glossário de biologia molecular

glossário de biologia molecular

Replicon: todo o segmento de DNA replicado a partir de uma origem, portanto, um replicon é dotado de uma origem, e também pode conter uma terminação.Ex: cromossomo bacteriano, plasmídeos, fagos.

Lisogenia: estado de genoma de um fago em que este encontra-se inserido no cromossomo bacteriano, neste caso o fago é chamado de pró-fago.

Episssomo: plasmídeo incorporado ao cromossomo bacteriano.

Imunidade : efeito decorrente do sistema de controle de replicação, caracterizado pelo impedimento de nova introdução e estabelecimento de elemento semelhante a um fago lisogênico, plasmídeo ou epissomo.

Plasmídeos são moléculas circulares de DNA que se auto-replicam e que são mantidas na célula bacteriana em número característico e estável de cópias.

Os fagos líticos podem apresentar qualquer tipo de ácido nucléico em seu genoma, ou seja, fagos lisogênicos apresentam somente DNA (pois se apresentassem RNA, precisariam da enzima transcriptase reversa – que só existe em retrovírus).obs: isso não significa que retrovírus não possam invadir bactérias, pelo contrário já é conhecido que retrovírus podem invadir cels bacterianas mas diferentes dos fagos, sua estrutura é bem diferente (ex: possuem envelope, fagos só tem capsídeo) e não invadem apenas bactérias como os fagos fazem.

O genoma de bacteriófagos possue bases não usuais ou modificadas de modo a impedir a degradação por nucleases da cel hospedeira.

Os plasmídeos e os fagos são considerados unidades genéticas de replicação independentes.

RNA sense : tem sequência igual à da fita senso, e portanto, serve de mRNA, se anela à fita antisense.

RNA antisense: tem sequência igual à da fita antisense, e portanto se anela à fita sense.

Sequência que atua em trans: é aquela cujo produto se difunde para longe do seu sítio de síntese e atua em outro local.ex: gene que codifica a RNA polimerase.

Sequência que atua em cis: qualquer sequência de DNA que não é convertida a qualquer outra forma, agindo exclusivamente como uma sequência de DNA in situ, afetando apenas o DNA no qual está fisicamente ligada (às vezes pode afetar uma molécula de RNA).ex: promotor, terminador de um gene ou de um conjunto de genes.

Promotor : sequência que define o início de uma unidade de transcrição

Terminador: sequência que define o fim de uma unidade de transcrição.

Sítios reguladores adicionais que atuam em cis são frequentemente justapostos.ex: promotor bacteriano que possui um ou mais de tais sítios localizados próximos

Unidade de transcrição: segmento de DNA usado para produzir uma molécula de RNA.

DNA topoisomerase II = DNA girase: responsável por impedir a superhelicoidização positiva à frente da forquilha de replicação, e introduzir superhélices negativas; corta DNA bifilamentar, ou seja, adiciona superhélices negativas ou remove superhélices positivas duas de cada vez, a custa de ATP.

DNA topoisomomerase I: corta DNA unifilamentar, impede a formação de superhélices positivas, usando energia das ligações fosfatodiester da fita.

DNA helicase: desenrola a dupla hélice, separando as duas fitas complementares; ela catalisa o desenrolamento gastando ATP.

Proteínas SSB: proteínas de ligação à DNA unifilamentar, recobrem ambos os filamentos de DNA que devem ser mantidos na forma unifilamentar durante replicação. Sem as SSB, os dois filamentos podem renaturar ou formar grampos intrafilamentares com pontes de hidrogênio entre regiões complementares, o que impede ou retardam a atividade das DNA polimerases.

Temperatura alta e pH alto desnaturam o DNA.

A replicação geralmente é bidirecional, formando-se 2 forquilhas de replicação que seguem sentidos opostos a partir de uma única origem. Existem exceções como o colifago que replica-se unidirecionalmente.

Endonucleases: cortam ácidos nucléicos em sítios internos

Exonucleases: degradam ácidos nucléicos começando em uma ou em ambas as fitas

DNA polimerases de bactérias:

Pol I: exonuclease de 5’ p/ 3’ e de 3’ p/ 5’com função de reparo, além de função de polimerase 5’ p/ 3’. Porém, quem faz a replicação semiconservativa é a pol III. A pol I retira o primer e preenche com DNA.

Pol II: polimerase 5’ p/ 3’ e exonuclease 3’ p/ 5’ (reparo)

Pol III: polimerase 5’ p/ 3’ ( é a verdadeira replicase das bactérias) e exonuclease 3’ p/ 5’ (reparo) e 5’ p/ 3’ (neste caso somente para DNa unifilamentar)0

Pol IV e V: replicação de DNA danificado

Fita contínua: sua polimerização tem sentido geral e químico de 5’ p/ 3’. Precisa de apenas um primer na origem de replicação.

Fita descontinua: sua polimerização tem sentido geral de 3’ p/ 5’ e sentido químico de polimerização de cada um de seus fragmentos (fragmentos de Okazaki) de 5’ p/ 3’. Precisa de um primer no início de cada fragmento de Okazaki.

Todas as DNa polimerases precisam de extemidade 3’OH na ponta do filamento de primer

DNA ligase: liga os fragmentos de Okazaki, catalisando o fechamento covalente das ligações fosfodiéster, e para isso utiliza energia de ATP ou NAD. Logo esta enzima desempenha papel fundamental na replicação, reparo e recombinação.

Primase: enzima procarionte RNA polimerase que sintetiza primers (RNA curto) a partir de fita simples de DNA.

Primossomo: helicase + primase

Paradoxo do valor C: ausência de correlação entre o tamanho do genoma e a complexidade do organismo.

tRNA: possui 2 características cruciais: representa um único aminoácido ao qual é ligado covalentemente e possui um anticódon. Todos os tRNA apresentam estrutura secundária e terciária em comum. A estrutura secundária tem forma de folha de trevo, com o braço aceptor que se liga ao aminoácido e o braço o anticódon, que possui o anticódon. Além desses braços, há outros braço D, extra e pseudouridina. A especificidade de um tRNA deve-se exclusivamente ao seu anticódon.

Ribossomo: partícula ribonucleoprotéica que provê ambiente que controla reconhecimento entre códon e anticódon. À medida que o ribossomo desloca-se pelo mRNA, ele traduz uma códon em aminoácido.

Diferenças entre mRNA procarionte e mRNA eucarionte:

Nos procariotos, a transcrição e a tradução ocorrem em um único compartimento, os dois processo ocorrem simultaneamente. Antes mesmo da transcrição ser completada, os ribossomos ligam-se ao mRNA.

Nos eucariontes, a transcrição e a tradução são fisicamente separadas. A transcrição e a maturação do mRNA ocorrem no núcleo, e a tradução ocorre no citoplasma.

No mRNA, ou unidade transcricional existem regiões adicionais, 5’UTR (antes do códon de iniciação) e 3’UTR (depois do códon de terminação), são regiões não traduzidas.

A transcrição possui 3 etapas: iniciação, alongamento e terminação.

A RNA pol é capaz de realizar síntese de RNA de novo. Consiste de 5 polipeptidios 2 alfa, um beta, um beta linha e um sigma. O fator sigma é responsável por reconhecer e direcionar todas as outras subunidades ao promotor. Este fator está presente apenas na fase de iniciação, e é sensível a temperatura.

Underwound DNA: fragmento de DNA que possui menos pares de bases por volta que a média usual (10 pares), o que significa que as fitas estão menos estreitamente entrelaçadas entre si, podendo levar à separação das fitas.

Underwinding: of DNA: significa que o número de entrelaçamentos (linking number – número de vezes que as duas fitas complementares encontram-se unidas) no DNA é menor que no estado de menor energia livre. O subenrolamento é causado por superenrolamento negativo do DNA.

Overwinding of DNA: causado por superenrolamento positivo do DNA

Estrutura primária do DNA: sequência de nucleotídeos

Estrutura secundária do DNA: estrutura regular tridimensional, cuja estabilidade é mantida por pontes de hidrogênio entre regiões próximas dentro da sequência de DNA. A configuração de estrutura secundária do DNA é dupla hélice.

Estrutura terciária do DNA: dobramentos da cadeia polinucleotídica resultantes de interações entre regiões de estrutura secundária (normalmente distantes dentro da cadeia polinucleotídica). Estas interações são mantidas por pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas. Esta estrutura terciária é o enrolamento e superenrolamento da dupla hélice.

29.2.4Synthetases Recognize the Anticodon Loops and Acceptor Stems of Transfer RNA Molecules

Go to:

How do synthetases choose their tRNA partners? This enormously important step is the point at which “translation” takes place—at which the correlation between the amino acid and the nucleic acid worlds is made. In a sense, aminoacyl-tRNA synthetases are the only molecules in biology that “know” the genetic code. Their precise recognition of tRNAs is as important for high-fidelity protein synthesis as is the accurate selection of amino acids.

A priori, the anticodon of tRNA would seem to be a good identifier because each type of tRNA has a different one. Indeed, some synthetases recognize their tRNA partners primarily on the basis of their anticodons, although they may also recognize other aspects of tRNA structure. The most direct evidence comes from the results of crystallographic studies of complexes formed between synthetases and their cognate tRNAs. Consider, for example, the structure of the complex between threonyl-tRNAsynthetase and tRNAThr (Figure 29.11). As expected, the CCA arm extends into the zinc-containing activation site, where it is well positioned to accept threonine from threonyl adenylate. The enzyme interacts extensively not only with the acceptor stem of thetRNA, but also with the anticodon loop. The interactions with the anticodon loop are particularly revealing. The bases within the sequence CGU of the anticodon each participate in hydrogen bonds with the enzyme; those in which G and U take part appear to be more important because the C can be replaced by G or U with no loss of acylation efficiency. The importance of the anticodon bases is further underscored by studies of tRNAMet. Changing the anticodon sequence of this tRNA from CAU to GGU allows tRNAMet to be aminoacylated by threonyl-tRNA synthetase nearly as well as tRNAThr, despite considerable differences in sequence elsewhere in the structure.

Figure 29.11. Threonyl-tRNA Synthetase Complex.

Figure 29.11

Threonyl-tRNA Synthetase Complex. The structure of the complex between threonyl-tRNA synthetase and tRNAThr reveals that the synthetase binds to both the acceptor stem and the anticodon loop.

The structure of another complex between a tRNA and an aminoacyl-tRNA synthetase, that of glutaminyl-tRNA synthetase, again reveals extensive interactions with both the anticodon loop and the acceptor stem (Figure 29.12). In addition, contacts are made near the “elbow” of the tRNA molecule, particularly with the base pair formed by G in position 10 and C in position 25 (denoted position 10:25). Reversal of this base pair from G · C to C · G results in a fourfold decrease in the rate of aminoacylation as well as a fourfold increase in the KM value for glutamine. The results of mutagenesis studies supply further evidence regarding tRNA specificity, even for aminoacyl-tRNA synthetases for which structures have not yet been determined. For example, E. coli tRNACys differs fromtRNAAla at 40 positions and contains a C · G base pair at the 3:70 position. When this C · G base pair is changed to the non-Watson-Crick G · U base pair, tRNACys is recognized by alanyl-tRNA synthetase as though it were tRNAAla. This finding raised the question whether a fragment of tRNA suffices for aminoacylation by alanyl-tRNA synthetase. Indeed, a “microhelix” containing just 24 of the 76 nucleotides of the native tRNA is specifically aminoacylated by the alanyl-tRNA synthetase. This microhelix contains only the acceptor stem and a hairpin loop (Figure 29.13). Thus, specific aminoacylation is possible for some synthetases even if the anticodon loop is completely lacking.

Figure 29.12. Glutaminyl-tRNA Synthetase Complex.

Figure 29.12

Glutaminyl-tRNA Synthetase Complex. The structure of this complex reveals that the synthetase interacts with base pair G10:C25 in addition to the acceptor step and anticodon loop.

Figure 29.13. Microhelix Recognized by Alanyl-tRNA Synthetase.

Figure 29.13

Microhelix Recognized by Alanyl-tRNA Synthetase. A stem-loop containing just 24 nucleotides corresponding to the acceptor stem is aminoacylated by alanyl-tRNA synthetase.

Tirado de http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22356/

Comentários