Biologia Molecular - Aulas - PDF

BIOLOGIA MOLECULAR UNISA 2023 1º SEMESTRE LETIVO 2023 O Módulo Regulação Orgânica O Bioquímica O O Fisiologia Biologia Molecular BIOLOGIA MOLECULAR O DEFINIÇÃO O Ramo da Biologia que estuda o desenvolvimento dos seres vivos a nível molecular, com foco no estudo da estrutura, composição e fun...

BIOLOGIA MOLECULAR UNISA 2023 1º SEMESTRE LETIVO 2023 O Módulo Regulação Orgânica O Bioquímica O O Fisiologia Biologia Molecular BIOLOGIA MOLECULAR O DEFINIÇÃO O Ramo da Biologia que estuda o desenvolvimento dos seres vivos a nível molecular, com foco no estudo da estrutura, composição e função do material genético, estando relacionada com outras disciplinas como a Genética, a Microbiologia, a Citologia e a Bioquímica. Histórico O A Biologia Molecular é um campo de estudo que visa: O -- compreender e estudar os processos de replicação, transcrição, tradução do material genético; -- assim como as regulações desses processos e seus possíveis erros e características. HISTÓRICO O -- Miescher foi o precursor da Bioquímica de ácidos nucleicos. O Em 1869, descobriu o DNA. O -- Avery, MacLeod e McCarty demonstraram, em 1944, que o DNA O é o material genético -- O ano de 1953 pode ser considerado um marco, pois ocorreu a elucidação da estrutura tridimensional da molécula do DNA por Watson e Crick. Esta data é considerada como a data de início da Biologia Molecular; O -- No ano de 1958 Meselson e Stahl evidenciam o processo de replicação O semiconservativa. O -- A partir da década de 70 tem início o desenvolvimento da tecnologia do O DNA recombinante que propiciou o surgimento de metodologias para O sequenciamento do DNA, obtenção de organismos transgênicos, análise O comparativa do DNA, clonagem de organismos e mapeamento de genomas. HISTÓRICO O O grande desenvolvimento da Engenharia Genética na década de 1970 permitiu aos cientistas acumularem três conjuntos de informações a respeito dos genes: O ---a linguagem dos genes é a mesma em todas as células; O --- os ribossomos , o mRNA, o tRNA e enzimas sintetizam proteínas de um modo semelhante em todos os tipos celulares; O --- pedaços de DNA estranhos a um organismo são transcritos e traduzidos em proteínas do mesmo modo do que o próprio DNA desse organismo BIOTECNOLOGIA O Conjunto de técnicas que operam a nível molecular e celular dos seres vivos, possibilitando o estudo integral e a manipulação dos sistemas biológicos permitindo superar as restrições dos processos naturais de reprodução. Biologia molecular e a atividade física O 1. Pré-seleção e seleção de talentos esportivos. O 2. Prescrição do treinamento: O 3. Inserção de genes no organismo de atletas = doping genético O 4.Estimilar ou inibir a ação de proteínas que interfiram no desempenho físico. Biologia molecular e a atividade física T0KY0 2020 CRONOGRAMA E RESULTADOS MEDALHAS ESPORTES LIVEBLOG Q NOTICIA VÍDEOS ATLETAS EQUIPES / Classificação Classificação Equipe/ NOC 11 12 13 Total por total ~ Estados Unidos da América 39 41 33 113 - República Popular da China 38 32 18 88 2 Japão 27 14 17 58 s Grã Bretanha 22 21 22 65 4 ROC 20 28 23 71 3 íf1111Austrália = 17 7 22 46 b 10 12 14 36 9 8 I IFrança 10 12 11 33 10 9 -Alemanha 10 11 16 37 8 10 l lltália 10 10 20 40 7 11 l•ICanadá 7 b 11 24 11 12 merasil 7 b 8 21 12 2 3 4 ~ 5 6 7 ~ • = 1 Países Baixos CONECl Biologia molecular e a atividade física O Enzima Conversora de Angiotensina (ECA) (CRESCIMENTO DA MASSA MUSCULAR ) O PROTEÍNA DE LIGAÇÃO DA ACTININA (ACTN) ( REGULA A CONTRAÇÃO MUSCULAR) O GH = Hormônio do Crescimento (AUMENTO DE MASSA E FORÇA MUSCULAR) O IGF-1 Fator de Crescimento Ligado a Insulina (AUMENTO DA LUBRIFICAÇÃO DAS ARTICULAÇÕES) O Miostatina (DIMINUI A MASSA MUSCULAR) Biologia molecular e a atividade física O Endorfinas sistema nervoso central e periférico (REGULAÇÃO DO PROCESSO DE DOR) O ERITROPOETINA (PRODUÇÃO DE HEMÁCIAS E TRANSPORTE DE OXIGÊNIO) O Fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) (GERAÇÃO DE VASOS SANGUÍNEOS) O Determinação DO SEXO BIOLÓGICO (CASOS DE INTERSEXO / MOSAICISMO / QUIMERISMO) BIOLOGIA MOLECULAR NA CARDIOLOGIA O HIPERTENSÃO ARTERIAL SISTÊMICA O MULTIFATORIAL O RESISTÊNCIA À INSULINA O OBESIDADE O SEDENTARISMO O IDADE O CONSUMO AUMENTADO DE SAL O TABAGISMO O ESTRESSE O BAIXO CONSUMO DE POTÁSSIO E CÁLCIO O ETC... BIOLOGIA MOLECULAR NA CARDIOLOGIA O HIPEERTENSÃO ARTERIAL SISTEMICA (HAS) O GENETICA. O Síndrome de Liddle: alteração dos canais epiteliais de sódio na porção distal do o nefron. Cápsula de Bowmanl \ Glomérulo - .;,,....J Túbulo distal l Túbulo/proximal r .....-.Jl'~-Veia Dueto coletor O SER HUMANO PERFEITO ? ? O SER HUMANO PERFEITO high IQ PERFECT SKIN no baldness 20/20 vision sprinter low risk of: perfect pitch SYMPATHY Alzheimer's breast cancer strokes Biólogo vencedor do Nobel sabia sobre os bebês geneticamente modificados há meses, mas ficou quieto ::õeorge Ovorsky . i f- 31 de janeiro de 2019@ 1110 <______. Ili A Associated Press informa que o ganhador do Prêmio Nobel e biólogo Craig Mello estava ciente de uma gravidez na China envolvendo bebês geneticamente modific ados durante meses antes que a no tícia se tornasse pública. O fato de que um cientista de renome conhecia esse trabalho altamente antiético e optou por permanecer em silêncio é um sério motivo de preocupação e um sinal de que a cultura em torno de pesquisas questionáveis precisa mudar. • China diz11ue cienti sta11ue criou bebêsgeneticamente modificados buscava ·rama e lucro" https://gizmodo.uol.com.br/vencedor-nobel-sabia-bebes-modificados-geneticamente/ CD Cientista chinês diz que primeiros bebês com genes editados nasceram, mas allegação levanta dúvidas Giovanni Santa Rosa • O cientista chinês He Jiankui, da Ur1iversidade do Sul da Ciência e Tecnologia da China em Shenzhen, diz ter part icipado do processo de remoção do gene CCRS, crucial para a infecção por HIV, de duas garotas gêmeas nascidas este mês. A alegação, entretanto, levanta dúvidas. • Tudo ogue você 11�recisa saber sobre a CRISPR nova ferramenta de edição de DNA : Uma matéria da MIT Technofogy Reviewpublicada h.oje cedo traz a revelação de que cientistas vê m fazendo experimentos oom edição genética para criar sere s hum anos resistentes ao HIV. Horas depois, uma entrevista com He Jiankui foi 1Qublicada pe: l a agência de notícias Associated Press. Ne-la, o cientista diz que duas garot as gêmeas nasceram no oome-ço deste mês após ele ter editado o DNA delas para remo ver o gene CCRS us ando a tecno logia conheci da como CRISPR. He tamb-ém divulgou um i vídeo inst tucional falando sobre o nasci mento. https://gizmodo.uol.com.br/bebes-genes-editados-duvidas/ CRISPR CAS 9 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats AGRUPAMENTOS REGULARMENTE ESPAÇADOS DE PEQUENAS SEQUENCIAS PALINDRÔMICAS nuclease Cas9 RNA CRISPR CAS 9 https://www.youtube.com /watch?v=jAhjPd4uNFY Estrutura dos Ácidos Nucleicos: DNA e RNA Prof. Ricardo Tabach Regulação Orgânica II Biologia Molecular Medicina 2023 Considerações gerais >>>>>>>> substâncias químicas envolvidas nos seguintes processos: a) transmissão de caracteres hereditários; b) produção de proteínas  os principais constituintes dos seres vivos. um polímero linear de nucleotídeos conectados entre si via ligações covalentes (ligação química que tende a ser estável) denominadas ligações de fosfodiéster >>>>>>>> Ácidos Nucléicos: constituição química 1 1J ,• N ----:::::::: N : l l . . --:: 9 ~ª :2 N 4 N ' 3 H o NH 2 ------------6 7 ;> rN fN ~ jJ N N H 1 Purina Adenina (A) ------------- <tJC:NH ~ NANH2 Guanina (G) o ------------- 4 3N~s 2ll 1 . . --:: 6 N Pirimidina ------------- NH~ ;> C NAO H Citosina (C) H3C"CNH 1 NAO H Timina (T) o CNH NAO H Uracila (U) Púricas: grandes e compostas de dois anéis: adenina e guanina (RNA e DNA) Pirimidinas: moléculas menores e formadas por um único anel de carbono e nitrogênio: citosina, timina (DNA) e uracila (RNA). >>>>>>>> Ácidos Nucléicos: constituição química Açúcares: contém 5 átomos de carbono e incluem-se no grupo das pentoses: riboses (RNA) e desoxirribose (DNA) 5' 5' HOCH 2 "' e O ~ OH H ~ H H 3' e 1' OH Deoxyribose H 4' e H OH 1 H \.. 2' / C-•C HOCHy o 3' H 2' / ~e-e OH OH Ribose e 1' H Ácidos Nucléicos: constituição química - nucleosídeos: base nitrogenada + pentose - EX: adenosina, desoxiguanosina; citidina e - nucleotídeos: nucleosídeo + fosfato 8iJ5.e nl,ogenada EX:monofosfato de adenosina (AMP) e ácido desoxiguanílico (monofosfato de desoxiguanosina dGMP). AçúCN DNA: estrutura -----,1 .--------- H 1 O~ _,,o- 5' Tlmlna , - -, / ~ I iHiN»---( -o/ ~~ C O N I --->.---------_;:> FOSFORODIÉSTER► e""'"ª \., º ' º ~ J_ V O 1 1 N Adon1na -o/ "O D Guanlna H'- H I 1 ~ ~ 1 I N={ " - - Guanlna e .- - - 1 N. ~\ 0/ F?."' ...0 O 1 O 1 ~ 3' H OH ~- 1 '\ o- O 1 ~-+-H-,OutH3 -.J..,,N 1 1 ' 1 ._!_H--,N \R_, _,. ...O Q •'-~ ,- _ - 0 Tlmlna r- ' H 1 1 ~1 / o H--LN " r ~ N -r 1 0 ~p 1 1 ? ' _ / \\::) N-+H-,N,_ O --( 1 1 r-N I O N )"..1..H-,O o~ ,,,o e 1 ~0 7• ~ N , , ___ '¾_ / Adenlna ~ Na,º ,N N H, ,_ _/ 1 1 ~N 1 O 3' HO 1--• -n// '\ "'I: H'-. r - N : N O H..J..OK-=~ I /1 I 1 FZ o 1 -{...J.H-JN: 1 1 )=N, - ~ ~ V -"V UGajo N e\ 0 ~CO - - _I - - - - - - - - - - - - - I 1 0- )?/ ,,-~ O 0 S' \._ \ o, Cltos n o- /< -o o • Sua interação ocorre por ligações fosfodiéster, formando pontes de fosfato entre si. • O grupo hidroxila do carbono-3 da pentose do primeiro nucleotídeo se une ao grupo fosfato ligado à hidroxila do carbono-5 da pentose do segundo nucleotídeo através da ligação fosfodiéster. Desta forma, os nucleotídeos se unem, constituindo uma fita de ácido desoxirribonucleico. Dimensões do DNA Su gar-phos ph te --=:=-t'-:�----!� backbone arbon ln ugar-phosphat Mbackbon Nitrogenous bases: --Ade nine 5' Thymine Guanlne Cytosine groove . lydrog n Sugar­ phosphate backbone Mino,�, groove nm 5' 2 nm >>>>>>>> DNA: Estrutura DNA: estrutura helicoidal está orientada para a direita e as duas cadeias são antiparalelas (dispõem-se em sentidos opostos); As pirimidinas se unem às purinas correspondentes através de pontes de hidrogênio, proporcionando o emparelhamento de base  estabilidade da hélice. DNA: estrutura >>>>>>>> - pontes de hidrogênio + a interação hidrofóbica das bases pareadas  estabilidade da dupla hélice; - bases (hidrofóbicas) situam-se dentro da hélice e os resíduos de desoxirribose (hidrofílicos) e de ácido fosfórico (ionizado e hidrofilico) localizam- se na periferia, em contato com a água intracelular; - grupos fosfóricos (íons-), permitem ao DNA combinar-se com proteínas básicas (carregadas +). - cada volta completa da hélice contém 10 nucleotídeos >>>>>>>> DNA: estrutura DNA: complexo com uma família de proteínas básicas denominadas histonas e com um grupo heterogêneo de proteínas ácidas nãohistonas Histonas (H1, H2A, H2B, H3, H4)  desempenham um papel crucial no acondicionamento apropriado da fibra de cromatina.  - responsáveis pelo processo de compactação e descompactação do DNA  importantes na regulação dos genes, tornando os genes mais ou menos acessíveis à ação da RNA-polimerase. Proteínas não-histônicas : proporcionam condições para que haja associações entre as histonas e a cromatina. DNA: estrutura >>>>>>>> Octâmero: 2 cópias de cada uma das 4 histonas: H2A, H2B, H3 e H4 em torno do qual um segmento de DNA se enrola 2 vezes (140 pares de bases de DNA)  separados por 20 - 100 pares de bases: nucleossomo (unidade estrutural básica da cromatina) A quantidade de DNA associada a cada unidade de cromatina é de cerca de 200 pares de bases (nucleossoma + base espaçadora) H1: região espaçadora / internucleossomica lnterfase >> Região de ligação Proteínas que não são histonas 20 a 100 pb Nucleossomo 8 histonas + 146 pares de nucleo ídeos de DNA (a) Nucleo somos mostrando o n • cl de histonas (b) ucleossomos mostrando as histonas de ligação e as proteínas não histónicas 1,65 volta de DNA em cada nudeossomo 146 nucleotídeos 11 nm de diâmetro Nucleossomo: consegue compactar em até 7 vezes uma molécula de DNA DNA : Metabolismo DNA  nucleotídeo  polinucleotídeo  moléculas informacionais  controle de diversos processos:  Metabolismo celular;  Síntese de macromoléculas;  Diferenciação celular;  Transmissão do patrimônio genético de uma célula para outra. DNA como material genético DNA de vírus • DNA de vírus: cordão duplo de nucleotídeos que replica no citoplasma da célula hospedeira (vírus do sarampo) ou no núcleo (vírus da herpes); '.' :~·.· '., ,, • . --~ ~ -.-·::-··, • ~- .: .t ~ ' ~ ,,,, ......- .. -~ , ' -----~ · .,· ' ~ •. ,_"'" '' .~ -- - . . ~  • Bacteriófagos: DNA de cordão duplo 4 DNA como material genético >>>>>>>> Plasmídeos: elementos extracromossômicos presentes em bactérias. DNA de dupla hélice e duplicam-se de forma autônoma. Tipos de plasmídeos: F, R, de virulência e metabólicos. DNA como material genético Plasmídeo F: dotados de capacidade sexual, ligando-se ao DNA bacteriano e transferindo partes ou todo o seu cromossomo (conjugação); Plasmídeo R: codificam resistência a antimicrobianos e a metais pesados (mercúrio e prata). Plasmídeo de virulência: tornam ou aumentam a virulência de bactérias (patogenicidade) como as adesinas da E coli:  aderência da bactéria à mucosa intestinal Plasmídeos metabólicos: conferem às bactérias uma capacidade para utilização de metabólitos (lactose, citrato, tolueno etc) DNA como material genético DNA bacteriano: localiza-se no nucleóide; - molécula circular, não ligada a proteínas e unida à membrana plasmática; - contém informação genética suficiente para codificar de 2.000 a 3.000 proteínas diferentes. RNA: características >>>>>>>> RNA: um cordão de nucleotídeos gerado a partir de um dos cordões do DNA  transcrição; (RNA): um polímero de nucleotídeos, responsável pela síntese de proteínas da célula. Porém, geralmente é encontrado em cadeia simples e possui dimensão muito inferior em relação ao DNA.    Ribose - açúcar presente; Timina (T) é substituída pela Uracila (U); Híbridos DNA:RNA (estrutura tipo A) são formados na transcrição. RNA: tipos >>>>>>>>  RNA mensageiros ou mRNAs : lidos pelos ribossomos ⇛ informação genética para a síntese de proteínas;  RNA ribossomais ou rRNA :junto com mais de 3 dezenas de proteínas, formam os ribossomos.  RNA transportadores, ou tRNAs, que são "carregados" com aminoácidos de uma forma extraordinariamente precisa pela enzima aminoacil-tRNA sintase.  Outros RNAs: 1. Pequenos RNAs Nucleares (ação estrutural e Reguladora de RNAs na cromatina); 2. Pequeno RNA Citoplasmático (participação na síntese proteica); Ribozimas (RNAs de ação catalítica) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _--iucnivePll~;~,,,esaa,oAm,co ~◄ RNA como material genético - RNA de viróides: genomas com tamanho que varia entre 246 e 401 nucleotídeos e não codificam proteínas, sendo totalmente dependentes da célula hospedeira para sua replicação - não codifica proteínas  sem cápsula proteíca; - replicação realizada por enzimas do próprio hospedeiro (RNA- RNA); - patógenos vegetais - RNA de vírus: contém as próprias enzimas de replicação (RNA-RNA). RNA como material genético >>>>>>>> Retrovírus: possuem a transcriptase reversa que produz um cordão de DNA complementar ao do RNA viral; DNA complementar: age como molde para seu complemento, formando um DNA de cordão duplo que é incorporado ao DNA do hospedeiro e, em seguida, transcrito em muitas moléculas de RNA viral. Ex. vírus HIV Estrutura e Organização dos Genes - década de 80: mudança do conceito de gene (segmento do DNA); - maioria dos genes é interrompida por sequências não codificadoras (intercalares ou íntrons) - Íntrons: transcritos em RNA no núcleo da célula, mas não estão presentes no RNA mensageiro maduro, no citoplasma. Estrutura e Organização dos Genes >>>>>>>>  introns: sequências transcritas, mas não traduzidas; alternam-se com sequências codificadoras (exons)  éxons  codificam a sequência de aminoácidos de uma cadeia polipeptídica. ! ! pre-mRNA S'UTR Exon lntron Exon mRNA Exon 3'UTR FIM Replicação do DNA Introdução - Caso clínico >>>>>>>> Criança de 12 anos apresenta hiper-fotosensibilidade anormal aos raios solares e fotofobia (em relação aos raios ultravioleta), presentes desde o nascimento. Exibe, também, áreas hiperpigmentadas e despigmentadas; as áreas expostas aos raios solares com lesões aparentemente pré-cancerosas. Vem apresentando alterações neurológicas, confusão mental e demência; o exame de imagem revela atrofia cerebral generalizada. Exames relacionados com a biologia molecular mostraram defeitos no sistema enzimático de reparo do DNA. Introdução - Caso Clínico Introdução – Caso Clínico Em função desses dados, podemos concluir que o distúrbio analisado anteriormente inclui-se com maior probabilidade, em um caso de: a) anemia de Fanconi; b) albinismo; c) síndrome de Meier-Gorlin; d) xeroderma pigmentoso; e) doença de Refsum >>>>>>>> Xeroderma pigmentoso https://www.youtube.com/watch?v=qwK35ccvh-c Povoado de ARARAS , distrito de FAINA interior de Goiás. 193 pessoas portadoras 1:40 Xeroderma Pigmentoso >>>>>>>> Tipo/Grupo Heterogeneidade genética A B C Cromossomo 9q22.33 2q14.3 3p25.1 Mais afetado grave TIPO V Síndrome de DeSanctis Cacchione (comprom etimento neurológic oe nanismo). D E F 19q13.32 11p11.2 16p13.12 Mais Frequente G 13q32.1 5' o 1 1 sra Hyd o en bo d D OH 31 -Backbone Nucleotide Q.) / ,-+ o U> ...., 0,.- .µ e ·o ,.... lent bond P .,.o· o - C1) o 2 5 A Replicação do Material Genético >>>>>>>> -- A Replicação do DNA -- Os Tipos de Replicação. a) Semiconservativa - após a replicação, em cada molécula filha, um dos cordões é original e o outro é recémsintetizado; b)Bidirecional - a replicação avança nos dois sentidos a partir da origem de replicação. Replicação REPLICAÇÃO BIDIRECIONAL 5' 3' 3' s· direction of fork movement lagging-strand template of right-hand fork leading-strand template of left-hand fork s· 3' lagging-strand template of left-hand fork 3' most recently synthesized DNA 5' leading-strand template of rlght-hand fork Origens de Replicação OriC de Bactérias – região rica em >>>>>>>> A+T, que é aberta quando a proteína Dna A se liga a uma sequência específica de nucleotídeos; Células Eucarióticas – Várias origens de Replicação. Os Réplicons – Unidades de Replicação (costumam ter de 20000 a 300000 pares de bases). As DNA polimerases >>>>>>>> - Bacterianas: I (replicação) ; II (reparo) ; III (replicação) 3’- 5’- função exonucleásica – leitura de prova; 5’- 3’- função exonucleásica para remoção de primers (Polimerase I). Eucarióticas: Alfa (início da síntese); Delta (síntese do cordão lagging); Épsilon (síntese do cordão leading). Beta (reparo); Gama (replicação e reparo do mtDNA) Mecanismo de Replicação A Replicação Semidescontínua do DNA - Replicação no cordão Líder (Contínuo)- RNA primer; DNA primase - Replicação no cordão lagging (retardatário; descontínuo) – Fragmentos de Okazaki Replicação do DNA Nuclear 51 31 m 2-os lli \11 5' r.t c m \:e b-1 31 51 Replicação do DNA S' 3' - Point of joining '--- Lagging strand ,...____ Okazaki fragment Parental DNA duplex 3' ..........................�� S'L-------------,,_ Direction of fork movement ------ Short RNA primer �--- Leading strand 3' Figure 4-30 Molecular Ce/1 Biology, Sixth Edition © 2008 W. H. Freeman and Company 5' Replicação do DNA dupla hélice 5' 3' proteínas SSP ----::--��l DNA-polimerase cadeia parental cadeia parental primer de ANA cadeia contínua 3' primer de ANA DNA-ligase ___,._ cadeia descontínua 5' Adição de nucleotídeos h ug Ba. oo h • hat 1 n• ®ZOO! Sinauer Associates, Inc. N u iSA • Umvers1·dade Santo Amam Doenças Apresentadas na Introdução Doença Anemia de Fanconi (Autossômica recessiva) / Incidência 1/160 000 Características Clínicas Defeito Molecular Pancitopenia; descoloração da pele; anormalidades congênitas dos sistemas muscular, esquelético e geniturinário Mutações no complexo proteico FA (envolvido com ativação de proteínas associadas ao reparo de DNA Albinismo (oculocutâneo); (autossômica recessiva) 1/20 000 Nistagmo; fotofobia; sensibilidade ao câncer; longevidade diminuída Mutações em vários genes envolvidos com produção de melanina (um deles é o da tirosinase – catalisa a conversão de tirosina em DOPA) Síndrome de MeierGorlin (autossômica recessiva) ---------- retardo no desenvolvimento; - tamanho reduzido do corpo -orelhas pequenas; subdesenvolvimento das rótulas mutações no gene ORC1. Este gene codifica para uma subunidade do complexo de reconhecimento da origem de replicação. ------------- Perda de visão; ausência do sentido de olfação (anosmia); arritmia cardíaca; ataxia; ictiose Mutações no gene da ácido fitânico alfa-hidroxilase (enzima que metaboliza o ácido fitânico) 1/1000000 Europa e Estados Unidos Sensibilidade anormal aos raios solares e fotofobia ; áreas hiperpigmentadas e despigmentadas; as áreas expostas aos raios solares evoluem para o câncer de pele. Alguns pacientes apresentam distúrbios neurológicos, demência e atrofia cerebral. Mutações nos genes envolvidos com proteínas do sistema de reparo do DNA Doença de Refsum (autossômica recessiva) Xeroderma pigmentoso (autossômica recessiva) .... Animação- Replicação do DNA Animação sobre a Replicação do DNA - Cópia.mp4 Replicação do DNA dupla hélice 5' 3' proteínas SSP ----::--��l DNA-polimerase cadeia parental cadeia parental primer de ANA cadeia contínua 3' primer de ANA DNA-ligase ___,._ cadeia descontínua 5' Exercícios . Com base na figura acima da replicação do DNA, responda as questões seguintes: 1. Entre as enzimas envolvidas com o processo de replicação encontram-se as helicases. Defina helicase destacando sua função: __________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ 2. Uma proteína que tem papel importante na replicação é a proteína SSB (ou SSP). Como atua essa proteína nesse processo? Esclareça seu papel: __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ Exercícios Com base na figura acima da replicação do DNA, responda as questões seguintes: 3. Observe que os primer de RNA estão presentes no início da síntese do cordão contínuo (líder) e, também em vários trechos do cordão descontínuo (retardatário ou lagging). Responda: a) o que são primers?: __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ b) Como são denominados os trechos do DNA do cordão descontínuo que se iniciam cada um deles por um primer?: _________________________________________________________ c) qual a enzima que catalisa a união desses trechos que contêm os primers depois que estes foram removidos?: _______________________________________ __________________________________________________________ Exercícios 4. Assinale a alternativa correta. A rotação de longos trechos da dupla hélice à frente da forquilha não ocorre porque o DNA é totalmente comprimido por muitas moléculas proteicas a ele ligadas. Sem rotação, a torção na dupla hélice à frente da forquilha de replicação evitaria o desenrolamento e a replicação. Uma enzima origina quebras transitórias em uma cadeia, em curta distância à frente da forquilha, permitindo que a dupla hélice à frente da forquilha gire livremente. Pode-se afirmar corretamente que essa enzima pertence ao grupo das: a) Topoisomerases; b) helicases; c) DNA polimerases; d) DNA primases; e) DNA ligases. Exercícios A figura mais abaixo, “adição de nucleotídeos”, indica a construção de uma cadeia de desoxirribonucleotídeos sob a ação da enzima DNA polimerase. Com base nessa figura, responda as perguntas: 5. Descreva o modo pelo qual os nucleotídeos são adicionados na cadeia polinucleotídica em formação: ______________________________ ________________________________________________________ ___________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ 6. É correto afirmarmos que o nucleotídeo adicionado na cadeia em formação é ligado à extremidade 5’ do nucleotídeo terminal da cadeia em crescimento? Sim ou Não?:________; Por quê?: ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________________________________________ ___________________________________________________________ Adição de nucleotídeos h ug Ba. oo h • hat 1 n• ®ZOO! Sinauer Associates, Inc. N u iSA • Umvers1·dade Santo Amam Exercícios Abaixo são indicadas várias enzimas envolvidas com o processo de replicação: --Proteínas Associadas a Origem de Replicação ; --As DNA Polimerases; --DNA primase; -- As DNA Topoisomerases; --As Helicases; --As Proteínas SSB; --A DNA Ligase; --Telomerases 7. Em relação a essas proteínas, caracterize resumidamente: a) a DNA primase: _______________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ _____________________________________________________ b) a Telomerase: ___________________________________ ______________________________________________________ ________________________________________________________ _______________________________________________________ Complementos – DNA polimerases Eucarióticas >>>> DNA polimerases α Replicação + Reparo γ δ ε _ + _ + _ + + + + Função 5’-3’ polimerásica + + + + + Função 3’-5’ exonucleásica _ _ + + + _ _ _ Função 5´3´exonucleásica Localização Núcleo β Núcleo Mitocôndria _ Núcleo _ Núcleo Exercícios Na figura acima observa-se a ocorrência dos vários tipos de DNA polimerases eucarióticas e suas participações no processo de replicação. 8. Com base nessa figura, responda as seguintes questões: I – Qual função é exercida por todas essas DNA polimerases:____________________________________________________ . Explique resumidamente o que significa essa função: _________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________ II – Segundo essa tabela, qual função não é cumprida por qualquer uma dessas DNA polimerases?: _________________________________________________ _________________________________________________________________. Explique resumidamente o que significa essa função: _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ Exercícios 9. Na figura acima observa-se a ocorrência dos vários tipos de DNA polimerases eucarióticas e suas participações no processo de replicação. Com base nessa figura, Responda as seguintes questões: III – Em qual compartimento da célula são sintetizadas essas DNA polimerases?: ________________________________________________; IV – Quais dessas DNA polimerases atuam, respectivamente, na formação dos cordões contínuo e descontínuo do DNA?: _______________________________ e _______________________. Doenças Apresentadas na Introdução Doença Anemia de Fanconi (Autossômica recessiva) / Incidência 1/160 000 Características Clínicas Defeito Molecular Pancitopenia; descoloração da pele; anormalidades congênitas dos sistemas muscular, esquelético e geniturinário Mutações no complexo proteico FA (envolvido com ativação de proteínas associadas ao reparo de DNA Albinismo (oculocutâneo); (autossômica recessiva) 1/20 000 Nistagmo; fotofobia; sensibilidade ao câncer; longevidade diminuída Mutações em vários genes envolvidos com produção de melanina (um deles é o da tirosinase – catalisa a conversão de tirosina em DOPA) Síndrome de MeierGorlin (autossômica recessiva) ---------- retardo no desenvolvimento; - tamanho reduzido do corpo -orelhas pequenas; subdesenvolvimento das rótulas mutações no gene ORC1. Este gene codifica para uma subunidade do complexo de reconhecimento da origem de replicação. ------------- Perda de visão; ausência do sentido de olfação (anosmia); arritmia cardíaca; ataxia; ictiose Mutações no gene da ácido fitânico alfa-hidroxilase (enzima que metaboliza o ácido fitânico) 1/1000000 Europa e Estados Unidos Sensibilidade anormal aos raios solares e fotofobia ; áreas hiperpigmentadas e despigmentadas; as áreas expostas aos raios solares evoluem para o câncer de pele. Alguns pacientes apresentam distúrbios neurológicos, demência e atrofia cerebral. Mutações nos genes envolvidos com proteínas do sistema de reparo do DNA Doença de Refsum (autossômica recessiva) Xeroderma pigmentoso (autossômica recessiva) .... Exercícios 10. Considere o quadro clínico abaixo enumerado relativo a três doenças indicadas mais abaixo pelas letras: I - Pancitopenia; descoloração da pele; anormalidades congênitas dos sistemas muscular, esquelético e geniturinário; II - Retardo no desenvolvimento; tamanho reduzido do corpo; orelhas pequenas; subdesenvolvimento das rótulas III - Sensibilidade anormal aos raios solares e fotofobia; áreas hiperpigmentadas e despigmentadas; as áreas expostas aos raios solares evoluem para o câncer de pele. A – Xeroderma pigmentoso; B –Anemia de Fanconi; C – Síndrome de Meier-Gorlin: Assinale a alternativa que indica a associação correta: a) I – C; II – B; III – A; b) I – A; II –B; III – C; c) I – A; II – C; III – B; d) I- B; II – C; III – A; e) I – ; I – C; II – B Exercícios 11. Quando comparamos o processo de replicação do DNA em células procarióticas e eucarióticas, notamos algumas semelhanças e diferenças. Assim, no que concerne aos itens: modo de replicação (I) e produtos da replicação (II), considere o quadro abaixo e assinale a alternativa correta: DNA a) bacteriano: b) humano: c) bacteriano: I bidirecional unidirecional unidirecional II duas moléculas circulares duas moléculas lineares duas moléculas lineares d) humano: bidirecional duas moléculas circulares e) humano unidirecional duas moléculas circulares Exercícios Ao considerarmos o processo de replicação da molécula de DNA, podemos afirmar que de todas as afirmativas abaixo, referentes ao crescimento do cordão líder (leading, contínuo), somente uma delas é correta. Assinale-a: a) o crescimento desse cordão inicia-se na extremidade 5’ de um primer; b) o crescimento desse cordão não necessita de um cordão molde; c) o crescimento desse cordão depende da ação de uma DNA polimerase; d) o crescimento desse cordão inicia-se na extremidade 5’ de um fragmento de Okazaki; e) o crescimento desse cordão ocorre obrigatoriamente numa direção 3’-5’ . 12. Exercícios Para formar uma cadeia polinucleotídica complementar, a enzima que catalisa o processo tem a propriedade de: a) utilizar como fonte energética um difosfato de nucleosídeo e formar uma ligação fosfodiéster entre nucleotídeos; b) Utilizar como fonte energética um monofosfato de nucleosídeo e formar uma ligação de hidrogênio entre nucleotídeos; c) utilizar como fonte energética um trifosfato de nucleosídeo e formar uma ligação fosfodiéster entre nucleotídeos; d) Utilizar como fonte energética um ATP e formar uma ligação de hidrogênio entre nucleotídeos; e) Utilizar como fonte energética um trifosfato de nucleosídeo e formar uma ligação covalente entre bases complementares 13. Transcrição da Informação Genética Prof Pro Ricardo ica do Tabach Tabach Prof Prof Fernando Fernando Gonzalez Gonzalez Prof Prof Reynaldo Rey aldo Toledo Toledo Medicina edicina UNISA 2023 1 l I 1 nr , J li i ·i 1ta<lor: r f_ C - ri la lc r: ru r. i<ladc de . � P· l > - ))( Original Paper Molecular Neuropsychi1atry Mol Neuropsychiatry 2017;3:37-52 DOI: 10.1159/000477299 Received: January 27, 201 7 Accepted: M.>y 3, 2017 Published online, June 17, 2017 The Nuclear IProteome •Of White and Gray Matter from Schizophrenia Po • · stmort,em Brains Verônica .M. Saia-Cereda ª Dan1iel Martins-de-Souza ª · d Aline G. Santana ª Andrea Schmitt 6 , c Peter 1Falkai 6 ª'Laboratory of Neuroprot eomics, Departm e:nt of Biochernístryand Tíssue Biology, lnst:it ute of Biology, Uníve;rsity of Campin a s (UNICAMP), Campínas, 1Brazil; bDepart:ment of Psychiatry and Psychothernpy, Ludwig Maximilian 1 University(LMU}, Munic h, Ge.rmany; cLaboratoryof Neurosdence s (LIM-27), lnstitut e of P sychiatJry, Universíty ofSão Paulo, São Paulo, and dUNICAMP's N'eurobiolog y Center, Campina s, Brazil Um estudo brasileiro sugere que o splicing pode estar alterado em pacientes com esquizofrenia Segundo os autores, esse defeito no spliceossoma poderia ser a gênese de boa parte das alterações cerebrais observadas nos portadores da doença. Uma alteração no sistema de processamento do RNA mensageiro comprometeria a expressão de inúmeras proteínas – muitas delas com papel-chave em processos biológicos importantes, como o metabolismo de ácidos nucleicos, gerando um efeito cascata. Em trabalhos anteriores, pacientes com esquizofrenia apresentaram disfunções nos oligodendrócitos, células responsáveis pela produção de mielina . Anteriormente, o grupo apontou que algumas proteínas produzidas pelos oligodendrócitos – particularmente as que fazem parte da família hnRNP [Ribonucleoproteínas Nucleares Heterogêneas, na sigla em inglês] – também se apresentavam com a expressão alterada nesses pacientes Estudos subsequentes feitos por outros grupos com base em nossos achados mostraram, em modelos animais e celulares, que a alteração nas hnRNPs de fato interfere no processo de mielinização dos neurônios, podendo prejudicar a conectividade cerebral. O Dogma Central e os Moldes >>>>>>>>  década de 50: DNA constitui um molde para a síntese de RNA;  Os RNAs, por sua vez, devido a sua mobilidade e flexibilidade, acoplar-se-iam aos ribossomos e promoveriam a síntese de proteínas;  Francis Crick propôs em 1956 o dogma central da biologia, salientando o fluxo unidirecional da informação: do DNA à proteína duplicação DNA ► transcrição RNA ► PROTE INA tradução 4 O Dogma Central e os Moldes >>>>>>>> Para compreender este fluxo utilizamos a ideia de moldes: a) O DNA serviria de molde para  síntese de novas moléculas de DNA (duplicação)  síntese de moléculas de RNA (transcrição)  b) RNA (mRNA), poderia servir de molde para  síntese de proteínas (tradução), que ocorre nos ribossomos Nesta proposta, jamais as proteínas serviriam de molde à síntese de ácidos nucléicos ou de outras moléculas de proteína Esta hipótese foi confirmada ao longo do tempo. 5 O Dogma Central e os Moldes >>>>>>>>  transcriptase reversa: alteração da ideia original: é possível sintetizar DNA utilizando-se RNA como molde.  replicase : foi demonstrado que o RNA também podia servir de molde à síntese de outras moléculas de RNA Isto foi possível graças ao isolamento de uma enzima codificada por um vírus infeccioso cuja informação genética está contida numa molécula simples de RNA 6 O Dogma Central e os Moldes >>>>>>>> Estes novos conhecimentos permitiram que o dogma central se ampliasse sem, contudo, perder a unidirecionalidade, ou seja, de ácido nucléico para proteína: f) lJ f)licaç/io 7 Relembrando: O RNA Polímero de 4 tipos de ribonucleotídeos unidos por L) ligação fosfodiéster, existente como fita simples terminal 5' 1 o 1 -G-P=O e 1 o 1 l H2 C RNAm Ü )l 1 -G-P=O ■ RNAr A 1 o l 1 H2 C o - Of 1 G-P=O u 1 o 1 H 2C ribose O Oli .. 1 G 1 o 1 H 2C O o ()' 1 (C) y Start Codon -G-P=O terminal 3' RNAt Características Essenciais da Transcrição Altamente Seletiva: de acordo com o tipo celular, para algumas regiões do DNA muitos transcritos são feitos enquanto que, para outras, poucos transcritos são feitos. >>>>>>>> gene A gene B ______.JDNA ! TRANSCRIÇÃO ----•RNA l TRADUÇÃO ! TRANSCRIÇÃO RNA TRADUÇÃO 00000 00000 00000 00000 00000 RNA´s podem sofrer várias modificações: adições terminais, remoção de segmentos internos e junções. Estas modificações convertem o transcrito primário em uma molécula funcional. Transcrição – Visão Geral  Processo de síntese do RNA, que utiliza uma das fitas do DNA com molde. 1– Desenrolamento, abertura da duplahélice e exposição das bases de cada fita do DNA Transcription bubble >>>>>>>> RNA polymerase Rewinding 2 - A seqüência de NT da fita do RNA é determinada pela seqüência de NT da fita molde do DNA. 3- Os ribonucleotídeos incorporados são covalentemente ligados à cadeia em formação do RNA em uma reação catalisada por enzima. Unwinding 5' DNA 3' Template strand 5' RNA-DNA hybrid, 8 bp --===+ Direction of transcription A cadeia nova de RNA é produzida sempre na direção 5` 3`e os ribonucleotídeos são adicionados um por vez, de acordo com os nucleotídeos presentes na fita de DNA usada como molde. A enzima responsável pelo processo é a RNA-POLIMERASE Transcrição >>>>>>>> Unidade de transcrição: delimitada pelo promotor (sequencia no DNA na qual se inicia a transcrição) e uma sequência terminadora (terminador), na qual se encerra a transcrição. do promotor ao terminador: uma única fita de RNA é sintetizada, correspondendo a esta região do DNA TATAbox  caixa TATA, também conhecida como caixa GoldbergHogness, é uma região do DNA que ajuda a iniciar o processo de transcrição.  uma sequência de DNA, constituída pelas nucleobases TATAAA, localizada na região promotora a cerca de 25 pares de bases antes do local de transcrição.  faz parte da região promotora, que regula a expressão gênica, fornecendo um local de ligação para enzimas envolvidas na transcrição de genes. Promotores da RNA polimerase >>>>>>>> Se ligam a uma sequencia específica de DNA necessária para dar inicio a transcrição, que é denominada TATA box. Nessa região do DNA é formado o complexo de pré-iniciação (Fatores de transcrição geral – FTGs - e RNApolimerase). irn,ucr,bcd rcgton ot gct110 - ONA Regtl'.a~ory eiements (óGctcu,g S!tcs)  Proteína de ligação TATA (TBP) – faz parte do complexo de fatores de transcrição da RNA pol IIem todos os eucariotos RNA transcnD1 TATAbox >>>>>>>> f 't'"C1t\"\ ote.v5' 3• '!,' T"TAAA t,TATTT 1 ,-,..,,1'\ \o())<. Ele é reconhecido por um dos fatores gerais de transcrição, permitindo que outros fatores de transcrição e eventualmente a RNA polimerase se liguem. Ele também contém muitas As e Ts, o que torna mais fácil de separar as fitas de DNA. T""°'V\~~.~-•OV"\ ~O.M' "!.~ t 5' T"TAAA 3• MÃTTT 5• +I '!,' Fhr~\+n,.,~nv-\\o"' 5' +I fo..cltcx- t 5' 3' '!,' T"TAAA .ll'l'"TTT 5' +I t t\O('e, -\vl).1/\~~~º"" -Ço-c..-to'<S P-N A. ~\'I VY\CJ('"c,.se._ 1t Transcrição –- RNA RNA polimerases >>>>>>>> polimerase I – localizada no nucléolo e responsável pela síntese do RNA ribossômico; RNA polimerase II – localizada no nucleoplasma e responsável pela síntese do RNA mensageiro; RNA polimerase III – também localizada no nucleoplasma e responsável pela síntese do RNA transportador. RNA mRNA citoplasmáticos: derivam de precursores nucleares (RNA heterogêneos), de alto peso molecular; Transcrição – A RNA-Polimerase Enzima multimérica. Catalisa a formação de pontes fosfodiéster que unem os nucleotídeos. Percorre o DNA, estendendo a fita nova de RNA na direção 5` 3`. Utiliza nucleosídeos trifosfatos (NTP) que, através da ruptura de suas ligações fosfoanidrídicas, fornecem a energia que impulsiona a reação Funções na Transcrição: 1. Reconhece sítios de iniciação (sítios promotores) no DNA; 2. Desespiraliza um curto trecho da dupla hélice do DNA próximo a ela, liberando um molde de fita única; 4. Mantém a estabilidade do híbrido DNA:RNA; 3. Seleciona o ribonucleosídeo fosfato correto e catalisa a formação de uma ligação fosfodiéster; este processo é repetido muitas vezes à medida que a enzima se move ao longo do DNA; 4. Detecta sinais de terminação; 5. Interage com ativadores e repressores que modulam a velocidade da transcrição. Transcrição – A RNA-polimerase >>>>>> 3· Etapas na Síntese de RNA – 1. INICIAÇÃO  Iniciação: Envolve a ligação da RNA-polimerase a uma região do DNA que determina a transcrição de um gene em particular. Esta região é conhecida como REGIÃO PROMOTORA. >>>>>>>> Nontemplate ~trend RNA pol yme rase " Ribonucleotfde Oirection of transcri pti on Promotores: seqüências de DNA específicas importantes para o início da transcrição. Tais seqüências são reconhecidas por algumas proteínas específicas, chamadas de fatores de transcrição, que trazem a RNA polimerase para realizar a montagem dos RNAs. Etapas na Síntese de RNA – 1. INICIAÇÃO A enzima RNA-polimerase utiliza a fita 3’5’ do DNA como molde, produzindo uma fita de RNA na direção 5’3’. A fita molde do DNA é antiparalela e complementar à fita codificadora do DNA e ao RNA. O RNA sintetizado possui, portanto, a mesma direção que a fita codificadora e U no lugar de T. (DNA) Fita codificadora (DNA) Fita molde RNA 5’- A T G C C A G T A G G C - 3’ 3’- T A C G G T C A T C C G - 5’ 5’- A U G C C A G U A G G C - 3’ Etapas na Síntese de RNA – 2. ALONGAMENTO  Alongamento: Uma vez que a região promotora tenha sido reconhecida, a RNA-polimerase começa a sintetizar o transcrito e a subunidade sigma é liberada; Nontemplate strand RNA pol ymerase"' e u e u G A G A Template strand Di rect i on of transcri pt i on A RNA-polimerase desenrola a fita, expondo uma nova região de fita molde e adiciona ribonucleotídeos à nova fita de RNA, na direção 5` 3`. A nova sequência de nucleotídeos é determinada pela fita molde do DNA Etapas na Síntese de RNA – 3. TERMINAÇÃO  Terminação: O alongamento continua até um sinal de terminação ser atingido... RNA polymerase " RNA transcript / No final, RNA-polimerase e o transcrito são liberados... OBS: Em alguns casos, uma proteína adicional pode ser requerida para a liberação do transcrito. Término da Transcrição Procariotos: a região terminadora apresenta uma longa sequência de A na fita molde.  A RNA polimerase, ao longo do pareamento AU (mais fraco) desestabiliza o híbrido DNA:RNA e o DNA é renaturado; Eucariotos: as 3 RNAs polimerases terminam a síntese em regiões de DNA ricas em T.  Transcrição Transcriç ão Portanto: DNA transcreve uma molécula enorme de hnRNA (heterogêneo)  remoção dos segmentos sem significado para a síntese proteica soldagem dos segmentos que codificam a molécula proteica  formação da molécula de mRNA;  Splicing: modificação pós transcricional Genes que não contém introns mRNA formados diretamente do DNA, sem fase (hn RNA). Modificação Pós-Transcricional do RNA RNA Mensageiro  Remoção de Íntrons: A funcionalidade do RNAm eucariótico pode envolver a >>>>>>>> remoção de seqüências de RNA (íntrons) que não codificam proteínas. As seqüências restantes (exons) são unidas para formar o RNA maduro. Start of transcription Gene: ~ ----1___! lntron 1 .------, lntron 2 . _ _ , 1------ 1 Exon 1 Exon 2 Exon 3 Transcri ption .------. lntron 1 ~-~ lntron 2 ____, Primary transcript: 1 1 1 ----4--Exon 1 Exon 2 Exon 3 1-j Splicing Catalisado por enzimas (pequenas partículas de ribonucleoproteína nuclear) que são formadas por proteína (spliciossomo: proteínas + RNA) Permite que muitos genes possam ser processados, produzindo RNAm diferentes, dependendo do tipo da célula no qual o gene está sendo expresso ou o estágio de desenvolvimento 1 gene ≠proteínas )Mature transcript: Exon 1 Exon 2 Exon 3 Modificação Pós-Transcricional do RNA Geralmente idêntico ao transcrito primário em procariotos, mas é muito modificado nos eucariotos. RNA Mensageiro >>>>>>>>  Adição de CAP 5` e de uma Cauda poli-A: Facilita a iniciação da tradução e auxilia a estabilizar a molécula Ligação trifosfato ~~3 0 HN1.,· H2N ~ N o li 7>a H li o li O-P-O-P-O-P-Ol 1 1 1 9 N o o s· r . CH o- o- o s· 2 4 ............, Extremidade 5' OH OH "Quepe" 7-metilguanoslna trifosfato guanidil transferase Guanina-7-metil-transferase Poli-A-polimerase • Base O:2 Co 1 3' 2' Região codificante de proteína Seqüincla sJnallzadora de polladenilaçio Extremidade • OH O A 0-~-0 ~ ~ A A U A A A A A A A A A l '----------- o· RNAm C•uda de poll•A Auxilia na estabilização do RNAm e facilita sua saída do núcleo. (100 a 300 adenosinas) CAP 5` capacete do RNA : modificação que ocorre na sua extremidade 5’. Ligação nucleotídica atípica do tipo 5´-5´, de uma 7-metilguanosina na extremidade 5´ do transcrito primário pela enzima guanililtransferase. O nucleotídeo adicionada é referido como cap (ou quépe) e tem função de a) proteger a extremidade contra ataque de nucleases citoplasmáticas; a) permitir que o complexo de pré-iniciação da tradução reconheça a extremidade do mRNA para que ocorra a síntese de proteínas. FIM Síntese Proteica 2023 Introdução Paciente com 30 anos apresentou inicialmente >>>>>>>> dificuldade respiratória após atividades suaves e capacidade reduzida para exercícios; perda de peso, infecções respiratórias recorrentes, fadiga, tendo desenvolvido enfisema e cirrose hepática. Os exames laboratoriais mostraram uma proteína que alterada provoca sua polimerização na cavidade cisternal do retículo endoplasmático rugoso e é acumulada nessa organela, ocorrendo em taxas reduzidas na circulação. Essas informações preliminares nos levam a concluir que se trata, com maior probabilidade, de um caso de: a) Síndrome de Ehlers –Danlos; b) Mucolipidose II ( Doença das células I); c) Síndrome de Hurler; d) Doença de Huntington; e) Deficiência de Alfa1-antitripsina Código Genético >>>>>>>> Código Genético – as regras pelas quais a sequência de bases do DNA especifica a sequência de aminoácidos na proteína Algumas características do Código Genético: - o código é tríplice - o código é quase universal; - o código é redundante; - o código é não ambíguo Código Genético Segunda letra UUC u�� ·-cu E ·e Q. Leucina Leucina � Q) Fenilalanina AUU AUC lsoleucina � AUA Metionina; • Códon de início Valina ucu ucc UCG UCA CCC ccu CCG COA ACU ACA ACG ACG GCU GCC GCA GCG Serina Prolina Treonina Alanina 1 A �Tirosina C,d o on d e término Códon de término 111 � Histídina e l 2� 1 GILrtamina �Asparag1na . �usina �Ácido aspártico �Ácido glutâmico l �e.1st,e1na Códon de 11001 término 1 UGG I Triptofano CGU CGC Arginina CGA CGG . senna � .. Arg1nina � GGU e A G u e cõ' G a u ;·e "' <D G u GGC Glicina GGA GGG ( A G UNiSA X) Universidade Santo Amaro ANOS Estrutura de tRNA General structure of tRNA molecules 3' OH A Phosphorylated 5' terminus e e Amino acid­ attachment site 5' p DHU loop ....__ "Extra arm" (variable) Anticod n loop Th cloverl af tructur 15 Ativação de Aminoácidos Etapa de Iniciação da Tradução Large ribosomal subunit 3' mRNA binding site ríbosomal subunit 5' 3' Translation 'nitiation complex Etapa de alongamento da Tradução Ribosome 3; . tRNA. from the cytosol, ca rrying a mino ac:ids. ªempty"' tRNA. A U A tRNA. rei ea sed after amino acid rem oved .Antkodon GLY Growing polype ptid e chain The tra nslatio n proc:ess incorporates 20 d iffe rent a mino acids i n the precise seq uen ce d ictated by the t hree-ba se cod ons built from and a lphabet of four bases. The process i n the ribosom e builds the polypeptide cha ins tha will become proteins. tR.NA. Amino acid UNiSA Universidade Santo Amaro ◄ J() GLY ANOS Etapa de Terminação da Tradução Polypeptide chain still attached to tRNA Stop codon at A site (UAG, UAA, or U GA) ---- 5'===-====-.-::s:= mRNA ✓ �-C factor ----- Free tRNA © 2012 Pearson Education, lnc. \ Ribosomal subunits Síntese Proteica em Eucariontes Sequência sinal – para (mitocôndrias; >>>>>>>> núcleo;peroxissomo; retículo endoplasmático) Partícula SRP ( ribonucleoproteica)funções: dirigir o complexo ribossomo+proteína para o RE; manter a cadeia polipeptídica na forma adequada para sua internalização Receptor de SRP- na membrana do RE Translócon – canal de translocação Partícula SRP e Translócon , mR A na! qu n • d pia m1 ticulum m n --\_,-_-_---=--=- -----v r pt r Translocon m•--•---.,�•----NiSA ,q u Universidade Santo Amam ANO ◄ Processos que ocorrem no interior do RE Formação de Pontes Dissulfeto – ação da >>>>>>>> proteína dissulfeto isomerase Carboxilação – com resíduos de glutamato para ligação da proteína com íons cálcio Hidroxilação – com resíduos de prolina e de lisina do colágeno Glicosilação – adição de açúcares a aminoácidos da cadeia polipeptídica. Atuação da BiP (proteína de ligação) no controle de qualidade e no controle de quantidade. Estas proteínas pertencem ao grupo das chaperonas. Doença Incidência Características Clínicas Síndrome de Ehlers – Danlos (variável; autossômica dominante) 1/5000 Defeitos no tecido conjuntivo envolvendo pele, ossos, vasos sanguíneos; hiperextensibilidade da pele e articulações; anormalidades oculares; problemas vasculares e viscerais. Expansões trinucleotídicas CAG excessivas afetando a huntingtina, proteína que deve desempenhar um papel importante nos neurônios cerebrais. 1/100000 a 400000 Fácies grosseira; exoftalmia; pele dura e espessa; hepatosplenomegalia; deficiência estatural; retardamento psicomotor; cardiopatia .Deficiência da enzima lisossômica alpha-L – iduronidase (enzima envolvida com a decomposição de glicosaminoglicanos: dermatansulfato e heparansulfato) 1/200000 na Europa Fácies grosseira, opacidade da córnea, retardamento mental, hérnias, disostose, hepatosplenomegalia. Mutações de genes envolvidos com a síntese de colágeno 3-7/100000 ancestralidade europeia Distúrbio cerebral progressivo que provoca movimentos descontrolados, problemas emocionais e perda de cognição (capacidade de pensar). Mutações no gene envolvido com a produção de alpha 1-antitripsina ( proteína que controla a atividade de enzimas proteolíticas) 1/1500-3500 de ancestralidade europeia dificuldade respiratória após atividades suaves e capacidade reduzida para exercícios; perda de peso, infecções respiratórias recorrentes, fadiga, enfisema e cirrose hepática )Mutações no gene que produz a enzima acetilglicosamina 1fosfotransferase, associada à ligação de manose-6 fosfato em enzimas que devem ser endereçadas aos lisossomos. I Mucolipidose II ( Doença das células i); (autossômica recessiva) / II Síndrome de Hurler (Mucopolissacaridose I); autossômica recessiva Defeito Molecular III Doença de Huntington (autossômica dominante) IV Deficiência de Alfa1antitripsina (autossômica codominante) V Tradução Fim Regulação da Expressão Gênica Prof Ricardo Tabach Prof Reynaldo Cicero de Toledo Prof Fernando Gonzalez Medicina UNISA 2023 R E V B R /1. S O R T O P . 2 0 1 -4 ; 4 9 (6) : 642-646 e;liitiil•l;ifil■il;iilli1l;01iQi1li ELSEVIER >>>>>>>> www. r bo . o rg . b r Artigo Original Perfil de expressão de genes do colágeno na cápsula glenoumeral de pacientes com instabilidade traumática anterior do ombro* (1) CrossMark Pa ulo San toro Belangero ª· º, Mariana Ferreira Leal a.b, Al berto de Castro Pochini ª , Gabriel Esq u i tini Machado ª , Benno Ejnisman ª e Moises Cohen ª ª Departamento de Ortopedia e Traumatologia, Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), São Paulo, SP, Brasil b Departamento de Morfologia e Genética, Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), São Paulo, SP, Brasil I N FO RM AÇ Õ E S S O B R E O A R T I G O R E S U M O Histórico do artigo: Objetiuo: Avaliar a expressão dos genes COLlAl, COL1A2, COL3Al e COLSAI na cápsula glemoumeral de paciEmtes com instabilidade anterior traumática do ombro. Métodos: Foram avalia.das amostras de- cápsula ghmoumeral de 18 pacientes com insta.­ bilidado anterior traumática do ombro. Foram inclufdos pacientes masculinos, com teste de apreensão positivo e lesão do Bankart no exame de ressonância magnética. Tudos os pacientes sofreram mais de um episódio de luxação do ombro. Foram coletadas amostras da. cápsula glenoumeral lesionada (região anteroinferior) e da região macroscopicamente não afetada (região anterossuperior} de cada paciente. A expressão dos genes de colágeno foi avaliada por reação em cadeia da polimerase após transcrição reversa com análise quantitativa (qRT-PCR). Resultados: A expressão de COL1A1, COL1A2 e COLJAI não diferiu entro as duas regiões da cápsula do ombro. No entanto, foi observado que a expressão de COL5A1 estava significan­ temente reduzida na região anteroinfertor em relação à região anterossuperior (mediana ± intervalo interquartílico: 0,057 ± 0,052 vs 0,155 ± 0,398; p : 0,028) da cápsula glenoumeral. Conclusdo: A região afetada da cápsula glenoumeral de pacientes com instabilidade do ombro apresentou uma expressão reduzida de COLSAl. e 2014 Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia. Publicado por Elsevier Editora Ltda. Todos os direitos reservados. Recebido em 22 do julho de 2013 Aceito em 21 de outubro de- 2013 On-line em 26 de junho de 2014 Palavras-chave: Instabilidade do ombro Cápsula articular Expressão gênica Matriz extracelular Colágeno Profile of collagen gene expression in the glenohumeral capsule of patients with traumatic anterior instability of the shoulder A B S T R A C T Keywords: Shoulder instability Objectíve: To evaluate the oxpression of the genes COLIA1, COL1A2, COL3Al and COL5Al in the gienohumeral capsule of patients with traumatic anterior instability of the shoulder. * Trabalho desenvolvido na Disciplina de Genética e na Disciplina de Medicina do Exerdcio e Atividade Física do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil. � Autor para correspondência. E-mail: psbolangoroOgmail.com (P.S. Belangoro). http://dx.doi.org/10.1016/j.rbo.20l3.10.012 0102-3616/© 2014 SOCiodado Brasileira de Ortopedia e Traumatologia. Publicado por Elsevier Editora Ltda. Todos os direitos reservados. R e v B ras Psiq u iatr 2004 ; 26(S u p l 1 1 1 ):12-6 Genetics of bipolar disorder Genética do transtorno bipolar Leandro Michelon ª and Homero Val lada ª >>>>>>>> • Depa rtment of Psyc h iatry of th e med i ca l Sc hool of th e U n i versity of São Pa u l o Abstract Bipolar disorder (BD) is a worldwide highly prevalent mental disease. This disorder has a genetic inheritance characterized by complex transmission mechanisms in volving m ultiple genes. Many investiga tion s tra tegies have been put forward in arder to identify BD susceptibility genes. Linkage studies reveal markers and candida te genes for the association studies. Monoaminergic sys tem genes and in tracellular signaling pa thway genes are also important candida tes to be inves tigated in the etiology of this disorder. Recent techniques of gene expression mapping suggest novel genes whose muta tions may be responsible for BD. Due to the complexity of the transmission pattern for BD and its phenotypic heterogeneity many difficulties ha ve emerged to exactly define bipolar susceptibility genes. There is currently only preliminary results of genes associated with BD. However, the increasing understanding of gene expression regula tion by epigenetic mechanisms and the dimensional approach to men tal disorders can give directions for further research in psychiatric genetics. Keywords: Bipolar disorder/genetics; Genetic makers; Gene expression Resumo O transtorno bipolar (TB) possui alta prevalência na população mundial e causa perdas significa tivas na vida dos portadores. É uma doença cuja herança genética se caracteriza por mecanismos complexos de transmissão en volvendo múltiplos genes. Na tenta tiva de identificar genes de vulnerabilidade para o TB, várias es tra tégias de in ves tigação genética têm sido utilizadas. Estudos de ligação apontam diversas regiões cromossômicas potencialmen te associadas ao TB, cujos marcadores ou genes podem ser candida tos para os estudos de associação. Genes associados aos sistemas monoaminérgicos e vias de sinalização intracelulares são candidatos para investigação da etiologia genética do TB. Novas técnicas de mapeamento de expressão gênica em tecidos especializados apon tam para novos genes cujas mutações possam ser responsáveis pelo aparecimen to da doença. Em virtude da complexidade do modo de transmissão do TB e de sua heterogeneidade fenotípica, muitas dificuldades são encontradas na determinação desses genes de vulnerabilidade. A té o momento, há apenas resultados preliminares identificando alguns genes associados à vulnerabilida de para desenvolver o TB. Entretanto, a compreensão crescen te dos mecanismos epigenéticos de controle da expressão gênica e a abordagem dimensional dos transtornos