DNA: Replicação, Transcrição e Tradução.

APS GENÉTICA E MELHORAMENTO ANIMAL

DNA.

Nós falamos tanto sobre ele.

Ele é o diretor final das células e codifica nossas características.

É um dos principais componentes que faz você ser você.

Quando você tem uma molécula realmente importante como o DNA,

que é responsável por controlar a célula, por exemplo, faz sentido que quando você produza outra célula,

você também tem que fazer mais DNA para a nova célula.

E é isso que introduz o nosso tema de replicação do DNA,

que significa que o DNA precisa fazer mais DNA.

Primeiro, vamos falar sobre onde e quando.

Primeiramente, onde ela ocorre?

No núcleo.

Isso é, se a célula tiver um núcleo.

Lembre-se que nem todas as células têm um núcleo, este vídeo vai focar nas células que têm núcleo,

conhecidas como células eucariotas.

Procariotos, que são as células que não possuem núcleo, fazem as coisas um pouco diferentes.

Elas também fazem a replicação, mas esse não será o foco deste vídeo.

Agora, quando?

Quando isso acontece?

Geralmente, acontece durante o estágio conhecido como interfase.

Interfase é quando a célula está crescendo, está fazendo vários processos,

e está replicando o seu DNA.

Você sabe que ela não está fazendo ao mesmo tempo?

Dividindo.

Você não quer que a célula replique DNA e se divida ao mesmo tempo.

Isso seriam muitas tarefas.

Assim, a replicação do DNA não ocorre durante a divisão.

De fato, a célula replica o seu DNA antes dos processos de divisão, como a mitose e meiose,

porque uma vez que você fez uma nova célula, é melhor você ter DNA para colocar nela.

Vamos imaginar que a replicação do DNA seja um jogo de videogame.

Eu vou te apresentar os principais jogadores da replicação, de modo que você possa adquirir algumas informações chave.

A maioria desses jogadores são enzimas.

Então, lembrando, na bioquímica, quando algo terminar em -ase, você deve verificar,

porque é bem possível que seja uma enzima.

As enzimas têm a capacidade de acelerar reações e construir ou quebrar substratos

sobre os quais elas agem.

Então, vamos ver os nossos jogadores.

Primeiro, a helicase.

Essa é a enzima de descompactação.

Se você se lembrar de que o DNA possui duas fitas, você pode imaginar a helicase

separando as duas fitas de DNA.

Ela não encontra dificuldades para fazer isso.

Em seguida, temos a DNA polimerase,

que é a construtora.

Essa enzima replica as moléculas de DNA para construir uma nova fita.

Então, nós temos a primase,

a iniciadora.

Como o DNA é uma fita grande, a pobre DNA polimerase não consegue descobrir

por onde iniciar o trabalho sem algo chamado primer.

A primase sintetiza esse primer, de modo que a DNA polimerase consiga saber

por onde começar o trabalho.

Você sabe de um fato interessante sobre o primer?

Ele é, na verdade, uma molécula de RNA.

Em seguida, nós temos a ligase.

É como se fosse a cola.

Ela ajuda a juntar os fragmentos de DNA.

Vamos falar sobre por que você precisa dela mais tarde.

Não se sinta sobrecarregado.

Nós vamos passar pela sequência em ordem.

A replicação do DNA inicia em uma parte chamada ponto de origem.

Geralmente, essa parte é identificada por certas sequências de DNA.

Podem existir múltiplas origens em uma molécula de DNA.

Na origem, a helicase entra e desenrola o DNA.

As proteínas SSB se ligam ao DNA para manter as fitas separadas.

A primase entra e sintetiza primers de RNA em ambas as fitas.

Lembrem-se,

isso é importante, caso contrário, a DNA polimerase não saberia por onde começar.

Agora, a DNA polimerase pode começar a trabalhar.

Lembre-se que essa é uma enzima importante que adiciona nucleotídeos de DNA.

Agora você tem duas fitas, certo?

Mas elas não são idênticas.

Lembre-se,

elas se completam.

Elas são também antiparalelas.

Então, isso significa que elas não vão na mesma direção.

Com o DNA, nós não dizemos que vai para o norte ou para o sul.

As indicações para as fitas de DNA são um pouco diferentes.

Nós dizemos que o DNA ou vai de 5 para 3, ou de 3 para 5.

Isso pode parecer confuso.

Então, o que é que isso significa?

Então, a pentose faz parte da coluna do DNA.

Ela possui carbonos.

Os carbonos da pentose são numerados à direita do oxigênio, no sentido horário.

1, 2, 3, 4, 5.

O carbono 5 está do lado de fora dessa estrutura de anel.

Agora vamos fazer a mesma coisa para o outro lado.

Mas, tenha em mente que a outra fita está invertida, porque as fitas de DNA são antiparalelas

umas das outras.

Então, vamos contar novamente, no sentido horário após o oxigênio.

1, 2, 3, 4, 5.

E o carbono 5 está fora do anel.

A fita da esquerda vai do 5 para o 3, e a fita da direita vai do 3 para o 5.

Acontece que a DNA polimerase só consegue trabalhar no sentido de 5 para 3.

Então, a fita que vai do 5 para o 3 está OK.

É chamada de fita líder.

Mas a outra fita vai ser um pouco mais complicada.

A DNA polimerase só pode ir na direção 5 para 3.

Então, a primase tem que produzir uma série de primers extras, como mostrado aqui.

Leva mais tempo também.

Essa fita é chamada de fita tardia.

Na fita tardia, você tem que produzir pequenos fragmentos de DNA.

Esses são chamados de fragmentos de Okazaki.

Os iniciadores têm de ser substituídos com bases de DNA, uma vez que foram feitos de RNA.

A ligase, a enzima da colagem, precisa preencher os buracos entre os fragmentos de Okazaki.

Agora, no final, você terá duas moléculas idênticas de DNA dupla hélice,

obtidas a partir da molécula original de DNA dupla hélice.

Nós chamamos o processo de semiconservativo,

pois cada uma das cópias contém uma fita da molécula original e uma recém-sintetizada.

Uma última coisa.

Certamente, você já teve que revisar seu trabalho para verificar se havia erros.

Bom, nós definitivamente não queremos que a DNA polimerase cometa erros.

Se ela parear as bases de DNA de forma errada, então, você teria um código genético incorreto,

que poderia gerar uma proteína incorreta ou nenhuma proteína.

Só que a DNA polimerase é simplesmente incrível.

Ela possui capacidade revisional, o que significa que ela raramente deixa passar um erro,

o que é muito bom.

Depois de aprender sobre o DNA,

você já se perguntou como ele pode resultar em uma característica?

Vamos dar um exemplo.

Como a cor dos olhos.

Sim, seu DNA tem informação genética que codifica a cor dos seus olhos.

Mas, para produzir esse pigmento, você possui genes,

porções de DNA capazes de codificar proteínas que ajudam a produzir esse pigmento.

Então, vamos falar sobre como o seu DNA pode levar à produção de uma proteína.

Esse processo é chamado de síntese proteica.

Síntese significa fazer alguma coisa.

Então, a síntese proteica significa produzir proteínas.

Bem, você não pode perceber isso,

mas as proteínas são muito importantes.

Elas fazem todo tipo de coisas.

Proteínas estão envolvidas no transporte, na estrutura, em agir como enzimas,

que fazem todos os tipos de matérias, na proteção do corpo,

e muito mais.

Você precisa produzir proteínas.

Isso é essencial para que você viva.

E o que é mais legal é que você está produzindo proteínas agora mesmo,

sentado, assistindo a este vídeo.

Está acontecendo nas suas células.

Agora, então, voltemos ao DNA e sua função em tudo isso.

Todas as suas células têm DNA.

Bem, existem algumas exceções.

E esse DNA está no núcleo.

Parte do DNA é DNA não codificante.

Parte do DNA compõe genes que não estão ativos.

Mas nós vamos falar sobre genes.

Genes que codificam proteínas ativas.

Então, como vamos levar as informações desses genes para fora do núcleo, para que a célula

possa começar a produzir as proteínas que precisa?

Pois então, nós vamos te apresentar o incrível trabalho do RNA.

Na síntese de proteínas, podemos observar dois momentos importantes.

Acompanhe pela escadinha.

Um é transcrição,

e o outro é a tradução.

Transcrição tem um C nele,

e tradução tem um D nele.

Então, seguindo o alfabeto, o C vem antes do D. Então, isso me ajuda a lembrar

que a transcrição vem antes da tradução.

Agora, a transcrição é quando vamos transcrever o DNA em uma mensagem.

Nas suas células, o DNA está no núcleo, portanto,

estamos fazendo a transcrição no núcleo.

No passo de transcrição, uma enzima chamada RNA polimerase irá ligar as bases

complementares de RNA no DNA.

Essas bases de RNA são ligadas entre si para formar um mRNA de cadeia simples.

O M em mRNA significa mensageiro.

O RNA mensageiro consiste em uma mensagem de RNA que foi baseada no DNA.

É importante dizer que esse RNA mensageiro geralmente não está pronto para ir imediatamente.

Geralmente, há uma quantidade significativa de edição que ocorre no RNA mensageiro,

e é fundamental para que o processo funcione corretamente.

Então, o que há de incrível em ser um RNA mensageiro?

O RNA mensageiro pode sair do núcleo para o citoplasma, onde vai se ligar a um ribossomo.

O ribossomo é feito de rRNA.

E isso é fácil de lembrar,

pois o R significa RNA ribossômico.

O ribossomo vai construir nossa proteína no próximo passo, chamado tradução.

No citoplasma, você ainda tem inúmeras moléculas de tRNA disponíveis.

tRNA significa RNA transportador.

Eles carregam um aminoácido neles.

Um aminoácido é o monômero de uma proteína.

É um bloco de construção para a proteína.

Já que estamos produzindo proteínas, vamos precisar desses aminoácidos para construí-la.

Se você tem um monte de aminoácidos juntos, você pode construir uma proteína.

Então, é o tRNA que vai juntar esses aminoácidos para fazer isso.

É por isso que o mRNA, a mensagem, é tão importante,

pois é ela quem vai dirigir quais RNAs transportadores vêm e, portanto,

quais aminoácidos são encaixados na proteína.

Todos esses RNA transportadores estão procurando por bases complementares.

Quando encontram as bases complementares no RNA mensageiro, transferem seu aminoácido.

Quando o RNA transportador está trazendo os aminoácidos, ele lê as bases,

que são representadas por essas letras, aqui, no RNA mensageiro, em trios.

Mas ele não lê uma letra de cada vez.

Ele as lê em trios.

Esses trios são chamados de códon.

Então, por exemplo, nesse RNA mensageiro, o RNA transportador leria o código AUG.

Um desses RNA transportadores contém um anticódon complementar, que, neste caso,

é o UAC.

Todos os seus RNA transportadores que possuem um anticódon UAC estarão carregando o aminoácido

chamado metionina.

Um RNA transportador com anticódon UAC parece com o códon AUG complementar no RNA mensageiro.

Ele transfere o aminoácido que carrega, a metionina.

O RNA transportador acaba por sair, mas deixa para trás o seu aminoácido.

Esse é o primeiro aminoácido antes de irmos para o próximo códon.

Antes de passarmos ao próximo códon para continuar, você deve estar se perguntando,

como você sabe que o RNA transportador que acompanhava o códon de AUG estaria carregando

um aminoácido chamado metionina?

Bem, para isso, você encontrará um gráfico de códons muito útil.

Você pode aprender a usar um gráfico de códons para determinar qual aminoácido cada códon

do RNA mensageiro codificará.

Não é fascinante que os cientistas sejam capazes de determinar

qual aminoácido corresponde a cada um desses códons?

Você pode ver no gráfico de códons que no RNA mensageiro, o códon AUG corresponde à metionina.

AUG também é considerado um códon de iniciação.

Então, a metionina normalmente será o primeiro aminoácido.

Existem muitos tipos de aminoácidos no gráfico de códons,

mas existem ainda mais possibilidades de combinações de códons.

Isso significa que pode haver mais de um códon para o mesmo aminoácido.

Por exemplo,

de acordo com o gráfico de códons, todos esses códons codificam para o mesmo aminoácido,

leucina.

Isso significa que todos os seus RNA transportadores complementares carregam o mesmo aminoácido,

leucina.

OK, então, voltando ao RNA mensageiro,

vamos seguir para o próximo códon nessa sequência, CCA.

No gráfico de códons, você pode ver que esse código corresponde ao aminoácido prolina.

O RNA transportador complementar tem um anticódon GGU.

E olha, tem a prolina que sabíamos que ele estaria carregando.

O RNA transportador irá transferir esse aminoácido e sair,

para poder pegar outro aminoácido.

Esses aminoácidos são mantidos juntos por uma ligação peptídica,

e a cadeia continuará crescendo.

Normalmente, no final do RNA mensageiro, há um códon de parada.

Os códons de parada não codificam um aminoácido.

Mas quando o ribossomo chega neles, indicam que a síntese da proteína está terminada.

Então, o resultado da tradução é que você construiu uma cadeia de aminoácidos,

que foram ligados em uma sequência baseada no código presente no mRNA.

Mas lembre-se que o RNA mensageiro foi criado como uma sequência complementar ao DNA.

Então, em última instância, o DNA é quem dirige toda a síntese da proteína.

Claro, ele não poderia ter feito isso sem a ajuda dos RNA mensageiro, ribossômico e transportador.

Ainda podem acontecer modificações.

As proteínas podem ser dobradas.

Mas para isso, ela precisa ser transportada.

Isso tudo é baseado na estrutura e função do DNA.