Código Genético e Tradução

QBQ 0102 – Educação Física Carlos Hotta

07/06/13

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RNA proteínaDNA

replicação

transcrição tradução

• RNAm possuem informação para gerar novas proteínas

• A RNA polimerase sintetiza RNA usando o DNA como molde

• A transcrição tem três fases: iniciação, alongamento e término

• O RNAm de eucariotos é processado antes de ser traduzido

As proteínas são polímeros de aminoácidos• Os aminoácidos se ligam através

de ligações peptídicas

• A sequência de aminoácidos determina a estrutura e função da proteína

Um sistema de síntese de proteínas deve:

1. Catalisar a formação de ligações peptídicas

2. Selecionar os aminoácidos corretos na ordem correta para se formar a proteína desejada

O mRNA contém a informação necessária para se fazer uma ou mais proteínas

Quantos nucleotídeos devem codificar um aminoácido?

1 nucleotídeo – 4 combinações2 nucleotídeos – 16 combinações3 nucleotídeos – 64 combinações4 nucleotídeos – 256 combinações

A maior parte dos seres vivos usam 20 aminoácidos diferentes para fazer suas proteínas

Mas como? Trincas que se sobrepõe? Código degenerado ou não-degenerado? Crick & Gamow

Experimento de Nirenberg-Matthaei (1961)

1. Nirenberg e Matthaei sintetizaram um RNA contendo somente Us (polyU)

2. O RNA foi colocado em uma série de tubos diferentes, cada um contendo somente um aminoácido marcado radioativamente

3. Extratos de bactérias foram adicionados aos tubos para que a síntese de proteínas ocorresse

4. 27 de maio de 1961 3 a.m. – fenilalanina marcada.

tubos controle – 70 cpm experimental – 38,000 cpm

UUU = fenilalanina!

Caderno de laboratório de Nirenberg

O código genético é degenerado

Existem padrões na degeneração

Os aminoácidos são determinados por trincas de nucleotídeos no mRNA: códons

Em uma molécula de mRNA, existem três quadros de leitura possíveis

Existem 64 códons diferentesExiste um códon de início e que codifica metionina (AUG)Existem três códons de término (UAA, UAG, UGA)Sobram 60 códons distintos para 19 aminoácidos

A síntese de proteínas tem 5 etapas

- Formação de aminoacil-tRNA

- Iniciação

- Alongamento

- Terminação e liberação

- Enovelamento e processamento pós-traducional

Tradução

A tradução requer adaptadores que juntam os códons com os seus respectivos aminoácidos

A primeira base do anticódon é flexível

A formação de aminoacil-tRNA dependem de enzimas específicas: aminoacil-tRNA sintetases

Aminoácido + tRNA + ATP Aminoacil-tRNA + AMP + PPiaminoacil-tRNA sintetase

Mg2+

A reação tem 2 partes:1- formação de um aminoacil-AMP2- transferência do grupo aminoacila pro tRNA

DG´0 ~ - 29 kJ/mol

aminoacil-tRNA Lehninger

Iniciação da síntese de proteína necessita da montagem do ribossomo

O ribossomo se inicia no start codon (geralmente AUG) que codifica a metionina

As proteínas são sintetizadas pelo ribossomo

23S RNA - amarelo5S RNA - laranjaProteínas do 50S – vermelho16S RNA - verdeProteínas do 30S -blue

Os nomes das unidades são dadas de acordo com o seu coeficiente de sedimentação

O ribossomo de bactérias possui três sítios

Sítio A – aminoacyl-tRNA (tRNA ligado a um aminonácido) se liga ao sítio ASítio P – peptidyl-tRNA (tRNA ligado a um peptídeo) fica ligado ao sítio PSítio E – tRNA deacilado sai do via sítio E

Iniciação da síntese depende de um aminoacyl-tRNA especializado: tRNAfMet

• A formilação bloqueia o grupo amino do aminoácido

• O tRNAfMet se liga diretamente ao sítio P

A proteína em formação é transferida do peptidil-tRNA para o novo aminoacil-tRNA

• Fatores de alongamento ajudam o pareamento codon/anticodon

• Se houver reconhecimento do códon/anticódon, o GTP é hidrolisado

• A hidrólise do GTP serve como mecanismo de revisão

• A translocação do ribossomo depende de GTP

O término da síntese proteica exige sinais específicos

Fatores de liberação (Rfs) mediam o fim da síntese quando o ribossomo chega a um códon término (UAA, UAG e UGA)

Etapas da tradução

1. o ribossomo se forma no RNAm

2. ocorre a ocupação do sítio P por uma metionina formilada

3. ocorre o pareamento do códon com o anticodon do RNAt

4. ocorre a formação da ligação peptídica

5. o ribossomo anda três nucleotídeos

6. o tRNA no sítio P agora está no sítio e

se solta do ribossomo

7. o tRNA no síto A agora está no sítio P

8. volta ao item 3 ou ocorre o término da

cadeia peptídica por um fator de liberação