CONCEITOS MOLECULARES DO MATERIAL GENÉTICO E FARMACODINÂMICA MÉDICA

Conceitos Básicos

 Núcleo Celular
   - Cromatina, DNA e RNA
   - Bases Nitrogenadas
   - Nucleotídeo: Fosfato + Pentose + BN
   - Nucleosídeo: Pentose + BN
   - Cromossomos
   - Histonas: H1, H2A, H2B, H3 e H4
   - Centrômeros
   - Genes
   - Genes Alelos
   - Telômeros e Telomerase: fragmento TTA GGG

Bases Nitrogenadas

Bases Nitrogenadas Presentes no DNA humano

Bases Nitrogenadas Presentes no RNA humano

Condensação do Material Genético

Replicação – Duplicação do DNA

 Ciclo celular: períodos G0, G1, S e G2
 Mitose: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase
 Réplicons
 Duplicação semi-conservativa

Ciclo Celular e seu Controle Genético

 Reguladores protéicos do ciclo celular:
   - cdc 28 e cdc2 : acúmulo em G1 e transição de G2 para M
   - p34
   - Ciclinas : inicio da intérfase até o final da mitose
   - MPF (Fator de Promotor de Maturação): indutor da mitose (G2 p/ M) – Dímero: ciclina-cdc2
   - Envolvimento das Histonas (H1)
   - plk : formação do fuso mitótico
   - IGF (Insulin-Like Growth Factor)
   - NGF (Nerve Growth Factor); EGF e FGF.

Ciclo Celular e Reguladores Protéicos

Divisão Celular – Fatores Auxiliares

 - Intérfase: períodos G1, S e G2
 - Mitose: Prófase, Metáfase, Telófase e Anáfase
 - Meiose: células reprodutivas (n=23)

 Influências de Ciclinas;
 Influência de cdks (quinases Ciclina-dependentes);
 Fatores de Crescimento;
 Protooncogenes;
 Oncogenes;
 Fármacos quimioterápicos.

Enzimas Participantes da Replicação do DNA – Réplicons (Clusters)

Replicação – DNA sintetiza RNA

 RNA:
 - Mensageiro (mRNA)
 - Transportador (tRNA)
 - Ribossômico (rRNA)

Transcrição e Tradução

 Uma fita ativa da molécula de DNA
 Síntese de RNA
 Presença da Uracila ao invés da Timina
 Participações do RER
 DNA – DNA – hnRNA – Processamento – Splicing do RNA (utilização do snRNA) - mRNA – RER – RNAt + RNAr (ribossomos) Nucléolo – Síntese de Proteínas
 Códon
 Anticódon

Splicing – Íntrons e Éxons

Síntese Protéica

Stop Códons – Hora de Parar!!

 Sinalizadores são necessários para que a síntese protéica cesse.
 Combinações específicas de Stop Códons: UAA, UGA e UAG

Proteólises - Especificidade

 A proteólise originada pós-tradução, origina atividade hormonal diferenciada.

Protooncogenes e Oncogenes: Genes Supressores de Tumores

 Retinoblastoma: tumor maligno da retina – gene defeituoso inativo no cromossomo 13 = pRb
 p53 = gene que codifica uma proteína cujo peso molecular é de 53kD. Seu defeito é relacionado a cânceres de mama, adrenais e leucemias – o p53 é responsável por 50% dos tumores malignos humanos.
 O gene p53 também auxilia no reparo ao DNA.
 Desencadeia apoptoses em células anormais.
 Protooncogenes sofrem mutações somáticas e tornam-se oncogenes.
 Oncogenes codificam proteínas que promovem a perda do controle do ciclo celular – São causadores do câncer.
 Oncogenes são importantes na reposição de tecido normal.

Exemplos de Genes Supressores Tumorais: protooncogenes

Fosforilação do Rb – Transitando sobre o ponto de restrição

Influencia do p53 no Ciclo Celular

Período G0 – Fase Quiescente

 Momento de repouso celular – a célula esta bloqueada por reguladores que impedem sua duplicação: p53

Exemplos de Protooncogenes Mutados = Oncogenes

Caminho do Processo Tumoral

Displasia Leve Displasia Moderada Displasia Grave

Tecnologia do DNA Recombinante

 cDNA
 Enzimas de Restrição
 Produções protéicas: GH humano e Insulina
 Técnicas:
   - Hibridação do DNA
     Reconhecimento de seqüências específicas do DNA e RNA
     Mistura heterogênea de DNAs – Adiciona-se uma SONDA radioativa
      - Temp. 90-100°C = desnaturação
      - Incubados a 65°C = renaturação = formação de hibridos
      - Radioautografia: localização gênica (seqüência específica) no cromossomo = hibridação in situ

Tecnologia do DNA Recombinante

 - Clonagem do DNA (PCR)
     Primer
     Replicações
     Taq-polimerase (Thermus aquaticus)
      - Temp. 92-94°C
      - Baixa Temp. = ligação do Primer + Taq-polimerase
      - Aumento da Temp. = separação dos novos filamentos do DNA

 - Mutagênese do DNA clonado
     Conjunto gênico inserido em células
     Expressões gênicas
     Mutagênese in vitro
Farmacodinâmica
 Locais passíveis de ações farmacológicas:
 Drogas com atuação sobre Canais Iônicos
   - Moduladores
   - Bloqueadores
 Drogas com atuação sobre Enzimas
   - Inibidores
   - Ativadores
   - Substrato Falso
Farmacodinâmica
 Drogas com atuação sobre Moléculas Transportadoras
   - Inibidores
 Drogas com atuação sobre Receptores
   - Agonistas
   - Agonista Parcial
   - Antagonista Competitivo
   - Antagonista Negativo ou Inverso
Farmacodinâmica - Receptores
 Macromoléculas Protéicas
 Sofrem alterações Comformacionais
 Maioria dos sinais transducionais são catalíticos
 Estados:
   - Ativados (Ra)
   - Inativados (Ri)
Estados dos Receptores

Receptores – Localização e Atividade
 Ação Local
 Mecanismos Transducionais
   - Receptores acoplados a canais iônicos
   - Receptores acoplados a Proteína G
   - Receptores acoplados a enzimas
   - Receptores acoplados ao núcleo (cromatina)
Regulação dos Receptores
 Up-Regulation
 Down-Regulation
 Dessensibilização Homóloga
 Dessensibilização Heteróloga

Proteína G – Sistemas Efetores Celulares: Segundos-Mensageiros

Proteína G

Interações entre os segundo-mensageiros: AMPc e Cálcio

AMP cíclico = AMPc; PIP2 = 4,5bifosfato de fosfatidilinositol; DAG = diacilglicerol; IP3 = 1,4,5-trifosfato de inositol; CaM = calmodulina; R2 = subunidades reguladoras da proteína quinase dependente do AMPc; APK2c = subunidade catalisadora da proteína quinase dependente do AMPc; PKC = proteína quinase C.