síntese proteica

IV - SÍNTESE PROTEICA Unidade 5

Cresc. e renovação celular

Genótipo

Constituição génica de um indivíduo. Nuno Correia 2011/12

Fenótipo

Conjunto de características de um indivíduo

resultante da expressão dos seus genes.

Nuno Correia 2011/12

A célula expressa o genótipo como fenótipo por

meio da síntese de proteínas

Nuno Correia 2011/12

Código genético

Corresponde ao dicio-

nário que a célula utiliza

para traduzir a

linguagem genética em

linguagem proteica

Código genético

Como é que existindo 4 nucleótidos diferentes, é possível que estes codifiquem cerca de 20 aminoácidos distintos? Que código é utilizado pelos

genes?

Monómeros dos ácidos nucleicos Monómeros das

proteínas

4 tipos de nucleótidos diferentes em cada ácido nucleico Existem cerca de 20 aminoácidos diferentes

Nucleótidos Aminoácidos

Aminoácidos

Quantos nucleótidos são necessários para codificar uma proteína??

Código genético

Três nucleótidos consecutivos do DNA constituem um codogene – tripleto que possui mensagem genética para a síntese de um aa.

Cada aa é codificado por um conjunto de três nucleótidos do mRNA – tripleto ou codão

Código genético 9

Características do código genético

1- Universalidade do Código genético – cada codão tem o mesmo significado para a

maioria dos seres vivos

2- Redundância – codões diferentes podem codificar o mesmo aminoácido. Este fenómeno também se designa por degenerescência do código genético.

3- Não ambiguidade – um codão codifica apenas um aminoácido

4- Codão de iniciação – o codão AUG tem uma dupla função: inicia a leitura do

código (para a síntese proteica) e codifica o aminoácido metionina.

5- Codão de terminação/finalização – os codões UAA, UAG e UGA terminam a síntese

da proteína

6- Especificidade dos nucleótidos – o terceiro nucleótido é menos específico do que os dois primeiros.

Síntese de proteínas

Síntese proteica

A maioria do DNA de uma célula eucariótica está no núcleo e, devido as sua dimensões, não passa pelos poros da membrana nuclear.

Se a síntese proteica

ocorre no citoplasma, como é que a informação genética

chega ao citoplasma?

Visão geral da síntese de proteínas

Dogma central da biologia molecular

Replicação

Síntese de proteínas 37

Transcrição

Nos seres vivos, a primeira etapa da transferência da informação

genética corresponde à síntese de RNAm a partir de uma cadeia de DNA que

contém informação e que lhe serve de molde. Esta síntese faz-se na presença de um complexo enzimático chamado

RNA polimerase.

Transcrição

O mRNA é polimerizado exclusivamente no sentido 5’3’

As bases emparelham-se por complementaridade,

ocupando o uracilo o lugar da timina (U emparelha com A)

Transcrição

Transcrição 15

1º- ligação da RNA polimerase a locais específicos do DNA

2º- quebra das pontes de hidrogénio e separação das

cadeias de DNA 3º - ligação de nucleótidos livres de acordo com a regra de

complemetaridade das bases azotadas para formar a cadeia de

mRNA, que é sintetizada no sentido 5’ → 3` a partir de uma

das cadeias de DNA que lhe serve de molde.

4º- libertação do mRNA sintetizado 5º - restabelecimento das pontes de hidrogénio e da

estrutura do DNA.

Transcrição

Início da transcrição

Fim da transcrição

Intervenientes da transcrição

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Maturação ou processamento

Maturação ou processamento

Na molécula de mRNA imatura existem porções — os

intrões — que não contêm informação para a síntese

da proteína e que, antes de a molécula passar para o

citoplasma, são removidas. As porções que permanecem — os exões — são

expressas na fase seguinte, originando uma proteína. É o conjunto dos exões que deixa o núcleo através de

um dos poros da membrana nuclear. O processo de

remoção dos intrões é designado por maturação ou,

processamento

Nos seres procariontes, a molécula de mRNA não sofre

maturação e todas as fases da síntese proteica

ocorrem no mesmo local, dado que não há núcleo

individualizado nas células destes seres.

Maturação ou processamento

Tradução

A tradução permite que a mensagem contida no

mRNA seja descodificada e utilizada para fabricar

uma proteína.

As proteínas são constituídas por aminoácidos (nos

seres vivos, existem 20 aminoácidos diferentes),

unidos por ligações peptídicas.

Intervenientes da tradução 24

Tradução 25

RNA transferência

O RNAt funciona como intérprete entre a ―linguagem do RNAm e a ―linguagem das proteínas.

RNA transferência

Ribossomas

Constituído por 2 subunidades cuja constituição química são proteínas e RNAr (RNA ribossómico)

Etapas da tradução

INICIAÇÃO

ALONGAMENTO

FINALIZAÇÃO

1 - Iniciação

A tradução inicia-se com a ligação do mRNA à subunidade

menor do ribossoma, e com o reconhecimento do codão

iniciador (AUG) pelo tRNA correspondente (anticodão UAC,

com o aminoácido metionina - met). Em seguida estabelece-

se a ligação da subunidade maior. O ribossoma está então

funcional.

2 - Alongamento

Esta é a fase de tradução dos codões sucessivos e

da ligação dos a.a. Um novo RNAt, que transporta um segundo a.a.,

liga-se ao segundo codão. Há formação de uma primeira ligação peptídica

entre o a.a. que ele transporta e a meteonina. O ribossoma avança três nucleótidos. O processo repete-se ao longo do RNAm

2 - Alongamento

3 - Finalização

A síntese da proteína termina quando surge no mRNA um

dos codões de terminação ou stop (UGA, UAG ou UAA),

pois não há tRNA correspondentes a esses codões. O último tRNA liberta-se do ribossoma, separando-se as

suas subunidades (que podem depois ser reutilizadas), e

a proteína é libertada, adquirindo a sua estrutura

tridimensional.

:

A tradução pode ocorrer ao nível do citoplasma ou no Retículo Endoplasmático Rugoso (RER).

• No decurso do processo da síntese proteíca algumas fases são amplificadas:

– Várias moléculas de mRNA formadas a

partir de um mesmo gene (transcrição);

– Várias proteínas sintetizadas a partir da mesma molécula de mRNA (tradução).

É de notar que a mesma molécula de mRNA pode ser traduzida em

simultâneo por vários ribossoma, formando um polirribossoma ou

polissoma havendo assim a formação de várias proteínas iguais.

Os polirribossomas são abundantes nas células que necessitam de sintetizar elevadas quantidade de proteínas. Representam uma economia de

recursos e energia para a célula, dado que uma molécula de mRNA pode ser utilizada para formar um elevado número de proteinas iguais.

Características da síntese proteica

Complexidade - intervenção de vários agentes. Rapidez – proteínas complexas produzida em

apenas alguns minutos. Amplificação – transcrição repetida da mesma

zona de DNA (várias moleculas de mRNA produzidas a

partir do mesmo gene) e tradução repetida do

mesmo RNAm (formação de várias cadeias polipeptídicas a

partir do mesmo mRNA).

Nuno Correia 2011/12

• Após a síntese nem todas as proteínas apresentam atividade biológica, tendo por isso de sofrer algumas alterações – alterações pós-traducionais.

• As proteínas resultantes da síntese proteica pode ser transportada para outros locais da célula (organitos por exemplo) ou ser secretada para o meio extracelular. Neste caso as proteínas são posteriormente encaminhadas para o complexo de Golgi.

• Função estrutural – proteínas fazem parte de todos os constituintes celulares (membranas, cromossomas, etc).Outros ex: Colagénio da pele; queratina das unhas, pelos ,garras.

• Função enzimática–atuam como enzimas, acelerando as reações químicas.

• Função de transporte micromoléculas e iões transportados por proteínas. Ex. hemoglobina transporta O2.

• Função de reserva alimentar–proteínas fornecem aminoácidos ao organismo durante o seu desenvolvimento, bem como energia (ex. albumina do ovo).

• Função imunológica(defesa)–anticorpos neutralizam substâncias estranhas.

• Função motora–componentes dos músculos. • Função hormonal certas hormonas têm constituição proteica

(insulina, adrenalina,…)