Dogma Central da Biologia Molecular

Iniciando a saga de resumos de Biologia, temos a matéria de genética molecular, do Fadul, que inclui Duplicação (ou replicação) de DNA, Transcrição de RNA e Tradução de proteínas (juntando tudo temos o Dogma Central da Biologia Molecular). Como já vimos duplicação, não vão cair detalhes, só aspectos mais gerais.

• Duplicação: é o processo semiconservativo de produção de novas fitas de DNA através de uma dupla-fita molde (é semiconservativo pois metade das fitas novas de DNA formadas é constituído de fitas antigas). O processo pode ser descrito em fases (não precisa decorar as proteínas):

1. Quebra das ligações de hidrogênio que mantêm a dupla-fita molde unida. A proteína Helicase é responsável por essa quebra.
2. Marcação dos locais de início de leitura das fitas anti-paralelas. A proteína RNA primase coloca os PRIMERS (pedaços de RNA) nas extremidades 3'OH.
3. Leitura e produção de fitas complementares (anti-paralelas) através das fitas moldes. A proteína DNA Polimerase III lê e adiciona aminoácidos de acordo com a fita molde (na direção 3' > 5').
4. Retirada dos Primers, que são trocados por pedaços de DNA pela enzima DNA Polimerase I.
5. União dos fragmentos de Okasaki (pedaços DNA na fita 5' > 3', lida e complementada de maneira descontínua). A enzima responsável por ligar os fragmentos é a Ligase.
6. Verificação e correção de possíveis erros no processo replicativo. A enzima DNA Polimerase II faz uma lida rápida atentando para possíveis imprecisões, corrigindo-as.

Agora, a transcrição.

• Transcrição: de certa forma similar à replicação, a transcrição é um processo que se utiliza de uma fita molde (um pedaço) de DNA para a formação de uma fita simples de RNA. O processo ocorre no núcleo celular (ou no citoplasma dos procariotos) e pode ser descrito através das seguintes etapas:

1. A enzima RNA Polimerase quebra a dupla-fita na altura para a transcrição, produzindo uma fita anti-paralela (ou seja, lê uma das fitas de DNA no sentido 3' > 5', produzindo a fita de RNA no sentido 5' > 3'). As bases nitrogenadas dos nucleotídeos do RNA são: adenina, uracila ("substitui" a timina), guanina e citosina (A com U, G com C).
2. A fita formada (chamada transcrito primário), é marcada em sua extremidade inicial 5' por uma guanina modificada ("CAP") que comanda a adição de 100 a 200 bases adenina. A essa extremidade, que confere estabilidade à fita de RNA, damos o nome de Cauda Poli A.
3. O transcrito primário passa por um processo de "purificação", digamos assim, no qual são retiradas as partes que não serão utilizadas na sintetização de proteínas: os íntrons (INúteis = ÍNtrons). Os íntrons são retirados por um complexo de proteínas e nucleotídeos chamado spliciossomo, que se liga às pontas dos íntrons, se unem e se destacam do transcrito. As partes úteis (os éxons) são mantidas, formando o transcrito maduro.
4. O transcrito maduro passa para o citoplasma da célula, onde poderá participar do processo de síntese protéica.

Observações:

1. Como os procariotos não apresentam núcleo, não ocorre splicing - o RNA primário é utilizado na síntese de proteínas, sem ser "amadurecido" (isso também ocorre devido ao fato de o RNA dos procariotos ser quase 100% útil na tradução).
2. O slicing pode ocorrer de maneira alternativa, ou seja, podem haver combinações diferentes entre os éxons formados, gerando transcritos maduros diversos - tal processo de splicing alternativo aumenta a variabilidade protéica.

Agora que vimos como o RNA é transcrito e vai para o citoplasma, vejamos a sua função no citoplasma. O RNA pode formar os ribossomos (RNAr - ribossômico), pode formar o RNA transportador (RNAt - responsável pelo transporte de aminoácidos) e a própria fita que carrega as informações do DNA, o RNA mensageiro (RNAm). Todos esses elementos são fundamentais para o processo que veremos agora: a tradução de proteínas (detalhe: proteínas são formadas por aminoácidos - cadeias carbônicas compostas por um grupo Amina e um grupo Ácido Carboxílico).

• Tradução: é o processo de sintetização (formação) de proteínas através da fita de RNA mensageiro, que vem do núcleo depois de transcrito. As estruturas participantes do processo são: o RNA mensageiro, o RNA transportador e o ribossomo (formado por RNA ribossômico. O ribossomo é dividido em duas subunidades - maior (contém os sítios de ligação entre RNA mensageiro e RNA transportador) e menor (se liga ao RNA mensageiro, possibilitando sua leitura e a montagem do ribossomo como um todo).

A tradução, então, ocorre na seguinte ordem:

1. O RNA mensageiro vai para o citoplasma, aonde é ligado à subunidade menor do ribossomo.
2. O RNA transportador se liga ao RNA mensageiro, iniciando o processo de tradução. A ligação é feita entre trios de nucleotídeos: as sequências de 3 nucleotídeos no RNA são chamadas de códons. Cada códon se liga a uma sequência específica de 3 outros nucleotídeos presentes no RNAt, que é chamada de anticódon. Como cada RNA transportador carrega um aminoácido específico, cada códon comanda a adição de um aminoácido específico.
3. Observação: existe um códon - AUG, adiciona o aminoácido metionina - que determina o início da tradução; assim como existem códons chamados de STOP CODONs, que não adicionam aminoácido - eles determinam o final da tradução. Ao final da tradução, a metionina inicial geralmente é retirada.
4. Nas ligações entre os aminoácidos, que formarão a proteína, o grupo Amina de um se liga ao grupo Ácido do outro, numa ligação chamada Peptídica.
5. Cada ligação peptídica gera, como produto, uma molécula de água.

OH do ácido e H da amina se unem - H2O.

O exercício pode pedir número de ligações peptídicas, de moléculas de água formadas, de nucleotídeos, de códons, de aminoácidos adicionados... É só usar as seguintes relações:

1. Nº de Códons = número de nucleotídeos do RNAm dividido por 3
2. Nº de Aminoácidos adicionados = número de códons - 1 (stop códon)
3. Nº de ligações peptídicas = número de aminoácidos - 1 (assim como entre 5 dedos há 4 espaços, entre 5 aminoácidos há 4 ligações)
4. Nº de moléculas de H2O formadas = número de ligações peptídicas

Isso vale para cada proteína, ou seja, se ele disser que o mesmo RNAm gerou X proteínas, o número de nucleotídeos (e consequentemente o de códons) é constante; o restante é só multiplicar por X.

• O código genético

Código genético é o conjunto de todos os códons que podem ser formados através das combinações entre os nucleotídeos U, A, C e G (64 códons no total), além de definir quais são os respectivos aminoácidos adicionados pelos códons formados. Diz-se que o código genético é universal pois qualquer ser vivo (algumas bactérias fazem a exceção) produz os mesmos aminoácidos a partir dos mesmos nucleotídeos. Além disso, ele é degenerado. (Eca, Fadul! Degene-quem??) Ele ser degenerado significa que existem aminoácidos que podem ser adicionados por mais de um tipo de códon (no total são apenas 20 tipos de aminoácidos para 64 códons - existem 3 stop códons, por exemplo). Cuidado! Existem aminoácidos definidos por diferentes códons, mas cada códon só define um tipo de aminoácido (é degenerado, mas não é ambíguo!).
De Dogma Central é isso. Próximo é de membrana plasmática e transporte, que deve sair de madrugada assim como o de Lasneaux. Chico não vejo porque ter resumo se todos os exercícios de 2ª Lei podem ser transformados em 1ª.
AMANHÃ, terça-feira, véspera de quarta (prova), haverá aula de revisão (à partir das 14h) na sala do 1º E da 902, no prédio azul (1º andar). Qualquer dúvida em relação à matéria ou aos resumos pode ser resolvida lá.
Abraços,

Félix.