aula_8_traducao
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Genética Ileana Rubio
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UNIFESP
Estrutura de proteínas
Proteína: moléculas que determinam a forma e a função biológica
Moléculas orgânicas com estrutura complexa e massa molecular elevada.
Polímero de aminoácidos (aa = monómeros)
Dipeptídeo: 2 moléculas de aminoácidos
Tripeptídeo: 3 moléculas de aminoácidos
Polipeptídeo: várias moléculas de aminoácidos
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Ligação peptídica
Estrutura de proteínas
N terminal C terminal
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Níveis de estrutura protéica
primária
secundária
terciária
Quaternária
(homo ou hetero dímeros)
αhélice
Folha pregada
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Estrutura protéica
Conformação tridimensional da proteína é definida pela
sequência de aa, estabilizada por interações não covalentes
Proteínas globulares (enzimas)- fibrosas (músculo)
Domínios protéicos- sítio ativo
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Estrutura protéica
*: possíveis alterações na estrutura
protéica devido à mutação A2215D.
H: hélix; C: coil; E: b-sheet.
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O código genético
aa1 aa2 aa3
aa1 aa2 aa3
Código
superposto
Ponto inicial
códon
Código não
superposto
• Não é superposto
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O código genético
• Não é superposto
• A leitura acontece desde um ponto inicial fixo até a ponta da
sequência codificante
• Três bases codificam um aminoácido. As trincas são chamadas de
codons (43=64)
• É redundante: alguns aminoácidos são especificados por mais de um
codon
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O código genético
Decifrando o código
RNAm sintético: nucleotídeos + enzima (polinucleotídeo fosforilase)
Primeiro RNAm: poliU= síntese de poli-Fenilalanina
H Gobind Khorana: prêmio Nobel (1968)
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O tRNA - Adaptador
3’ OH
5’
Sítio de ligação
de aa, catalisado
pela enzima
Aminoacil-tRNA
Sintetase (específica)
Alça do
anticódon
C G U
G C A
5’ códon para alanina
mRNA
Códons no mRNA são lidos 5’-3’
Anticódons são orientados e lidos no sentido
3’-5’
Estrutura tridimencional: forma de L
anticodon
Haste
aceptora
de aa
T loop
D loop
Braço extra
A
C
C
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O tRNA - Adaptador
Estrutura dos tRNA é similar mesmo com
cadeias de nucleotídeos diferentes
Dois tRNA superpostos
anticodon
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anticódon Posição oscilante
códon
mRNA
A G GG
U C C/U
Alça do anticódon
Redundância do código genético
1- Mais de um codon para um aa, tRNAs diferentes que levam aa iguais são os
tRNA isoaceptores CAC e CAU: HIS
2- Oscilação: paremeanto
frouxo do tRNA a
codon diferentes
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Redundância do código genético
Pareamentos códon-anticódon
permitidos pelas regras de oscilação
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Redundância do código genético
Diferentes tRNA que podem servir de códon para
serina
Oscilação
Oscilação
Oscilação
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A síntese protéica acontece nos
ribossomos
rRNA proteínas subunidades Ribossomos
montados
23S
2900 bases
5S
120 bases
70S16S
1540 bases
Proteínas (31)
(21)
(50)
(33)
28S
4800 bases
18S
1900 bases
5S
120 bases
80S
pro
cari
oto
seucarioto
s
50S
30S
60S
40S
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Os ribossomos
Massa: 2/3 rRNA + 1/3 proteínas
3 sítios de ligação do tRNA
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Os ribossomos
APE
NH3+
Centro
peptidiltransferase
A A A U C G
G G G U U U A G C
tRNA desasilado
Liberdado do
Sítio E
Centro codificador
Movimento do ribossomo
5’ 3’
Os ribossomos
Ativação do aa
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Ativação do aminoácidos
Processo de duas etapas
AMP
Aminoacil-tRNA Sintetase
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Início da tradução em procariotos
Seqüência
Shine-Dalgarno
A G G A G G U
U C C U C C A
A U G
CÓDON INICIAL
5’ mRNA
16S rRNA (30S)
Em bactérias, a complementaridade entre a ponta 3’ do rRNA
da subunidade 16S do ribossomo e a seqüência shine-
dalgarno do mRNA posiciona o códon AUG no sítio P
tRNA Met iniciador
Bactérias: N-formilmet
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Subunidade ribossômica 30S
Fatores de inicação
IF1
IF2
IF1
IF2-fMET-tRNA +mRNA
IF3
A U G
Complexo de iniciação 30S
Subunidade 50S
IF1+IF2
fMET
A U G
Complexo de iniciação 70S
Início da tradução
em procariotos
IF3
IF3: mantém a 30S dissociada
IF1 e IF2: garantem que o tRNA
iniciador se ligue ao sítio P
fMET
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cap mRNAA U G
Met
A U G
A U G
A U G
Fatores de iniciação + GTP
Subunidade 40S
Met-tRNA
Componentes de iniciação
Com subunidade 40S
ATP
ADP+Pi
Subunidade 60S
Fatores de
iniciação
Complexo de iniciação 80S
Início da tradução
em eucariotos
eIF4 A,B,G
Em pro e eucariontes os fatores de
iniciação se dissociam antes de
iniciar o alongamento
Desenrola a fita e escanea o RNAm
Met
Met
E P A
Complexo
ternário
EF-Tu
EF-Tu
Aminoacil-tRNA
liga-se ao sítio AForma-se
Ligação peptídica
translocação
GTP
EF-G
Pi
GDPAminoacil-
tRNA liga-se
ao sítio A
Sai tRNA do sítio E
Alongamento
Centro
peptidiltransferase
Alongamento
E P A
E P A
UAA
UAA RF1
RF1 Clivagem da
Peptidil tRNA
Término da
tradução
1. Fatores de liberação
RF1,2,3 reconhecem
códons finalizadores
(UGA,UAA,UAG)
2. RF1(UAA ou UAG);
RF2 (UAA ou UGA); RF3
auxilia RF1 e 2
3. RF1 e 2 no sítio A, molécula
de água entra no centro da
peptidiltransferase e libera o
polipeptídeo e o tRNA no
sítio P.
4. Subunidades ribossômicas
se separam
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Poliribossomos
Procariontes e
Eucariontes
Vários ribossomos traduzem
simultaneamente a mesma
molécua de RNA
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Poliribossomos
Associados ao RER em eucariontes
ou à membrana plasmática em bactérias
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Diferenças entre a tradução de
Procarionte X Eucarionte
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Eucariontes X procariontes
EUCARIOTO - MONOCISTRONICO
RNAm eucarioto
Cístron: segmento de DNA
que codifica uma proteína ou
polipeptídeo
PROCARIOTO – MONO OU POLICISTRÔNICO
RNAm procarioto
Inibição por Antibióticos e Toxinas
Atuam em procariontes e eucariontes
Puromicina: entra no sítio A, foram ligação peptídica com o aa do tRNA do
sitio P mas trava o movimento do ribossomo, bloqueia a tradução de pro e
eucariontes (uso no tratamento do câncer)
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Atuam em procariontes
Tetraciclina: liga-se ao sítio A, bloqueia a entrada do tRNA carregado
Neomicina: se liga perto do sítio A, introduz erro na tradução
Cloranfenicol: bloqueia a formação da ligação peptídica
Estreptomicina: liga-se a subunidade menor inibe a iniciação
Eritromicina: inibe a translocação
Antibiótico: deve matar só o microrganismo
Alvos: ribossomos (diferentes)
Atuam em eucariontes
Ciclohexamida: bloqueia a transferência de peptídeos em eucariotos
Toxina Diftérica: inibe a eEF2
Passos na Tradução
1. Componentes necessários para a iniciação da tradução incluem a
interação de subunidades ribossômicas menores e maiores, mRNA, um
aminoacil-tRNA iniciador, GTP e um grande grupo de fatores de iniciação. O
complexo de iniciação é formado pela subunidade ribossômica menor, o
mRNA e o Met-RNA (um tipo especializado de tRNA iniciador ligado à
metionina). O Met-tRNA tem hidrogênio ligado ao códon de iniciação AUG no
mRNA.
2. Formação do complexo de iniciação ribossômico é completado com a
adição da subunidade ribossômica maior. O códon AUG e o Met-tRNA são
posicionados no sítio P (peptidil) do ribossomo.
3. Um novo aminoacil-tRNA é então posicionado no síto A (aminoacil).
4. A ligação covalente entre o aminoácido e o tRNA no sítio P é quebrada.
5. Uma ligação peptídica (covalente) é formada entre os dois aminoácidos.
6. O tRNA vazio é então dissociado do sítio P.
7. A translocação do ribossomo ocorre de modo que o peptidil-tRNA no sítio
A é translocado para o sítio P. Essa translocação é feita pelo fator de
alongamento G( EF-G, também chamado Translocase), que alterna-se entre a
forma GTP e a GDP. A forma GTP de EF-G é a que aciona a etapa de
translocação.
Passos na Tradução8. O complexo agora parece muito similar ao do início da tradução. O peptidil-
tRNA está no sítio P e o sítio A está vazio e pronto para receber o próximo
aminoacil-tRNA.
9. O aminoácido no sítio P é separado do seu tRNA e a formação da ligação
peptídica acontece com o aminoacil-tRNA no sítio A. O tRNA é liberado do sítio P
e o ribossomo transloca-se de modo que o novo peptidil-tRNA fica no sítio P; o
sítio A está pronto para receber o próximo aminoacil-tRNA.
10. O ciclo de alongamento ( adição de aminoácidos para crescimento da cadeia
polipeptídica) continua para mais formação de ligação peptídica e translocação.
11. um stop códon (UAA, UAG, ou UGA) é posicionado no sítio A; o stop códon
não possui anticódon (um aminoacil-tRNA que faça ponte de hidrogênio com
este códon); por esta razão, nenhum outro aminoácido será adicionado.
12. O stop códon é reconhecido e ligado por uma proteína chamada fator de
terminação ou liberação (RF).
13. O fator de liberação liga-se ao stop códon no sítio A e inicia uma seqüência
de eventos que efetua o término da tradução.
14. A seqüência de término começa com a dissociação da proteína sintetizada do
peptidil-tRNA no sítio P.
15. A separação da proteína sintetizada do ribossomo é seguida pela dissociação
de todas as subunidades.
16. As subunidades ribossômicas e o mRNA podem se reunir com o Met-tRNA
para formar novos complexos de iniciação e a tradução se proteínas pode
começar de novo, produzindo cópias adicionais da proteína.
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Diferenças entre a tradução de
Procarionte X Eucarionte
1: Código genético similar,
AUG = formil-metionina em procariontes
AUG: metionina em eucariontes
2: procariontes: transcrição e tradução simultánea
eucariontes: transcrição e tradução separadas.
3: Procariontes RNAm vida média muto curta.
Eucariontes: mais longa
4: Ribossomos com subunidades diferentes
5: Iniciação da tradução é diferente.
6: Alongamento e término: similares
7: Polirribossomo em ambos organismos