Biologia Molecular: DNA → RNA → Proteína
Replicação do DNA
``` REPLICAÇÃO SEMICONSERVATIVA (Watson-Crick 1953, Meselson-Stahl 1958): Origem de Replicação (ARS em Levedura, Múltiplas em Eucariontes) ORC (Origin Recognition Complex) → MCM Helicase → Cdc45 → GINS → CMG!
ENZIMAS CHAVE: Topoisomerase I/II: Resolve Supercoils Antes da Forquilha (Camptotecina Inibe Topo I, Doxorrubicina/Etoposídeo Inibe Topo II-α!) RPA (Replication Protein A): SSB Eucariótico (Estabiliza ssDNA) Primase (DnaG em Proc, p49/p58 Hum.): Sintetiza Primer RNA 8-12 nt DNA Pol α/Primase Complex: Primer + Extensão Curta DNA Pol δ (Lagging Strand, com PCNA+RFC): Okazaki Fragments! DNA Pol ε (Leading Strand, com PCNA): Contínuo! PCNA (Sliding Clamp): Processividade (Mantém Pol na Fita) RFC (Replication Factor C): Carrega PCNA no DNA RNase H + FEN1: Remove RNA Primers DNA Ligase I: Liga Okazaki Fragments
ERROS E FIDELIDADE: DNA Pol: Exonuclease 3'→5' (Proofreading) → ↓Erros 100-1000× Fidelidade Total: ~1 Erro/10⁹ pb! ```
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Reparo do DNA
``` DSB (DOUBLE-STRAND BREAK = MAIS GRAVE):
HR (Homologous Recombination): S/G2-Fase (Cromátide Irmã como Molde!) MRN Complex (MRE11+RAD50+NBS1) → ATM Ativação BRCA1 → Nuclease → Ressection RPA+RAD51 (com BRCA2!) → Invasão Cromátide Irmã → Cópia Sem Erros (Fidelidade Alta!) BRCA1/BRCA2 Mutações = ↑Câncer Mama/Ovário! Olaparib (PARP Inibidor = Explora Synthetic Lethality em BRCA-mut!)
NHEJ (Non-Homologous End Joining): G0/G1-Fase (Sem Molde = Mais Erros!) Ku70+Ku80 → DNA-PKcs → Artemis → XRCC4+LigIV Rápido mas Mutagênico (Deleções/Inserções)
LESÕES DE BASE: BER (Base Excision Repair): Glicosilase Específica: Reconhece Base Modificada (8-oxoG, Uracila) APE1 (Apurinic Endonuclease): Corta na AP Site DNA Pol β: Preenche 1 Base ("Short Patch") LigIII+XRCC1: Liga Muitos Carcinógenos Vão por BER!
NER (Nucleotide Excision Repair): Lesões Bulky (Timine Dimers, Adutos Cisplatina, Benzo[a]pireno+G!) GGR (Global Genome): XPC+HR23B Reconhecem Distorção TCR (Transcription-Coupled): CSB Reconhece Pol II Parada na Lesão → XPA+RPA (Verifica) → TFIIH (XPD Helicase = Abre) → XPG+XPF/ERCC1 → Remove Oligo 22-30 nt → Pol δ+ε Resintetiza Xeroderma Pigmentoso: Mutações XP Genes → Sun-Sensitive + ↑1000× Câncer Pele
MMR (Mismatch Repair): MSH2+MSH6 (MutS Homologs): Reconhece Mismatch MLH1+PMS2 (MutL Homologs): Incisão PCNA+EXO1: Extensão + Remoção Fita Erro Pol δ+LigI: Resintese + Ligação Lynch Syndrome: Mutação MMR Genes (MSH2/MLH1 + Freq) → MSI-H! → Câncer Colorretal + Endométrio + Ovário (Pembrolizumabe Pan-Tumor FDA 2017!) ```
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Transcrição por RNA Pol II
``` RECONHECIMENTO DO PROMOTOR: Caixa TATA (-30): TBP (TATA-Binding Protein) Liga TBP → TAFs → TFIID Complex → Plataforma + TFIIA, TFIIB, TFIIE, TFIIF, TFIIH → PIC (Pre-Initiation Complex) TFIIH (= XPD+XPB Helicases): Abre DNA + CDK7 (Fosforila CTD Ser5!)
CTD DE RNA POL II (C-Terminal Domain = Heptapeptide Repeats YSPTSPS): Ser5-P = Iniciação (CDK7 do TFIIH) Ser2-P = Elongação (CDK9 = P-TEFb) CDK8 = Mediador Kinase
SPLICING (Pre-mRNA → mRNA): Sequências Consenso: 5'SS = GU, 3'SS = AG, PY Tract, Branch Point A snRNPs: U1 (5'SS), U2 (Branch Point), U4-U6 (Catálise), U5 Spliceossomo Formação → Lariat Intermediate → Éxons Unidos Splicing Alternativo: Éxons Incluídos/Excluídos → Proteínas Diferentes! (Drosophila Dscam: 38.016 Isoformas Teóricas!)
CAP 5' E POLIADENILAÇÃO: m7G Cap (7-metilguanosine, 5'→5' trifosfato): Proteção + Início Tradução AAUAAA Signal → CPSF → PAP → Poly-A Tail (100-250 A's) = Estabilidade ```
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Tradução Ribossomal
``` RIBOSSOMO (Complexo RNP): Procarioto: 70S (50S + 30S) — Alvo Antibióticos! Eucarioto: 80S (60S + 40S)
INICIAÇÃO (Eucarioto): eIF4E Liga Cap → eIF4G (Scaffolding) + eIF4A (Helicase 5'UTR) → 43S (40S+eIFs) Varre 5'→3' até AUG (Kozak: GCCACCAUG) → eIF5B (GTPase) → 60S Une → 80S Formado
ELONGAÇÃO: aa-tRNA + EF-1A(EF-Tu) + GTP → A-Site (Decoding) Peptidil-Transferase (28S rRNA = Ribozima!): Peptide Bond EF-2 (EF-G) + GTP: Translocação A→P→E Site
TERMINAÇÃO: Stop Codon (UAA/UAG/UGA) → eRF1+eRF3 → Hidrólise Peptidil-tRNA → Peptídeo Liberado → Ribossomo Reciclado (ABCE1)
ANTIBIÓTICOS (Inibem Ribossomo Bacteriano = SELETIVIDADE!): Tetraciclinas (→ 30S, Bloqueia aa-tRNA no A-Site): Bacteriostático Macrolídeos/Eritromicina (→ 50S, Bloqueia Translocação): Bact. Cloranfenicol (→ 50S, Inibe Peptidiltransferase): Bact. (Aplasia Medular Rara!) Aminoglicosídeos (→ 30S, Leitura Incorreta + Distorção): Bactericida! Linezolida (→ 50S/70S, Inicia tRNA, Gram+): Bacteriostático Glicilciclinas (Tigeciclina, → 30S, Supera Resistência Tetraciclina): IV ```
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Referências
- Sancar A, et al. "Molecular mechanisms of mammalian DNA repair." *Annu Rev Biochem.* 2004;73:39–85.
- Bhaskara S, et al. "Splicing regulation in oncogenesis and cancer therapy." *Nat Rev Cancer.* 2021;21(11):723–740.
- Jackson SP, Bartek J. "The DNA-damage response in human biology and disease." *Nature.* 2009;461(7267):1071–1078.
- Sonenberg N, Hinnebusch AG. "Regulation of translation initiation in eukaryotes." *Cell.* 2009;136(4):731–745.
- Kinch LN, et al. "Cancer-causing mutations in the ribosome." *Nat Struct Mol Biol.* 2022;29(8):786–800.