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COMUNICACAO INTRACELULAR

 

COMUNICACAO ENVOLVE:

Formação do sinal

Libertação do mesmo pela célula produtora

Transporte para o órgão alvo

Detecção deste pelo órgão alvo e consequente acção

Remoção do sinal.

Importância:(Controle do metabolismo;Coordenação de processos como o crescimento, a reprodução e o desenvolvimento;Quantificação e qualificação das actividades intracelulares)

Um mesmo sinal (mensageiro) pode usar mais de uma forma de sinalização.

Testosterona: Endócrina nos folículos pilosos;Parácrina nos túbulos seminíferos

Físicos:Luz;T;Pressão

Químicos:Hormonas;Neurotransmissores;Fatores de crescimento;toxinas

Receptores de superfície:(Canais de iões; enzimático;acoplado a proteína G;Integrinas;de portagem)

Citoplasmáticos:angiotensina II- factor básico de c de fibroblastos 2

nucleares=h. Esteroides.

2MENSAGEIRO:(hidrofóbicas;hidrofílicas:cAMP, cGMP, e Ca2+;Gases:NO e CO)

Transdução de sinais:Processo sequencial iniciado pela ligação de um sinal extracelular a um receptor e culminando em uma ou mais respostas celulares específicas.

Caracteristica: (amplificacao d sinal; especificidade; adaptacao; integracao)

Receptores:(canais iónicos; enzimaticos; intracelular; acoplados a proteina-G.)

                                     Por   Sebastiao Margarida Zandamela
                                              Selso Jose Vubile

SINTESE PROTEICA 'so"

Síntese Proteica

• Importância Biomédica

Surgimento de proteínas defeituosas;Mecanismos de acção de alguns fármacos (actuam a nível da síntese proteica);Algumas toxinas actuam a nível da síntese proteica.
Ocorre nos ribossomas; e rapido.
A energia necessária provém da hidrólise do ATP.
Consome mais de 90% da energia usada em processos biossintéticos.
Requisitos(Código genético;mRNA;tRNA;Ribossomas;aa activados;Enzimas)
  Aminoacido + ATP + tRNA →  Aminoacil-tRNA

• Código genético:relação entre a sequência de bases no ADN e a sequência correspondente de aminoácidos, na proteína.

Códons de finalização (UAA,UGA e UAG)
 Códon de iniciação (AUG):codifica Metionina

• Código genético(caract)(universal;Degenerado;nao ambiguo;Sem pontuação;Não sobreponível;Sofre oscilação)

  Hipóteses de oscilação:
Os 2 primeiros pares formam ligacoes fortes.
A primeira base do anticodon, determina o numero de codons do mRNA reconhecido.
 Um aminoacido  especificado por ribossomas; e rapido.
A energia necessária provém da hidrólise do ATP.
Consome mais de 90% da energia usada em processos biossintéticos.
Requisitos(Código genético;mRNA;tRNA;Ribossomas;aa activados;Enzimas)
  Aminoacido + ATP + tRNA →  Aminoacil-tRNA

varios codons, o que diferir em qlq uma das 2 primeiras bases, tera um tRNA diferente.
No minimo 32 tRNA são requeridos para traduzir os 61 codons.
componentes chave:Ribossomas e tRNA
Ribossoma (E. Coli)

  - 2 subunidades desiguais.
  - Subunidades contém 65% de proteinas e 35% de rRNA.
  - As proteínas ribossomais variam muito em peso molecular
  - As 2 subunidades unem-se e formam uma fenda por onde o mRNA atravessa.
 

• tRNA:Tem estrutura similar em todos organismos;São tradutores da linguagem dos ácidos nucleícos para linguagem das proteínas;Resíduos de nucleótideos variam entre 73 e 93;Existe pelo menos um tRNA para cada aminoácido;lguns nucleótideos tem bases modificada;tdos possuem uma sequência CCA(3’)               

• Activação dos aminoácidos

Grupo carboxil de cada aminoácido é activado.
Existem 2 classes de enzimas aminoacyl-tRNA sintetases (I e II)
Ocorre no citosol e em 2 passos
No geral existe uma enzima para cada aa
Consome 2 ligações de alta energia por cada aa
Aminoácidos são estereficados aos tRNA correspondentes
As aminoacyl-tRNA sintetases reconhecem pares específicos de nucleótidos do tRNA.
Os de reconhecimento localizam-se predominantemente no braço do aminoácido e no braço do anticodon

•   Iniciação

   - mRNA liga-se a menor subunidade do ribossoma e ao aminoacil-tRNA inicial.
   - Ligação da subunidade maior com posterior formação do complexo inicial.
Intervenção de factores de iniciação.
Mecanismo nos procariotas diferente do mecanismo nos eucariotas
Iniciada na extremidade amino
Procariotas usam a N-formil Metionina como aminoácido de iniciação
Codon de iniciação (AUG) é direcionado pela sequencia de Shine-Dalgarno
Sequencia de Shine-Dalgarno
Ribossomas tem 3 sitios de ligação para os aminoacyl-tRNA: A;  P; E
Ambas subunidades 30S e 50S contribuem para formação do sitios A e P,
Sitio E é completamente confinado a subunidade 50S,
(5) AUG é posicionada no sitio P.

Passos da Iniciação (3)
Primeiro passo:
30S liga-se aos factores de iniciação IF-1 e IF-3
mRNA liga-se a 30S
Shine – Dalgarno guia o codon de iniciação (AUG) para posição correcta do ribossoma 30S.
Segundo passo:
O complexo 30S, IF-3 e mRNA é unido a fMet-tRNAfMet.
Pareamento correcto entre o anticodon e o codon de iniciação do mRNA.
Terceiro passo:
Combinação do complexo com a subunidade 50S
Formação de um complexo de iniciação funcional 70S

• Iniciação nos eucariotas:

O mRNA eucariótico liga-se ao 40S como um complexo unido a várias proteínas
Muitas destas proteínas prendem as extremidades 5’ e 3’ do mRNA ao ribossoma,
Na extremidade 3’ o mRNA é ligado por proteinas (PAB) associadas a cauda Poli A
Na extremidade 5’ é ligado por um complexo de proteinas (eIF4F) associadas a extremidade cap
Associação do 60S e do eIF5 ao complexo com formação do complexo de iniciação.

• Elongação

  - A cadeia polipeptidica cresce em comprimento com adição gradual de aminoácidos.
Há intervenção de proteínas citosólicas- factores de elongação.
Ligação do aminoacil-tRNA recém chegado ao complexo de iniciação.
Formação da ligação peptidica
Translocação
Prova de leitura nos ribossomas para garantir a fidelidade do processo

• Terminação:  - O novo polipeptideo é libertado do ribossoma como consequencia da sinalização pelo códon de terminação.Há intervenção de factores de terminação.
  Sinalizada pela presença de um dos 3 codons: UAA, UAG ou UGA.
  Hidrólise da ligação peptidil-tRNA.
  Libertação do polipeptido livre.
  Dissociação do ribossoma 70S em 30 e 50S respectivamente.
  
  
• Processamento pós-transducional e enrolamento

  - Enrolamento e formação de estruturas tridimensionais.

1:Modificações Amino e Carboxil-terminais(Remoção do formil grupo e do amino-terminal do resíduo de Met.)
2:Perda de sequencias sinalizadoras
 3:Modificação individual dos aminoácidos(Fosforilação enzimática de grupos hidroxil de alguns residuos de Ser, Thr, e Tyr pelo ATP; Adicção de grupos carboxil ao residuo Glu de algumas proteinas; Adicção de grupos
metil;  Adicção de cadeias laterais de carbohidratos. )
4:Adicção de grupos isoprenil
5:Adicção de grupos prostéticos
6;Processamento proteólitico
7:Formção de ligações dissulfidricas
  

Antibióticos
ATB são os maiores inibidores da tradução.
Podem inibir quase todos passos da tradução

Estreptomicina
Impede a incorporação do aminoacil-tRNAi ou produz erros de leitura do código genético.     

Tetraciclina=Bloqueia o sitio A

• Destinos das proteinas:(Citosol; Núcleo e mitocôndria;Secreção, membranas celulares e lisossomas)
• Regulação da Síntese Proteica

1. Sintese do RNA primário (transcrição)
2. Modificação Postranscricional  do mRNA
3. Degradação do RNA mensageiro
4. Síntese Proteíca
5. Modificação Postransducional das proteínas
6. Direcionamento das proteínas e transporte
7. Degradação das proteínas

Operão lac:Genes: galactosidase Z, galatosideo permease Y e transacetilase A; repressor é codificado por um gene constituitivo; Lactose é um indutor.

SINTESE PROTEICA

Síntese Proteica

• Importância Biomédica

Surgimento de proteínas defeituosas;Mecanismos de acção de alguns fármacos (actuam a nível da síntese proteica);Algumas toxinas actuam a nível da síntese proteica.
Ocorre nos ribossomas; e rapido.
A energia necessária provém da hidrólise do ATP.
Consome mais de 90% da energia usada em processos biossintéticos.
Requisitos(Código genético;mRNA;tRNA;Ribossomas;aa activados;Enzimas)
  Aminoacido + ATP + tRNA →  Aminoacil-tRNA

• Código genético:relação entre a sequência de bases no ADN e a sequência correspondente de aminoácidos, na proteína.

Códons de finalização (UAA,UGA e UAG)
 Códon de iniciação (AUG):codifica Metionina

• Código genético(caract)(universal;Degenerado;nao ambiguo;Sem pontuação;Não sobreponível;Sofre oscilação)

  Hipóteses de oscilação:
Os 2 primeiros pares formam ligacoes fortes.
A primeira base do anticodon, determina o numero de codons do mRNA reconhecido.
 Um aminoacido  especificado por varios codons, o que diferir em qlq uma das 2 primeiras bases, tera um tRNA diferente.
No minimo 32 tRNA são requeridos para traduzir os 61 codons.
componentes chave:Ribossomas e tRNA

• Ribossoma (E. Coli)

  - 2 subunidades desiguais.
  - Subunidades contém 65% de proteinas e 35% de rRNA.
  - As proteínas ribossomais variam muito em peso molecular
  - As 2 subunidades unem-se e formam uma fenda por onde o mRNA atravessa.
 

• tRNA:Tem estrutura similar em todos organismos;São tradutores da linguagem dos ácidos nucleícos para linguagem das proteínas;Resíduos de nucleótideos variam entre 73 e 93;Existe pelo menos um tRNA para cada aminoácido;lguns nucleótideos tem bases modificada;tdos possuem uma sequência CCA(3’)               

• Activação dos aminoácidos

Grupo carboxil de cada aminoácido é activado.
Existem 2 classes de enzimas aminoacyl-tRNA sintetases (I e II)
Ocorre no citosol e em 2 passos
No geral existe uma enzima para cada aa
Consome 2 ligações de alta energia por cada aa
Aminoácidos são estereficados aos tRNA correspondentes
As aminoacyl-tRNA sintetases reconhecem pares específicos de nucleótidos do tRNA.
Os de reconhecimento localizam-se predominantemente no braço do aminoácido e no braço do anticodon

•   Iniciação

   - mRNA liga-se a menor subunidade do ribossoma e ao aminoacil-tRNA inicial.
   - Ligação da subunidade maior com posterior formação do complexo inicial.
Intervenção de factores de iniciação.
Mecanismo nos procariotas diferente do mecanismo nos eucariotas
Iniciada na extremidade amino
Procariotas usam a N-formil Metionina como aminoácido de iniciação
Codon de iniciação (AUG) é direcionado pela sequencia de Shine-Dalgarno
Sequencia de Shine-Dalgarno
Ribossomas tem 3 sitios de ligação para os aminoacyl-tRNA: A;  P; E
Ambas subunidades 30S e 50S contribuem para formação do sitios A e P,
Sitio E é completamente confinado a subunidade 50S,
(5) AUG é posicionada no sitio P.

Passos da Iniciação (3)
Primeiro passo:
30S liga-se aos factores de iniciação IF-1 e IF-3
mRNA liga-se a 30S
Shine – Dalgarno guia o codon de iniciação (AUG) para posição correcta do ribossoma 30S.
Segundo passo:
O complexo 30S, IF-3 e mRNA é unido a fMet-tRNAfMet.
Pareamento correcto entre o anticodon e o codon de iniciação do mRNA.
Terceiro passo:
Combinação do complexo com a subunidade 50S
Formação de um complexo de iniciação funcional 70S

• Iniciação nos eucariotas:

O mRNA eucariótico liga-se ao 40S como um complexo unido a várias proteínas
Muitas destas proteínas prendem as extremidades 5’ e 3’ do mRNA ao ribossoma,
Na extremidade 3’ o mRNA é ligado por proteinas (PAB) associadas a cauda Poli A
Na extremidade 5’ é ligado por um complexo de proteinas (eIF4F) associadas a extremidade cap
Associação do 60S e do eIF5 ao complexo com formação do complexo de iniciação.

• Elongação

  - A cadeia polipeptidica cresce em comprimento com adição gradual de aminoácidos.
Há intervenção de proteínas citosólicas- factores de elongação.
Ligação do aminoacil-tRNA recém chegado ao complexo de iniciação.
Formação da ligação peptidica
Translocação
Prova de leitura nos ribossomas para garantir a fidelidade do processo

• Terminação:

   - O novo polipeptideo é libertado do ribossoma como consequencia da sinalização pelo códon de terminação.
Há intervenção de factores de terminação.
Sinalizada pela presença de um dos 3 codons: UAA, UAG ou UGA.
Hidrólise da ligação peptidil-tRNA.
Libertação do polipeptido livre.
Dissociação do ribossoma 70S em 30 e 50S respectivamente.

• Processamento pós-transducional e enrolamento

  - Enrolamento e formação de estruturas tridimensionais.

1:Modificações Amino e Carboxil-terminais(Remoção do formil grupo e do amino-terminal do resíduo de Met.)
2:Perda de sequencias sinalizadoras
 3:Modificação individual dos aminoácidos(Fosforilação enzimática de grupos hidroxil de alguns residuos de Ser, Thr, e Tyr pelo ATP; Adicção de grupos carboxil ao residuo Glu de algumas proteinas; Adicção de grupos
metil;  Adicção de cadeias laterais de carbohidratos. )
4:Adicção de grupos isoprenil
5:Adicção de grupos prostéticos
6;Processamento proteólitico
7:Formção de ligações dissulfidricas
  

Antibióticos
ATB são os maiores inibidores da tradução.
Podem inibir quase todos passos da tradução

Estreptomicina
Impede a incorporação do aminoacil-tRNAi ou produz erros de leitura do código genético.     

Tetraciclina=Bloqueia o sitio A

• Destinos das proteinas:(Citosol; Núcleo e mitocôndria;Secreção, membranas celulares e lisossomas)

• Regulação da Síntese Proteica

1. Sintese do RNA primário (transcrição)
2. Modificação Postranscricional  do mRNA
3. Degradação do RNA mensageiro
4. Síntese Proteíca
5. Modificação Postransducional das proteínas
6. Direcionamento das proteínas e transporte
7. Degradação das proteínas

Operão lac:Genes: galactosidase Z, galatosideo permease Y e transacetilase A; repressor é codificado por um gene constituitivo; Lactose é um indutor.

ANEXO= COMUNICACAO INTRACELULAR

 

• ENVOLVE:

Formação do sinal

Libertação do mesmo pela célula produtora

Transporte para o órgão alvo

Detecção deste pelo órgão alvo e consequente acção

Remoção do sinal.

• Importância:(Controle do metabolismo;Coordenação de processos como o crescimento, a reprodução e o desenvolvimento;Quantificação e qualificação das actividades intracelulares)

Um mesmo sinal (mensageiro) pode usar mais de uma forma de sinalização.

Testosterona: Endócrina nos folículos pilosos;Parácrina nos túbulos seminíferos

Físicos:Luz;T;Pressão

Químicos:Hormonas;Neurotransmissores;Fatores de crescimento;toxinas

Receptores de superfície:(Canais de iões; enzimático;acoplado a proteína G;Integrinas;de portagem)

Citoplasmáticos:angiotensina II- factor básico de c de fibroblastos 2

nucleares=h. Esteroides.

• 2MENSAGEIRO:(hidrofóbicas;hidrofílicas:cAMP, cGMP, e Ca2+;Gases:NO e CO)

• Transdução de sinais:Processo sequencial iniciado pela ligação de um sinal extracelular a um receptor e culminando em uma ou mais respostas celulares específicas.

Caracteristica: (amplificacao d sinal; especificidade; adaptacao; integracao)

Receptores:(canais iónicos; enzimaticos; intracelular; acoplados a proteina-G.)

RNA

Ficha de exercicos II : Metabolismo de RNA

1.

	Replição	Transcrição
Uma região especifica de DNA e reconhecida e atacada pela polimerase	Presente	Presente
A direção da polimerização e 5ˊ, 3ˊ	Presente	Presente
A direccao do movimento da enzima no molde e 3ˊ,5ˊ exonuclease	Presente	Presente
O mecanismo da reaccao e ataque ao grupo 3ˊ OH da pentose	Presente	ausente
O processo inclui actividade 3ˊ5ˊ	Presente	ausente
O processo requer primer	Presente	ausente
Ocorre processamento pos sintese (hidrolise, adicao e modificacoes)	ausente	Presente
Ocorre ao longo de todo o DNA	Presente	ausente

2. n1 ATP

3. E xistem tres tipos de RNA que são:

RNA mensageiro: Codifica a sequencia de aminoacidos de um ou mais polipeptidios especificados por um conjunto de genes

RNA de transferencia: Transporta aminoacidos activos para os ribossomas

RNA ribossomal: Em accao com as proteinaas, compoe os ribossomas, locaol onde se processa a sintese proteica

4. Promotores sao sequencias de nucleotideos do DNA onde a enzima responsavel pela transcricao se liga e determina o local onde a trancricao vai iniciar.

5. Sequencia de consenso sao sitios de interacoes importantes para a subunidade 70S do ribossoma.

6.O gradiente de cancentracao de 5-20% permite separar por ultracentrifugacao o RNAr mais pesado e encontrado em maior quantidade no citosol, tem coeficiente 16S e 23S nas bacterias e 18S e 28S nos eucariotas. O RNA soluvel 4S que corresponde a tRNA e mRNA.

7.A Rifampicina: age inibindo a sintese do RNA bacteriano ao ligar-se a subunidade B da RNA polimerase com isso impede o inicio da transcricao.

A Actinomicina D: inibe a alongacao do DNA atacando residuos de dexoxiguaninano DNA molde dificultando o movimento RNA polimerase ao ,Longo do DNA (leitura). Inibe a transcricao.

Amantina: inibe a RNA polimerase II consequentemente interropendo a formacao do RNAm. E em concentracoes altas inibe tambem a polimerase III

8. Introns: sao sequencias de nucleotideos no RNA que nao codificam nenhum aminoacido. Eles tem como funcao separar a informacao de varios genes responsaveis pela sintese de proteinas de uma dada funcao contida no mesmo RNA.

Sequencia de Shine Delgamo:sao sequencias que ocorrem nos eucariotas o codao de iniciacao (AUG) para a posicao correcta do ribossoma 30S.

Transposons: sequencia de nucleotideos capazes de se movimentar dentro do DNA.

9. ribozima e um RNA com actividade enzimatica. Ex: introns do grupo I .

10

RNA polimerase I: sintetisa um tipo de RNA pre-ribossomal

RNA polimerase II : responsavel pela formacao de RNA

RNA polimerase III:E responsavel pela sintetise RNAt,e outros tipos de RNAS especializados.

11.

a) Os principais eventos que constitue o processamento pos-trancripcional sao: clivagem, Poliadenilacao e Capeamento .

b)

clivagem– que e a remocao de sequencias de cada extremidade, em alguns casos para a remocao de introns.

Capeamento – adicao de um residuo 7-metilguanosina na extremidade 5ˊ do grupo fosfato.

Poliadenilacao – adicao de varios residuos de adenilato.

12.A cadeia molde de DNA e tambem chamada cadeia codificante e e identica ao RNA transcrito excepto que ha U no RNA para cada T no DNA porque na molecula de RNA nao existe a base azotada timina.

13.Os erros na molecula de RNA sao menos catastroficos que erros na molecula de DNA porque o RNA codifica para a producao de uma ou um grupo de proteinas que podem ser destruidas facilmente enquanto que erro no DNA codenam a celula a destruicao.

14. Em termos energeticos faz sentido que a celula regule a transcricao nos seus estagios iniciais, porque e onde se gasta mais energia e é o ponto fraco, o que significa que se ocorre um erro todo o processo pára.

15.O factor de transcricao que actua no desenrolamento de DNA e o TFIIH .

16.O factor de transcricao que usa ATP e rho com o proposito de retirar o RNA m do molde do DNA.

17.Os papeis de TFIIH sao:

• Desenrola o promotor de DNA.
• Fosforila RNA polimerase.
• Recruta o complexo de excisao de nucleotideos.

18.As reacoes de processamento de RNA nas celulas eucarioticas ocorrem no nucleo.

19.

a)Transcricao processo atraves do qual se sintetiza RNA apartir da informacao contida nos genes da molecula de DNA.

b) Unidade de transcricao e sequencia de DNA que e transcrita.

c)Transcrito primario e a molecula de RNA sintetizada, antes do seu processamento, contem exoens e introns.

20. a) A RNA polimerase possui 6 subunidades:

₂faz a montagem estrutural da enzima;

faz ligação aos nucleotídeos;

’ faz ligação ao molde de DNA;

faz o reconhecimento e selectividade do Promotor. Essas 6 subunidades constituem a RNA polimerase Holoenzima.

b) Síntese assimétrica de RNA– é quando uma sequência de complementar de RNA para a síntese de RNA é feita a partir de uma fita de molde de DNA. A sequência de DNA difere da sequência de RNA em um aspecto: base T no DNA que é substituída por U no RNA

21.O RNA policistronico pode albelgar informacoa para sintese de varias proteinas enquanto que RNA monocistronico contem informacao para a sintese de uma proteina

22.

a) Clivagem (Splicing) e a remoção de sequencias de cada extremidade, em alguns casos para a remoção de introns.

b)O mecanismo que garante fidelidade deste processo e Splicing alternativo.

23.Quebrassoma ou Spliceossomo é uma estrutura com actividade catalitica, responsavel pela execusão do splicing.

a) E contituida por ribonucleoproteinas do tipo snRNA.

b) U2 Uracilo

24,

a) O RNA actua como ribossima, actua sobre si mesma

b)Os tipos de RNA cataliticos sao 6 : U1,U2, U3, U4, U5, U6, U7, U8, U9, U10.

25. O unico RNAm eucariotico que nao contem introns e o mRNA da levedura do pao(Saccharomyces cerevisiae

26. Acentuadores são genes que aumentam a expressão genica ou taxa de transcrição.

27.

Subunidade	Propriedade
α	Catalitica
Β	Catalitica
Β	Catalitica
C	Promotor

28. . Considerando que os procariotas não apresentam membrana nuclear o processo de transcrição ocorre no citoplasma, onde também ocorre a tradução, podendo no entanto ocorrer como o supra citado.

29.Nos eucariotas o papel da subunidade 45s pré-ribossomal é de produzir as subunidades 28s, 18s e 5.8s.

30.O factor sigma na transcricao reconhece o promotor pela RNA polimerase.

31.A caixa de Pribnow e a sequencia de consenso para a regiao -10 e tem com estrutura 5ˊ TATAAT 3ˊ.

32.O transcrito primaro em mamiferos e pré-RNA

33. No DNA o numero de adenosina e igual ao numero de residuos de timidina e o numero de residuos de guanosina e igual ao numero de citidina, enquanto que no RNA o numero de residuos de guanosina e igual ao numero de residuos de uridina,isso e que dita a nao aplicabilidade de algumas regras de CHARGAFF.

34. As possiveis disposicoes espaciais que as moleculaas de RNA podem adoptar sao: Planar, Globular, Folha de trevo.

35.

36.a) Defeitos em MLH1,MSH2 ou PMS2

b) Deficiencia do BRCA1 e 2

37.

e)Caixa TATA ou ATA possui sequencia de consenso que promovem transcricao de RNA

f) CAAT e a sequencia de consenso do trecho e GC e a sequencia de promotores eucarioticos por precursor de RNAm

g) Factores de transcricao-ligam se com elementos cis pra remover a expressao genica

Caso clinico 1

1. Talassemia e quasquer alteracao que reduza a taxa de sintese de cadeias globinicas que constituem a hemoglobina. As celulas principalmente afectadas sao eritrocitos.
2. A palvra talassemia tem uma origem Grega onde:

Thalassa= mar e Haema= sangue.

3. Difere no padrao de hereditariedade onde: β -talassemia major e homozigotico

α Talassemia minor e heterozigptico

4. A talassemia e uma doenca autossomica recessiva.
5. A talassemia β afecta homozigotico e a talassemia α afecta heterrozigoticos. Quanto a esta crianca tem uma talassemia β major.

Caso clinico 2

1. O doente apresenta uma anemia megaloblastica
2. Esta anemia e causada pela deficiencia de vitamina B12, Acido folico
3. A enzima que requer a cobalamina como co-factor e a metilmalonil co-A mutase
4. Os sintomas neurologicos surgem devido a hipoxia do tecido nervoso
5. Os sintomas neurologicos nao desapareceram devido a deficiencia de tetrahidrofolatoque transfere metilas no sistema nervoso.
6. Os niveis sericos de acido metilmalonilmalonico e de homocisteina apresentavem se elevados neste paciente devido a
   1. a deficiencia da enzima metilmalonil co-a mutase.

DNA

 

 

Ficha de exercicio I: Metabolismo de DNA

1-

a)Composicao quimica de DNA:

• Porcao hidrofilica: trifosfato 3 grupos de fosffto e acucar desoxirribose
• Porcao hidrofobica: bases nitrogenadas purina( adenina guanina) duas estruturas anelares feitas de atomos de N, C, H, O₂; Pirimidinas(citosina e timina) uma estrura anelar feita de atomos de N, C, H, O_2.

b)

• Ligacoes emtre nucleotidos 3’ 5’ fosfodiester
• Interacoes hidrofobicas (entr e as bases nitrogenadas)
• Efeitos de empliamento(entre as bases nitrogenadas: conciste encensialmente em forca de Van der Waals
• Repulsao electrostatica(entre grupos fosfato)
• Pontes de hitrogenio( entre bases nitrogenadas): 2 pontes hidrogenio entre A e T e 3 pontes hidrogenio entre C e G.

b)

Forma de dupla helice	B- DNA	Z-DNA	A-DNA
Sentido da helice	Direita	Esquerda	Direita
Diametro	23.7 Ằ	18.4 Ằ	25.5 Ằ
Pares de base por cada volta da helice	10 pares	12 pares	11 pares
Crescimento da helica por par da base	3,4	3,7	2,6
Inclinacao de par de base ao eixo	6o	7o	20o
Funcao	Helicase	desconhecida	Indica onde deve iniciar a replicacao
Meio de estabilizacao	Ambientes muito hidratados	Altas concetracoes de sal e pela existencia de sequencias repetitivas de purina-pirimidina	Ambiente desihidratado
Conformacao das fendas	Anti C2	Anti e Sin	Anti C3

d)Os filamentos de DNA das celulas eucariotas designam se por anti paralelos: cada filamento individual tem uma estremidade 5’ e outra 3’, mas a sua desposicao simetrica lada a lado faz com que cada extremidade de DNA posssua uma trminacao 3’ livre e uma terminacao 5’ livre.

e)Principal papel das fendas no DNA e fornecer a informacao de quais bases estao se pareando em uma regiao qualquer sem a necessidade de abrir a dupla fita.A fenda maior oferece uma maior acessibiliddade de ligacao com proteinas que a fenda menor.

1. 2.As regras de Erwin Chargaff sao1-A primeira regra de paridade(1950): o DNA de dupla cadeia obedece ao pareamento

1.  de bases de Watson-Crick. Esta regra e costante de especie para especie. Assim, %A=%T e %C=%G ou: Ac= Tm, Tc=Am, Cc=Gm e Gc=Cm. Os filamento completares sao quase simetricos em termos de nucleotideos : Ac=Am, Tc=Tm,Cc=Cm e Gc=Gm.
   
2. A regra de agregados (Cluster Rule 1963): pelo menos 60% das pirimidinas ocorrem como series de oligonucleotideos,contendo tres ou mais pirimidinas em cadeia.Ha maior tendencia para esta forma de organizacao do que seria de esperar ao acaso. Essa regra e invariavel de especie par a especie.
3. A segunda regra de paridade (1968): Se os filamentos individuais de um duplex de DNA forem insolados e a sua composicao de bases for determinada encotra se a que: %A=%T e %C=%G ou expresso de outro modo: Ac≈ Tc; Gc ≈Cc e Am ≈Tm; Gm≈Cm.

Esta regra e invariavel de especie para especie.

4. A regra GC (1979): a razao entre asoma das concetracoes de C e G e o total das bases( A+C+G+T) tendem a ser costante numa especie ,mas varia de especie para especie.Esta regra e dependente da especie.

3.O DNA possui varia formas (A,B,C,D,E,H,L,T e Z), que giram para direita. Em solucao aquosa o DNA assume a conformacao B e quando ha pouca agua desponivel para interagir com a dupla helice, o DNA assime a conformacao A-DNA. Essas mudancas de conformacao e que garantem a solubilidade de DNA na agua.

4.RNA: muito instavel em solucoes alcalina devido a hodrolise da ponte fosfodiester: o grupo 2’OH nos ribonucleotideos torna a molecula de RNA susceptivel; a clivagem produz uma mistura equimolar de 2’ e 3’ nucleotideos monofosfato( ha um fosfato de um nucleotideo traansferido parra o nucleotideo adjacente)

5.Em pHs acidos ou alcalinos, as bases se tornam caregadas e sua solubilideade na agua aumenta.

6.As bases, tanto purinas quanto purimidinas tem carecter hidrofobico e sao relativamemte insoluvel em agua e nos pHs proximos a neutralodade das celulas.

7.A primeira regra de pariemente de Chargaff.

8.Oswald T. Avery, Colin M. Macleod e Mclyn McCarty- demostrou que a molecula que cntia as informacoes trassmitidas de geracao a geracao era o ADN.

Assim, Oswald T. Avery, Colin M. Macleod e Mclyn McCarty- identificaram que o DNA e a molecula de hereditariedade.

9.Timidilato e um nucleotideo encotrado primariamente em RNA.

10.O aumento na absorcao de ulttravioleta quando uma cadeia de DNA e desnaturada denomina reparacao de DNA.

Compostos que contem uma base nitrogenada, uma pentose e um grupo fosfato sao chamados nucleotideos.As duas purinas encotradas no DNA ssao adenina e citosina.

No DNA, o par de bases(d) citosinas-guanina e assegurado por ligacoes triplas; o par de base (e) adenina-timina possui somente duas ligacoes(pontes de hidrogenio).

18.(dNMP)n + dNTP -----(dNMP)n+1 + Ppi

DNA DNA alongado

dNMP e dNTP sao os desoxinucleosideos 5` monofosfato e 5` trifosfato respectivamente.

19. Etapas de sintese de DNA:

Iniciacao

Ocorre reconhecimento de origem, com desnaturacao, e separacao das cadeias da molecula de DNA, com o envolvimento das seguintes proteinas: DNA-A, topoisomerase, helicase e SSB.

Alongamento

Ocorre a sintese do primer (10 nucleotidos), sintese da cadeia de DNA na direcao 5`---3` por adicao de nucleotidos e leitura da fita molde na direcao3`---5`.

Treinamento

Ocorre com a parede m da polimerizacao com fechamento das cadeias, onde a remocao do primer e substituicao por fragmentos do DNA,com a accao do DNA ligase para unir os fragmentos do DNA.

Proteina	Fase	Funcao
Primer	Iniciacao	g)
DNA polI	Alongamento	a)
SSB	iniciacao	c)
Proteina DNA-A	Iniciacao	e)
Proteina DNA-B	Iniciacao	d)
DNA girase	Iniciacao	f)
DNA ligase	Alongamento	j)
DNA pol III	Alongamento	b)
Tus	Terminacao	h)
Dam metilase	Iniciacao	i)

21. A molecula de DNA e semi- conservativa pois cada copia possui uma fita antiga na copia recem sintetisada, passando de geracao a geracao, e e bidirecional pois a sua replicacao ocorre no sentido 5`---3` onde a molecula de DNA possui 2 cadeias, uma lider que comeca com extremidade 5`, e uma atrasada que comeca com a extremidade 3`, e a replicacao inicia na direccao contraria da cadeia lider.

23. Constitui um dos importantes, porque sao sinais especificos de DNA, que a RNA polimerase ira identificar, na qual sera a direccao para a transcricao de genes especificos.

24. Quinolommas : acidonalidixixo, ciprofloxacino, acidooxolinico

Mecanismo de accao – ligam se a subunidade A de DNA girase (topoisomerase) e impede o superenrolamento do DNA, impedindo a sintese de DNA.

Novobiovina

Mecanismo de accao – liga se a subunidade B de DNA girase , afectando o desenvolimento do DNA impedindo a sua replicacao.

25. a) A luz ultravioleta induz interligacoes entre pirimidinas adjacentes ao longo de um filamento de DNA. O dimero de pirimidina nao pode se ajustar a dupla helice, e portanto a replicacao e a expressao genica sao bloqueados ate que a lesao seja removido.

Danos causados por radiacao UV e mediado pela hemolise da agua formando radicais hidrossoluveis que resultam na formacao de diersos produtos como EROS , especies reativas de oxigenio que alteram a estrutura do DNA.

d) E a bacteria termofilica o DNA 2 porque possui maior quantidade de citosina e guanina.

26.

1. Ciprofloxacina e Novobiciona: inibem a DNA girase, que impede o superenrolamento do DNA impedindo a sintese do DNA.

2. Aciclovir: a sua forma active (trifosfafato de acyclovir) interfere com o DNA polymerase viral, inibindo a replicacao : a sua incorporacao ao DNA polymerase viral resulta no termino da cadeia.

3. Zidovudina: inibe competitivamente a incorporacao pela enzima transcriptase reversa da timidina ao DNA viral.

4. 6-mercaptopurina: actua na activacao de tecidos para inibir a simtese de DNA e com menor efeito sobre o RNA.

5. Saquinavir: inbe a protease do HIV, essa protease e um precursor de uma poliproteina viral, para gerar um derivado functional necessario para a natureza das particulas virais. Impede a disseminacao do HIV.

6. Nevirapina: inibe a replicacao do HIV e aumenta a producao das celulas CD4.

7. Vidaribina: e um farmaco utilizado como antiviral, sua actividade esta baseada no bloqueio da sintese de DNA tanto na celula hospedeira assim como no virus.

27. a) em relacao ao DNA os agents alquilantes fazem interacao com o DNA inibindo a sintese de novo material genetico causando lesoes irreparaveis do mesmo modo , isto e, tem o pontecial de formar ligacoes cruzadas com o DNA impedindo a sua replicacao econsequentimente distroi as celulas em repouso ou em pprocesso de divisao active , resultando em citotoxidade . sao chamados de ciclo cellular nao especifico porque tem a capacidade de destruir as celulas tumorais independetimente de estar no ciclo celualar ou em repouso.

b) Reparo por excisao de bases por accao de glicosidases.

28.a)Accao malefica dos radicais livres nas celulas ocorre devido a peroxidadcao que eles exercem sobre estruturas lipidicas e proteicas.A periodicacao lipidica inicia quando as especies reativas (EROs) atacam lgacoes duplas ou triplas de acidos graxos polinsaturados alterando sua conformacao quimica inicial. Estas reacoes apos iniciarrem se auto-perpetuam.

b)P53; RB e p454.

C)Glutationa(peroxidase); vitamina C; vitamina E; superoxido desmutase e catalase.

29.a)Sim, o fragmento de Okasaki possui indicador proprio e apos ao alongamento estes fragmentos são removidos e a DNA ligase liga os fragmentos.

30.a) Mutacao silenciosa e aquela que ocorre com a substituicao de uma base de DNA por outra(no 3o n ucleotido de cada codon), mas que retesulta num codao que codifica o mesmo aminoacido, devido a redundancia do codigo genetico. São muito comuns e responsaveis pela diversidade genetica que não e expressa fenotipicamente.

b)Mutacoes Missense: são aquelas que ocorrem por substituicao de uma base nucleotidica o que vai fazer com que o codao resultante codifique um aminoacido diferente. As consequencias patogenicas deste tipo de mutacao pontual podem ser graves ou moderadas, dependendo da intensidade com que afecta a actividade funcional da proteina que o gene codifica. Um dos exemplos deste tipo de mutacao e a alteracao do sexto codao do RNA mensageiro produzido a partir do gene da globina β mutado (de GAG para GUG), provocando a substituicao do aminoacido glutamina por valina, o que tem um efeito patogenico que se reflete na drepanocitose (ou anemia falciforme). Neste caso, a alteracao de apenas um aminoacido altera a hemoglobina normal (Hb A) para hemoglobina S (Hb S ).

C) Nonsense: Resultam de alteracoes pontuais do DNA que convertem um codao que codifica para um aminoacido em codao “stop” no RNA.(UAA, UAG, UGA).

31.

Grancas a sua capacidade de alongamento de cadeia polinucleotidica e a sua atividade exonucleotidica 5’= 3’, a polimerase I reconhece um corte(nick) na cadeia do DNA, isto e, ausencia de ligacao fosfodiester entre a extremidade 3’ de um residuo de nucleotideo e a extremidade 5, do residuo vizinho, que nesse caso, e o inicio do primer de RNA. Uma vez conhecido o nick, a enzima se liga a extremidade 3’OH livre e, por meio de sua atividade exonucleotidica 5’=3’, remove por hidrolise o primeiro ribonucleotideo do primer do fragmento de Okazaki seguinte. Enquanto isso ocorre a ativdade polimerizadora da enzima, adiciona, a extremidade 3’OH do fragmento de Okazaki ao qual ela esta ligada, um desoxirribonucleotideo no lugar do ribonucleotideo que foi removido. Desse modo, o nick se desloca um nucleotideo no sentido 5’=3’ e o processo se repete. A polimerase I do DNA realiza em sequencia cerca de 10 a 12 ciclos de hidrolise e polimerizacao antes de se dissociar do DNA. Essa reacao chama-se nicktranslation, pelo fato da atividade da enzima mover o nick entre dois fragmentos de Okazaki.

32.

• Actividade exonucleasica 5’-3’ e importante pela remocao do primer e para revisao de erros como dimeros de pirimidinas ( formacao pela exposicao aos raios UV).
• A actividade exonucleasica 5’-3’ e muito diferente da 3’-5’:

• A clivagem pode ocorrer na ligacao fosfodiester terminal ou em uma ligacao distante de varios nucleotideos do terminal 5’. A ponta 5’ pode terumahidroxila livre ou pode ser fosforilada.
• A ligacao clivada tem de estar em uma regiao de dupla helice.
• A actividade de exonuclease 5’-3’ e aumentada pela sintese concomitante de DNA.
• O centro ativo para a accao de exonuclease e nitidamente separado dos centros ativos para a polimerizacao e hidrolise 3’-5’.

• A actividade exonucleasica revisora 3’-5’:

• A DNA polimerase I tambem catalisa a hidrolise de nucleotideos não pareados um de cada vez, na ponta 3’ das cadeias de DNA (atividade de exonucleasse 3’-5’).O centroativo de exonuclease e diferente do da polimerase.

33. Existem quatro tipos de DNA polimerases em eucariotas:

• DNA polimerase alfa
• DNA polimerase beta
• DNA polimerase gama
• DNA polimerase delta
• DNA polimerase epislon
• DNA polimerase zeta

Funcao:

Alfa: replicacao do cromossoomo nuclear (fita lagging);

Beta: reparo do DNA no preenchimento de espacos do cromossomo nuclear.Analoga a Polimerase I nos procariotas.

Gama: replicacao do filamento leader a da lagging do cromossoma nuclear.

Epislon: reparo do DNA do cromossoma nuclear

Zeta: aparente reparo do DNA.

34.a) A 3’ > 5’(inverso) exonuclease atividade que medeia revisao e a 5’ > 3’ (para a frente) exonuclease mediacao traducao nick durante o reparo d DNA.

35. Pois são mais faceis de serem separadas.

36.Endonucleases são enzimas que catalisam a clivagem interna dos acidos nucleicos, separando nucleotideos (como as enzimas de restricao, por exemplo). As exonucleases catalizam a clivagem dos acidos nucleicos nas suas extremidades.

37.Endonucleases podem degradar a molecula em qualquer parte, reduzindo a pedacos menores. Um tipo especifico de endonucleases, as enzimas de restricao realiza esta clivagem somente em sitios com sequencias especificas.

38.Processividade: Caracteristica de enzima que participam do processo de replicacao relacionada a quantidade de nucleotideos que ela consegue adicionar antes de se desligar do molde.

1. Na DNA polimerase ocorre a processividade. A DNA polimerase pode durante o processo de replicacao, ligar e desligar no DNA. Quanto mais vezes ele se ligar ao DNA durante a replicacao, menor e a sua processividade e maior chance de erro. Dessa forma esta enzima possui alta processividade ou seja, ela quase nao se desliga do DNA durante a replicacao diminuindo a ppossibilidade de erros. Por exemplo existe varias DNA polimerase em E. Coli. Esse DNA polimerase possui diferentes funcoes, essas funcoes sao determinadas pela processividade e pela velocidade de plomerizacao de cada uma das enzimas. A enzima da replicacao sera a enzima com maior velociadade de polimerizacao e processividade. Enzimas com esses valores menores teram outras funcoes. As subunidades β estao envolvidas com a processividade.

39. a metilacao consiste na transferencia de grupos metil a algumas das bases citocinas (C) do DNA previa e contiguamente a uma guanina( G). Uma vez que a metilacao e fundamental na regulacao do silenciar dos genes, pode provocar alteracoes genicas sem necessidade de que se produza uma alteracao na sequencia do DNA, sendo um dos mecanismos responsaveis pela plasticidade fenotipica. Neste processo ha intervencao das enzimas ADN-metil transferase.

40. as enzimas de restricao sao aquelas que cortam a molecula de DNA atraves de reconhecimento de sequencias nucleotidicas especificas enquanto que o DNA metilase e uma enzima que conecta um grupo metil ao DNA, e actua na descriminacao do DNA.

41.b) citosina e guanina.

42. a) DNA

Sequencia de DNA altamente repetitivo que apresenta densidades de flutuacao distintas, podendo ser isolodas do restante do DNA, como bandas satelites, e o principal componente dos funcionais centromeros e formam o principal constituente estrutural de heterocromatina.

2. Gene : e ainformacao contida na molecula de DNA que codifica uma proteina especifica do ser humano, cada gene corresponde a uma proteina.
3. Centromero: e uma sequencia de DNA que liga cromatides homlogas.
4. Telomero: sao sequencia de pares de base nas extremidades de cromossomas eucariotas que ajudam a estabilizar o cromossoma.

1. Ela tem a funcao de codificar algumas proteinas ( 13) componente da cadeia respiratoria e de sistema de fosforolacao oxidativa.
2. Materno recessivo(afecta mais homens)
3. O efeito bioquimico na miopatia heredetaria de Leber e uma mutacao no A11778G,que codica um gene de uma das subunidades proteiccas do complexo I de cadia respiratoria (ND4). Esta mutacao causa troca de amonoacido Arginina por Histidina na posicao 340 da cadeia polipetidica codificada por esse gene.

59: Nas aamostras de DNA esperaria encotrar se :

DNA-1 A=32% T=32% C=18% G=18% DNA-2 A=17% T=17% C=33% G=33%

60.

a) Topoisomerase – Sao enzimas nucleares que controlam e modificam o estado topologico da celula, ou seja, enzima nucleares reversiveis que desempenham papel importante nos processos de replicacao e empacotamento de DNA, catalizam uma quebra nas moleculas de DNA, mas usam ligacoes covalentes para assegurar as moleculas de DNA que foram quebradas.

Existem dois tipos de topoisomerase:

Topoisomerase I : produz quebras numa cadeia do DNA e permite o iro da cadeia quebrada sobre a cadeia intacta.

Conserva a energia do rompimento da ligacao fosfodiester, estocando-a na forma de ligacao covalente que ocorre entre elas e os agrupamentos fosfatos no ponto de clivagem. Depois ela utiliza essa energia para restaurar a ligacao fosfodiester e selar a quebra. Algumas topoisomerases I podem relaxar superspiralamentos positivos e negativos do DNA.

Topoisomerase II: Produz quebras nas 2 cadeias de DNA. Ela quebra as 2 cadeias de DNA ao mesmo tempo e pode introduzir ou retirar superespiras, 2 de cada vez; em um mecanismo que depende de ATP. Ela corta 2 cadeias de DNA, pretendem –se as extremidades atraves da ligacoes covalentes, passa a dupla cadeis ataraves do corte e sela a quebra.

61. Doentes com leucemia linfoblastica aguda sao admistrados alopurinol como uma medida profilatica.

Caso Clinico

1. O defeito molecular no xerodema pigmentosum e um defeito nos genes que codificam as proteinas envolvidas no reparo por excisao de nucleotideos.

Esses defeitos tem sido ligados ao cancer humano pois, o cancro humano se desenvolve quando certos genes que regulam a divisao celular normal falham ou estao alterados. As celulas podem crescer fora de controle e formar tumor. Contudo, as alteracoes nos genes de reparodo DNA levam a um aumento de velocidade de mutacao, podendoaumentar muito a susceptibilidade ao cancro.

2. a) A luz ultravioleta e uma radiacao invisivel do sol que pode danificar o DNA. A luz UV forma dimeros de pirimidinas.

b) Os dimeros de timina sao ligacoes covalente entre dois residuos de timina adjacentes dentro de uma molecula e DNA, que resultam de uma reaccao induzida pela luz. Um exemplo de dano de DNA sao os dimeros de timina e as enzimas de reparo por excisao e o sistema de reparo de DNA, muitas vezes podem reconhecer e reparar este tipo de dano.

A DNA fotoliase usa a energia derivada da luz absorvida para reparar o dano directamento, ela liga-se ao dimero e catalisa uma segunda reaccao fotoquimica, desfazendo o anel formado pela luz UV e refazendo as bases pirimidicas individuais.