Replicação

Replicação do DNA

Replicação ou duplicação do DNA é um processo que permite a célula duplicar todo o seu DNA. Porque a célula precisa replicar seu DNA? A célula se duplica também, logo precisa fornecer material genético para a nova célula, logo a replicação garante que a nova célula tenha um material genético igual a anterior.

Antes da duplicação, enzimas desenrolam as duas hélices e quebram as pontes de hidrogênio. Em seguida, proteínas especificas mantém as duas cadeias afastadas. No DNA dos procariontes, o processo inicia-se em um único ponto, chamado origem de replicação. Nos eucariontes, a duplicação se faz a partir de vários pontos da molécula – o que representa uma economia de tempo, pois o DNA dos eucariontes é muito mais longo.

Novos nucleotídeos dissolvidos no nucleoplasma, começam a se encaixar, obedecendo o emparelhamento A – T e    G – C. A união entre os nucleotídeos novos é feita com a ajuda das enzimas DNA polimerase, que também verificam-se o nucleotídeo encaixou na base certa, removendo os encaixes errados. Cada fio orienta a formação de outro que lhe é complementar. Portanto, a fita nova fica igual à antiga que ocupava aquela posição e, consequentemente, as duas moléculas resultantes serão exatamente iguais a original.

Como cada molécula filha de DNA é formada por uma fita antiga, que veio do DNA original, e uma nova, a duplicação é semiconservativa.

A medida que o DNA se duplica, os cromossomos também se duplicam. Cada cópia de DNA fica em um dos cromossomos resultantes da duplicação. Quando a célula se divide, esses cromossomos se distribuem entre as células formadas. Desse modo, as células filhas ganham copias de DNA idênticas ao DNA da célula mãe, garantindo a transferência do código genético da célula para célula.

 Exemplo de origem de replicação

 

Esquema de replicação do DNA

Tradução

Códon: São as trincas de bases nitrogenadas originadas do RNAm.

Anticódon: São as trincas de bases nitrogenadas, correspondentes ao RNAm, que estão no RNAt.

Principais tipos de RNA

RNA Ribossômico

Os segmentos de DNA, servem de molde para a formação do RNA ribossômico ficam em locais específicos denominados Nucléolos.  O RNA ribossômico (RNAr) recen sintetizado se combina com proteínas especiais vindas do citoplasma e origina os ribossomos.

RNA transportador

É responsável pelo transporte das moléculas de aminoácidos até o ribossomo, onde elas se unem para formas as proteínas. Molécula de tamanho muito pequeno, com uma extremidade onde se liga um aminoácido específico e uma região mediana onde há uma trinca de bases , o anticódon, por meio da qual o RNA transportador (RNAt) emparelha-se temporariamente a uma trinca de bases complementares do RNA mensageiro.

RNA Mensageiro

Criado no processo denominado transcrição, o RNA mensageiro (RNAm) é uma cópia do gene. Esta molécula leva as informações necessárias para codificar a proteína no citoplasma.

Síntese de Proteínas

Tradução gênica

Proteínas são substâncias essenciais à estrutura das células vivas. As proteínas podem ser constituídas por um ou mais polipeptídeos.

A síntese de uma cadeia de polipeptídica (proteína) consiste em unir aminoácidos de acordo com a sequência de códons do RNAm. Esta síntese representa, portanto, a “tradução” da informação do gene, sendo por isso chamada de tradução gênica.

No processo de tradução gênica participam: um ribossomo, um RNAm, vários RNAt, aminoácidos e diversas enzimas.

Tem início o processo de síntese de proteínas, com a associação entre um ribossomo, um RNAm  e o RNAt que transporta o aminoácido metionina. Esse RNAt , cujo o anticódon é UAC, emparelha-se com um códon AUG presente perto da extremidade inicial da molécula RNAm. O códon AUG constitui o chamado códon de início de tradução, pois é ele que determina o local da molécula de RNAm em que tem início a formação para a cadeia polipeptídica (proteína). Esta sempre é iniciada pelo aminoácido metionina.

O RNAt especial, que transporta metionina e inicia a tradução gênica, encaixa-se a um local do ribossomo onde se aloja o primeiro códon – AUG – do RNAm. Esse local do ribossomo é chamado sítio P (de peptidil), pois, durante o processo da síntese de proteínas, ele é ocupado pelo RNAt que carrega a cadeia polipeptídica em formação. Ao lado do sitio P, localiza-se o sitio A (de aminoacil), onde se aloja o RNAt que carrega o aminoácido a ser incorporado na cadeia polipeptídica em formação.

Com o primeiro RNAt alojado no sitio P, um segundo RNAt aloja-se no sitio A. O anticódon desse segundo RNAt será complementar ao segundo códon no RNAm, que está sob o sítio A. Por exemplo, se o códon do RNAm no sítio A for UUU, o RNAt que nele se aloja terá o anticódon AAAe, portanto, transportará o aminoácido fenilalanina.

Assim que os dois primeiros RNAt se encaixam aos sítios P e A, o ribossomo catalisa a separação da metionina de seu RNAt e sua imediata ligação ao aminoácido transportado pelo segundo RNAt, que ocupa o sítio A. Em seguida, o ribossomo desloca-se sobre a molécula de RNAm, dando um “passo” correspondente a um trinca de bases. Com isso, o RNAt que transportava a metionina desprende-se do RNAm  e do ribossomo, e o RNAt que originalmente ocupava o sítio A passa a ocupar o sítio P, carregando agora dois aminoácidos unidos por ligações ligação peptídica. O sítio A do ribossomo torna-se disponível para a entrada do próximo RNAt.

O ribossomo catalisa a separação do RNAt que ocupava o sitio P e do dipeptídio que ele transportava. Simultaneamente, ocorre a ligação peptídica entre o segundo aminoácido do dipeptídio e o aminoácido recém-chegado, transportado pelo RNAt ocupante do sitio A. o processo continua com a chegada de outros RNAt´s que vão se encaixando ao RNAm e ocorre as ligações peptídicas entre os aminoácidos. Assim, à medida que o ribossomo se desloca sobre o RNAm, a cadeia polipeptídica cresce.

O último estágio da síntese ocorre quando o ribossomo chega a um códon de parada, ou seja, um dos três códons para os quais não há aminoácido correspondente. Quando isso ocorre, o sítio A do ribossomo é ocupado por uma proteína denominada fator de liberação e todos os participantes do processo se separam, inclusive as duas subunidades do ribossomo, liberando a cadeia polipeptídica formada.

As proteínas, além de sua importante função estrutural, também atuam como enzimas, que controlam praticamente todas as reações metabólicas das células. Portanto ao controlar a produção de proteínas, os genes exercem o controle de características e das atividades celulares.