DNA e síntese de proteinas

-INTRODUÇÃO
-O DNA e a síntese de proteínas pode explicar todas as caracteristicas de cada organismo vivo e o porque de cada DNA ter suas caracteristicas específicas. Quando o bioquimíco Friedrich Miescher conseguiu isolar a substancia do DNA a qual chamou nucleína, que anos mais tarde designou-se por ácido desoxirribonucleico e que por quase um século foi ignorado por biólogos. Só que na decada de quarenta do séc. XX com trabalhos realizados pode-se ver que o DNA era o verdadeiro portador da informação genética. Atraves deste subtemas que vou mostrar no plano de trabalho vou tentar explicitar essas várias caracteristicas do DNA e as suas diferentes funções.

-OBJECTIVOS
- O Que é Universalidade e variabilidade da molécula de DNA?
- Qual é a Natureza química e estrutura do DNA?
- Como é a Replicação do DNA?
- Qual a Composição e estrutura do RNA?
- Como ocorre a biossíntese de proteínas?
- O que é Código genético? Um sistema de correspondência?
- Quais são os Mecanismos da síntese de proteínas?
- O que acontece quando há alterações do material genético?
- Como acontece o ciclo celular?
- Como é a estrutura dos cromossomas das células eucarióticas?
- As fases do ciclo celular?
- O que sera Interfase?
- O que é Fase mitótica?
- Como ocorre a Estabilidade do programa genético?
- Como ocorre Crescimento e regeneração de tecidos ?
-O porque da Diferenciação celular?

- DESENVOLVIMENTO

- No final do século XIX, o bioquimico Friedrich Miescherconseguiu isolar uma substância. O seu peso molecular era grande, no principipo chamou Nucleina depois designou Ácido desoxirribonucleico por fim tinha o DNA.
- O DNA,comparando a sua complexidade e a sua diversidade das proteínas parecia ser uma molécula muito simples com isso não se achava como poderia o DNA explicar as caracteristicas exatas de cada organismo. Só na década de quarenta do Séc. XX, após trabalhos e pesquisas com bactérias e vírus foi possível fazer essas conclusões.
- Neste subtema podemos compeender as propriedades fundamentais do DNA, e como ele se comporta na síntese de proteínas e na actividade celular.

figura 1: molécula de DNA
in:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/81/ADN_animation.gif

- UNIVERSALIDADE E VARIABILIDADE DA MOLÉCULA DE DNA
- Em vários seres vivos, os principais mecanismos com relação à molécula de DNA são análogos. Mas existe algumas diferenças entre o material genético própio dos procariontes e o dos eucariontes.
- As diferenças entre o material genético dos procariontes e os eucariontes diferencia desde da quantidade de DNA que contêm a sua informação genética, mas também à organização e a localização da molécula dentro da célula.
- Nos procariontes, por exemplo, a bactéria Escherichia colique encontra-se no hialoplasma como uma molécula circular, constitui o Nucleóide.
- Nas células eucarióticas existe um compartimento membranar e cerca de 99% do material genético esta confinado ao núcleo. Possui na parte externa o invólucro nuclear, com inúmeros poros que permitem a comunicação entre o interior do núcleo e o citoplasma. O núcleo contêm o suco nuclear ou nucleoplasma, onde se encontra o material corável, a cromatina que é feita por filamentos de DNA associados a proteínas. O termo cromossoma é utilizado para designar cada unidade morfológica e fisiológica de cromatina.

- NATUREZA QUÍMICA E ESTRUTURA DO DNA
- O ácido desoxirribonuceico esta em todas as células vivas. Por ser uma molécula biológica e universal, quando se indentificou a sua composição química e a sua estrutura foi um avanço na biologia molecular.
- No ácido desoxirribonucleico tem três constituintes:
Àcido fosfórico - confere à molécula caracteristicas ácidas.
Pentose - a desoxirribose tem esse porque possui menos um átomo de oxigénio que a ribose.
Bases azotadas: bases pirimídicas - são bases de anel simples: timina e citosina;

- REPLICAÇÃO DO DNA
- O DNA que tem a informação genética pode se autoduplicar e assegurar o património genético das células para as futuras gerações. A replicação semiconservativa da molécula do DNA ocorre uma réplica integral de cada uma das cadeias constituintes mantendo as caracteristicas da célula atráves da polimerização ordenada de nucleótidos.
figura 2: modelo de replicação semi-conservativo
in:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/08/Dna-split.png


- COMPOSIÇÃO E ESTRUTURA DO RNA
- O ácido ribonucleico ou RNA pela quimica e parecido ao DNA mas apresenta diferenças. Por possuir diferenças e ser em geral de cadeia simples e suas moléculas de tamanho inferior as do DNA. O RNA contém: um grupo fosfato, uma ribose e uma base azotada que pode ser adenina, guanina, citosina ou uracilo.
figura 3: estrutura de um segmento de pré-mRNA
in:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/b/bd/Pre-mRNA-1ysv.JPG

EXPRESSÃO E FORMAÇÃO GENÉTICA -

Biossíntese de proteínas

- As moléculas de DNA e as moléculas de proteínas são macromoléculas sequenciadas de monomeros. No DNA os monomeros são os nucleótidos; e nas proteínas , os monómeros são os aminoácidos.

-Tanto o número e a ordem que se encontram os aminoàcidos na proteìna é muito importante pois ela define a proteìna, e a estrutura final da molècula consiste desta sequeência.

CÓDIGO GENÈTICO

Um sistema de correspondência

- O alfabeto dos genes que é constituído por quatro letras e que no começo ninguém conseguia lê-lo era um sistema de correspondência entre o DNA eo RNA. isto consiste em quatro tipos de nucleóticos, e de cerca de vinte e dois aminoàcidos de proteìnas, o código genético funciona como um dicionário que a célula utiliza quando precisa da informação genètica.

- A transferência do DNA contido na sequÊncia de nucleòticos para a linguagem das proteínas, feita na sequência dos aminoàcidos consiste na codificação de cerca de vinte e dois aminoàcidos a partir de quatro nucleòticos diferentes.

MECANISMO DA SÌNTESE DE PROTEÌNAS

- A passagem da linguagem do DNA para a linguagem das proteìnas tem duas fases principais:

• transcrição da mensagem genètica- seguimentos de DNA codificam a produção de RNA;
• tradução da mensagem genética- MRNA codifica aprodução de proteìnas.

- A molécula de DNA se compara a uma banda magnètica, que para exprimir as informações que contèm, precisa de um sistema de descodificação.

TRANSCRIÇÃO DA INFORMAÇÃO GENÈTICA

- Nos sistemas vivos, a primeira etapa da transferência correspondem a sìntese de RNA, a partir de uma sequÊncia de DNA que tenha informação que lhe serve de molde. Esta síntese ocorre na presença de um complexo enzimàtico chamado RNA - POLIMERASE.

- A transcrição se faz no nùcleo, onde ocorre a polimerização de ribonucleòtidos segundo a regra da complementariedade de base. A sìntese de RNA a partir de nucleòtidos livres faz no sentido cinco-para três

TRADUÇÃO DA INFORMAÇÃO GENÈTICA

- Nesse processo hà a transformação da mensagem contida no MRNA da sequência de aminoàcidos que cionstitui a cadeia polipeptìdica. Há varios intervenientes.

- De entre os intervenientes tem especial referência aos ribossomas e ao RNA de transferência. Os ribossomas são organelos que podem encontrar-se livres no hialoplasma ou associados as menbranas do retìculo endoplàsmatico MRNA.

- A biossìntese de proteìnas apresenta como características fundamentais: a complexidade, a rapidez, a amplificação que pode ser transcrita várias vezes nas moléculas de MRNA.

ALTERAÇÕES DO MATERIAL GENÈTICO

- O material genético de cada individuo não permnaece estático que em várias situações, tem alterações que algumas vezes ocorrem anomalias mais ou menos graves. Essas alterações do material genético cham-se mutações do latim mutare que significa mudar. Esses individuos que se manifestam chamam-se mutantes. Qualquer alteração na sequência da molècula de DNA conduz a mudanças das proteìnas produzidas. Essas proteìnas têm função chave no organismo, qualquer versão mutada, pode estar na origem de uma doença. Um exemplo é o gene da molècula de DNA, que faz a sìntese da cadeia B da hemoglobina este foi modificado num ponto preciso, passando a existir uma outra forma desse gene. Quando isso ocorre há uma mutação genètica. Atimina que està no gene normal foi substituida pela adenina no gene mutado, com isso a mensagem genÈtica fica assim alterada.

CICLO CELULAR

- Os organismos vivos, tanto os unicelulares e os multicelulares, tÊm no seu desenvolvimento, perìodos de crescimento e de divisão celular. Nos unicelulares como as bactèrias ou leveduras, quando ocorre a divisão celular corresponde a sua reprodução celular, porque a partir de uma celula forma-se duas ou mais celulas independentes. Já nos seres pluricelulares tende ahaver várias divisões celulares para que se constitua um individuo a partir da celula ovo. A divisão celular além da reprodução e do crescimento é também fundamental para segurar a manutenção da integridade fisica dos individuos. De um modo geral, as celulas crescem, aumentam o seu conteúdo e depois voltam a dividir-se, cada celula em regra, origina duas celulas filhas que se tudo correr bem serão geneticamente iguais a celula mãe. As celulas filhas irão torna-se celulas mães de uma outra geração celular. A divisão celular , os organelos, as enzimas e outros constituintes que fazem parte das celulas são distribuìdas pelas celulas filhas . O DNA é auto duplicado e as cópias rigorosamente distribuìdos.

A ESTRUTURA DOS CROMOSSOMAS DAS CELULAS EUCARIÒTICAS

- As moléculas de DNA dos seres eucariontes, encontra-se no nùcleo das celulas, ligadas as proteìnas, fazendo estrutas filamentosas complexas chamdas por cromossomas. O DNA tem informação genÈtica, e as proteìnas são responsàveis pela forma fìsica dos cromossomas, com isso elas regulam a atividade do DNA. Essas estruturas ou filamentos se apresentam ao longo da vida em forma despersa ou condensada. As células que se encontram em divisão, e os cromossomas se apresentam bem individualizadas, uma vez que estão bem condensadas pode ser observadas ao microscòpio òptico. A molecula de DNA huano pode se condensar de tal maneira que fica trinta mil vezes menos do que se estivesse distendida. A unidade bàsica de um cromossoma de uma celula eucariòtica e uma longa molècula de DNA, para além das proteìnas pode ser constituìdo por um cromatìdio. Em outros tempos a molecula de DNA duplica eo cromossoma fica constituìdo por dois cromatideos, e duas moleculas de DNA associada as proteìnas. Os dois cromatìdeos se apresentam ligados em uma estrutura sòlida e resistente chamada centròmero, isso é uma zona de constrição do cromossoma, como uma sequÊncia de DNA.

FASES DO CICLO CELULAR

- A vida da célula começa quando ela nasce a partir da célula mãe e termina quando ela pròpria se divide para originar duas células filhas, este conjunto de transformações constitui um processo dinâmico e contìnuo ao qual se chama-se ciclo celular. Com base nessa atividade das celulas que é visível ao micróscopio òptico tem no ciclo celular duas fases:

• interfase;
• fase mitòdica ou período da divisão celular

- A interfase corresponde ao período compreendido entre o fim da divisão celular e o início da seguinte. A fase mitódica diz respeito ao período o qual ocorre a divisão celular. N a interfase os cromossomas não sãi vìsiveis ao micróscopio òptico. E a replicação do DNA ocorre durante uma parte limitada da interfase, chamada periodo S que é precedido e seguido, por dois intervalos, G1 e G2.

• Intervalo G1 ou pòs mitòtico
• Perìodo S ou perìodo da sìntese de DNA
• i€ntervalo G2 ou prÈ mitótico.

FASE MITÓTICA

- A fase mitótica que pode variar de um organismo para o outro em alguns pormenores, e na maior parte das celulas eucariòticas sendo o processo geral semelhante. Na fase mitótica considera-se duas etapas : mitose ou cariocinese - divisão do núcleo.

- Citosinese- divisão do citoplasma

- Mitose- é o conjunto de transformações durante as quais o núcleio das celulas eucariòticas se divide. A mitose que tem um processo contínuo e se distingue, pelas quatro subfases:

• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase

- Citosinese- é a divisão do citoplasma portanto, é a consequente divisão das duas celulas filhas.Isto ocorre nos doid últimos estàgios da mitose, e no fim da anafase e da telofase, formando na zona do plano equatorial um anel contractil de filamentos proteicos. Ao se contrair trazem a membrana para dentro causando um suco de clivagem que vai estrangulando o citoplasma, e separam as duas celulas filhas.

ESTABILIDADE DO PROGRAMA GENÈTICO

- Uma caracteristica importante da celula é a sua capacidade através da divisão, manter o programa genético de uma geração para a outra. Isso é um fantástico sistema de multiplicar e dividir, sempre em partes iguais. Durante a interfase ocorre a replicação semiconservativa das moleculas do DNA que fazem parte dos cromossomos. No início da fase G2 cada um dos cromatídeos de cada cromossomo que no plano genètico , idêntico ao cromossoma inicial da fase G1 que o precedeu. No entanto os dois cromatídeos se encontram ligados pelo centromero que constitui um único cromossoma. Com isso eles recebem um número de cromossomas idênticos ao da celeula mãe, tendo assim a mesma informação genètica e garantindo a estabilidade genètica para as pròximas gerações.

CRESCIMENTO E REGENERAÇÃO DE TECIDOS

- Uma grande parte dos indivíduos pluricelulares resulta de divisões mitótticas sucessivas que acontece a partir de uma célula-ovo, só assim percebemos a importância da divisão celular. O desenvolvimento de um indivíduo tem como regra, os conjuntos de fenómenos biológicos que ocorrem da célula-ovo até o estado adulto. Um facto marcante deste processo é a capacidade das células se dividirem. A divisão das células e importante no crescimento, na manutenção da integridade dos indivíduos adultos e na regeneração dos tecidos.

DIFERENCIAÇÃO CELULAR

- Em um organismo as células somáticas, tem no seu núcleo os mesmos cromossomas e a mesma informação genética. As células constituem tecidos e órgãos tão diferentes que assumen formas e funções diferentes. No desenvolvimento de um indivíduo, ocorrem processos dos quais células idênticas desempenham uma ou várias funções. Isso traz alterações ao nível da função, mas também ao nível da estrutura da célula ao mqual se chama DIFERENCIAÇÃO CELULAR.

- O DNA dos organismos codifica quer o RNA, quer as proteínas necessárias à vida da célula . Mesmo uma sequência de DNA não e capaz de assegurar a vida é preciso saber as sequências de DNA que estão activas numa determinada célula e quais são os mecanismos reguladoresdessa actividade. Existem no DNA da bactéria: três genes estruturais, um gene regulador, um gene operador e um gene promotor. Na falta da lactose a proteína repressora liga-se ao operador e bloqueia a transcrição dos genes estruturais.

- CONCLUSÃO
Após estudar o DNA e a síntese de proteínas e saber que o DNA é o suporte da informação genética das células e apresenta uma organização e funcionamento universais no conjunto dos organismos vivos.
Podemos concluir que:
- A estrutura da molécula é em dupla hélice.
- A sequência de nucleótidos num gene constituiem uma mensagem.
- A replicação semi-conservativa do DNA assegura a relativa constância da estrutura.
- A expressão da informação genética contida no DNA traduz pela síntese de proteínas, ou seja, o DNA é a molécula universal de vital importância para todos os organismos vivos.

- BIBLIOGRAFIA
Dias da Silva, A; Gramaxo, F; Ermelinda Santos, M; Fernando Mesquita, A; Baldaia, L; Mário Félix, J-Terra, Universo de Vida. 1ª edição. Porto Editora. Porto.
http://en.wikipedia.org/wiki/RNA
http://pt.wikipedia.org/wiki/Replica%C3%A7%C3%A3o_do_DNA
http://pt.wikipedia.org/wiki/DNA