de ácidos nucleicos: o DNA (ácido desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico). Estes diferem na pentose presente nos seus nucleótidos. No DNA, a pentose é a desoxirribose. No RNA a pentose é a ribose.

As bazes azotadas podem dividir-se em dois tipos:

• bases púricas - apresentam anel duplo (adenina e guanina);
• bases piramídicas - apresentam um anel simples (citosina, timina e uracilo).

Cada um dos ácidos nucleicos apresenta, normalmente, 4 tipos de bases. A adenina, guanina e citosina estão presentes nos dois ácidos nucleicos. A timina só se encontra no DNA e o uracilo no RNA.

Estrutura do DNA

Numa molécula de DNA é possível verificar uma complementaridade de bases, ou seja, as bases que se ligam estão presentes em quantidades muito próximas ou iguais (a quantidade de adenina é semelhante à de timina e a quantidade de citosina é semelhante à de guanina).

A molécula de DNA é uma molécula de dupla hélice, constituída por duas cadeias polinucleotídicas antiparalelas (paralelas mas em sentidos opostos).

Os nucleótidos ligam-se entre si através de ligações covalentes que se estabelecem entre o grupo fosfato e os carbonos 3' e 5' das pentoses.

Cada cadeia de nucleótidos apresenta nas extremidades uma ponta livre, uma designada 3' e outra 5'. As cadeias desenvolvem-se em sentidos opostos, iniciando-se na extremidade 5' e terminando na 3'. Assim, à extremidade 5' de uma cadeia vai corresponder a extremidade 3' da outra. 

A ligação entre as duas cadeias faz-se através de pontes de hidrogénio que se estabelecem entre as bases azotadas. A adenina só se liga à timina e a citosina só se liga à guanina.

Estrutura do RNA

A molécula de RNA é formada por uma cadeia ismples de nucleótidos e tem dimensões inferiores às da moécula de DNA.

A molécula de RNA pode dobrar-se devido ao estabelecimento de pontes de hidrogénio entre as bases complementares (adenina - uracilo/guanina - citosina).

O RNA é sintetizado a partir do DNA e pode apresentar-se em três tipos distintos: RNA mensageiro (mRNA), RNA de transferência (tRNA) e RNA ribossómico (rRNA).

Replicação do DNA

Existem três hipóteses de replicação do DNA:

• Hipótese dispersiva - cada molécula filha é formada por porções da molécula mãe e regiões sintetizadas de novo, a partir dos nucleótidos da célula;
• Hipótese conservativa - a molécula inicial mantém-se íntegra servindo apenas de molde à nova molécula, que é formada por duas novas cadeias; 
• Hipótese semiconservativa - cada uma das cadeias serve de molde para uma nova cadeia e cada uma das novas moléculas seria formada por uma cadeia antiga e uma cadeia nova. Esta é a hipótese aceite, actualmente.

Síntese proteica e código genético

Síntese Proteica e Código Genético.pptx (119,7 kB)

Neste ficheiro powerpoint está um resumo do que é a síntese proteica e o código genético.

Mecanismos envolvidos na síntese proteica

Transcrição

Na transcrição, a dupla hélice do DNA desenrola-se e as duas cadeias separam-se. Uma destas cadeias serve de molde à formação do RNA (mRNA, tRNA ou rRNA), que se faz a partir dos nucleótidos soltos no nucleoplasma. Este processo é catalisado pela RNA polimerase.

Processamento do RNA

Nos seres eucariontes o RNA sofre um processamento de maturação. O RNA é constituído por intrões e exões. Os intrões possuem informação genética desnecessária à formação de certas proteínas, sendo, por isso, removidas. O exões, que contêm a informação genética para a síntese dos aminoácidos que vão formar a proteína, ligam-se entre si, formando o RNA maturado.

No final deste processamento, o mRNA migra para o citoplasma.

Tradução

Neste processo sintetizam-se as proteínas. A tradução divide-se em três partes:

• Iniciação:
  • A subunidade menor do ribossoma liga-se à extremidade 5' do mRNA.
  • Esta desliza ao longo da molécula até ao codão de iniciação (AUG).
  • O tRNA que transporta o aminoácido metionina liga-se por complementaridade ao codão de iniciação.
  • A subunidade maior liga-se à subunidade menor do ribossoma
• Alongamento:
  • Um segundo tRNA transporta um aminoácido específico, ligando-se ao codão.
  • Estabelece-se uma ligação peptídica entre o aminoácido recém-chegado e a metionina.
  • O ribossoma avaça três bases ao longo do mRNA no sentido 5' ->3'.
  • O processo repete-se ao longo da molécula de mRNA.
  • Os tRNA, que se tinham ligado inicialment, vão-se soltando sucessivamente.
• Finalização:
  • O ribossoma encontra um codão de finalização (UAG, UGA ou UAA) e o alongamento termina.
  • O último tRNA abandona o ribossoma.
  • As subunidades do ribossoma separam-se.
  • O péptido é libertado.

Alterações do material genético

O genoma de um indivíduo pode sofrer alterações, designadas mutações. Quando estas alterações afectam um determinado gene diz-se que ocorreu uma mutação génica.

As mutações génicas resultam da substituição, do desaparecimento ou da adição de um nucleótido da sequência que constitui o gene. Essas mutações génicas podem conduzir à produção de proteínas diferentes das normais. Quando estas proteínas têm um papel importante no organismo, podem originar-se doenças.

Um exemplo de doença causada por uma mutação genética é a fenilcetonúria.

Mutação Génica - Fenilcetonúria.docx (13,9 kB)

Ciclo celular

Nos seres eucariontes, a informação genética contida nos ácidos nucleicos encontra-se no núcleo da célula. Quando esta se divide, é necessário que a célula-mãe passe passe para a célula-filha a informação genética, distribuída por várias moléculas de DNA, contida no seu núcleo. Deste modo, as características transmitem-se de geração celular em geração celular. As várias moléculas de DNA estão associadas a proteínas, as histonas.

Quando a célula está em divisão formam-se cromossomas, a partir da condensação da cromatina. Os cromossomas são constituídos por dois cromatídeos e um centrómero.

O ciclo celular compreende duas fases principais: a interfase e a fase mitótica.