síntese protéica - tradução

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Síntese Protéica - Síntese Protéica - Tradução Tradução Biologia Molecular Profª. Marília Scopel Andrighetti

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Síntese Protéica - Tradução. Biologia Molecular Profª. Marília Scopel Andrighetti. Estrutura dos tRNAs. tRNA – transfere a informação contida no genoma para uma sequência de aminoácidos; Deve existir, pelo menos, um tRNA para cada aminoácido presente na célula; - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Síntese Protéica - Tradução

Síntese Protéica - TraduçãoSíntese Protéica - Tradução

Biologia MolecularProfª. Marília Scopel Andrighetti

Page 2: Síntese Protéica - Tradução

Estrutura dos tRNAsEstrutura dos tRNAs

tRNA – transfere a informação contida no genoma para uma sequência de aminoácidos;

Deve existir, pelo menos, um tRNA para cada aminoácido presente na célula;

Os tRNAs de eucariotos e procariotos apresentam uma estrutura secundária de folha de trevo, mantida por sequências complementares na própria molécula;

Em sua estrutura, apresentam 4 braços principais, contendo regiões pareadas (hastes) e regiões de fita simples (alças), e um braço variável.

Page 3: Síntese Protéica - Tradução

Estrutura dos tRNAsEstrutura dos tRNAs

Braço aceptorBraço aceptor: região conservada – CCA. A ligação com o aminoácido ocorre com o OH da ribose da adenina;

Braço TBraço TCC: Apresenta na alça uma base não usual, denominada pseudouridina;

Braço DBraço D: Presença de bases modificadas;

Braço do anticódonBraço do anticódon: contém o triplet do anticódon no centro da sequência, formando a alça;

Braço variávelBraço variável: pode ser pequeno (75% das células) ou longo.

Page 4: Síntese Protéica - Tradução

Aminoacil-tRNAAminoacil-tRNA

Os tRNAs são denominados de acordo com o aminoácido que representam;

Quando estão ligados ao aminoácido, são chamados de aminoacil-tRNAaminoacil-tRNA;

Um tRNA pode ligar-se a somente um aminoácido, ligando-se covalentemente a ele;

O tRNA contém um aminoácido complementar ao códon do mRNA que representa o aminoácido.

Page 5: Síntese Protéica - Tradução

Aminoacil-tRNA funcionalAminoacil-tRNA funcional

O aminoacil-tRNA funcional apresenta uma estrutura em forma de L;

A haste da região aceptora e a da TC forma uma dupla hélice, enquanto que a haste do anticódon e do braço D formam uma segunda dupla hélice;

O aminoácido e o anticódon são posicionados em ambas extremidades do L;

A estrutura é mantida por pontes de hidrogênio entre diferentes regiões da molécula.

Page 6: Síntese Protéica - Tradução

Aminoacil-tRNA sintetaseAminoacil-tRNA sintetase

Enzima que sintetiza a ligação do tRNA com o aminoácido (existem, pelo menos, 20 sintetases);

Ativação do aminoácido: reage com ATP e libera pirofosfato (PPi);

O aminoácido ativado é transferido, então, para o tRNA, formando a aminoacil-tRNA;

A enzima aminoacil-tRNA sintetase tem um mecanismo de correção de erro, para evitar a incorporação de um aminoácido incorreto no tRNA.

Page 7: Síntese Protéica - Tradução

Estrutura dos RibossomosEstrutura dos Ribossomos

Estrutura compacta de ribonucleoproteínas com 2 subunidades. Cada subunidade é formada por proteínas associadas a moléculas de rRNAsproteínas associadas a moléculas de rRNAs;

Ribossomos são organelas assimétricas, compostas por uma região de base e outra contendo uma cabeça, ou protuberância.

Page 8: Síntese Protéica - Tradução

Subunidades RibossomaisSubunidades Ribossomais

ProcariotosProcariotos:

Subunidade 50S: maior

Subunidade 30S: menor

EucariotosEucariotos:

Subunidade 60S: maior

Subunidade 40S: menor

70S

80S

Page 9: Síntese Protéica - Tradução

Sítios Ativos dos RibossomosSítios Ativos dos Ribossomos

Sítio ASítio A: subunidades 50S ou 60S; liga-se com o aminoacil-tRNA;

Sítio PSítio P: subunidades 30S ou 40S; liga-se ao peptidil-tRNA;

Sítio E: sítio de saída das novas proteínas sintetizadas.

Page 10: Síntese Protéica - Tradução

Pareamento entre rRNA e RibossomoPareamento entre rRNA e Ribossomo

Para o início da síntese proteica precisa ocorrer a ligação entre o mRNA e o ribossomo:

Procarioto

Sítio de ligação do ribossomo (RBS):

• Sequência de mRNA que é recoberta pelo ribossomo;

• O códon de iniciação AUG está contida na sequência;

• mRNA possui uma sequência parcialmente complementar à uma região do rRNA, denominada Shine-DelgarnoShine-Delgarno. É uma sequência localizada a 7 nucleotídeos do códon AUG, em direção à extremidade 5’.

Page 11: Síntese Protéica - Tradução

Pareamento entre rRNA e RibossomoPareamento entre rRNA e Ribossomo

Eucarioto

Reconhecimento do Cap 5’:

• A subunidade 40S do ribossomo reconhece o Cap 5’ e desloca-se pelo mRNA até encontrar o códon de iniciação AUG.

Page 12: Síntese Protéica - Tradução

Códon de iniciação e tRNA iniciadorCódon de iniciação e tRNA iniciador

Em procariotos, o início da síntese proteica é definida pela RBS e pelo códon iniciador AUG (metionina);

Nesse caso, o tRNA iniciador está ligado a uma metionina que contém um grupo formil ligado ao radical amino, formando tRNAfMet;

Esse tRNA é utilizado somente como iniciador;

Já o tRNAMet reconhece metioninas internas, nunca apresentando uma metionina formilada.

Page 13: Síntese Protéica - Tradução

tRNA iniciadortRNA iniciador

Somente o tRNAfMet liga-se ao sítio P do ribossomo, o qual é formado pelo mRNA e a subunidade 30S (procariotos);

A ligação do tRNAfMet adicionado ao mRNA e à subunidade 30S forma o complexo de iniciação da traduçãocomplexo de iniciação da tradução.

Diferença entre o início da síntese proteica em Eu e ProcariotosDiferença entre o início da síntese proteica em Eu e Procariotos

Em bactérias, o complexo de iniciação forma-se em um local específico (RBS), próximo ao códon AUG;

Em eucariotos, o Cap 5’ é reconhecido e a subunidade 40S desliza até o AUG.

Page 14: Síntese Protéica - Tradução

TraduçãoTradução

Durante a síntese de proteínas, os ribossomos deslocam-se ao longo do mRNA, possibilitando um pareamento entre esse e os tRNAs que carregam os diferentes aminoácidos que irão compor as proteínas;

Os ribossomos deslocam-se ao longo do mRNA, na direção 5’3’, sintetizando a proteína no sentido amino para carboxi-terminal;

Um mesmo mRNA é traduzido por diferentes ribossomos

Page 15: Síntese Protéica - Tradução

TraduçãoTradução

O ribossomo se desloca expondo novos triplets nos sítios A e P;

O sítio A expõe o códon correspondente ao aminoácido novo que será incorporado, sendo ocupado pelo aminoacil-tRNA complementar a ele;

O sítio P é ocupado pelo tRNA correspondente ao códon anterior, o qual também carregará a cadeia polipeptídica em formação (peptidil-tRNA).

Page 16: Síntese Protéica - Tradução

InícioInício

Complexo de iniciação: Complexo de iniciação: ribossomo, mRNA e aminoacil-tRNA inicial

1º - liga-se a subunidade menor 30S no sítio RBS do mRNA, seguido pelo aminoacil-tRNA inicial, formando o complexo de iniciação;

2º - adição de 50S formando o ribossomo completo.

No sítio P está o tRNAfMet e no A o códon do aminoácido seguinte

Em eucariotos, a subunidade 40S reconhece o cap 5’ e desloca-se até o primeiro AUG. Após, liga-se o aminoacil-tRNA inicial no sítio P, formando o complexo de iniciação.

Por fim, a subunidade 60S une-se ao complexo, formando o ribossomo completo.

Page 17: Síntese Protéica - Tradução

AlongamentoAlongamento Os aminoácidos são adicionados isoladamente, devendo

ocorrer o processo de forma cíclica;

Dessa forma, sempre o aminoacil-tRNA a ser incorporado estará no sítio A e o peptídeo localizado no sítio P;

O peptídeo ligado no sítio P é transferido para o aminoacil-tRNA do sítio A pela peptidil-transferasepeptidil-transferase, localizada na subunidade maior do ribossomo (50S ou 60S);

O tRNA fica sem aminoácido ligado no sítio P e o peptidil-tRNA no sítio A.

Page 18: Síntese Protéica - Tradução

TranslocaçãoTranslocação

O ribossomo avança 3 nucleotídeos no mRNA:

O tRNA não carregado é liberado do sítio P;

O peptidil-tRNA move-se do sítio A para o sítio P;

Um novo códon é exposto no sítio A, o qual está preparado para receber o aminoacil-tRNA correspondente;

O alongamento será sempre seguido pela translocação e assim por diante;

Ambos eventos não acontecem simultaneamente.

Page 19: Síntese Protéica - Tradução

TerminaçãoTerminação

Aparece no sítio A um dos códons de terminação – UAG, UGA, ou UAA;

Tais códons não são reconhecidos por tRNAs, mas sim por proteínas;

A peptidil-transferase libera o peptídeo do tRNA;

O tRNA é liberado do ribossomo;

O peptídeo é liberado através do sítio E;

As subunidades dos ribossomos são dissociadas.

Page 20: Síntese Protéica - Tradução

Molécula de mRNA

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

CysMetAla

5’ 3’

AspGlu

Phe His

Direção do avanço do ribossomo

Ribossomo

Proteína

tRNA

aa livre

códon

Gly

Page 21: Síntese Protéica - Tradução

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

CysMetAla

5’ 3’

AspGlu

Phe HisGly

Page 22: Síntese Protéica - Tradução

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Asp

MetAlaCys

5’ 3’

GluPhe His

Gly

Page 23: Síntese Protéica - Tradução

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Glu

MetAlaCysAsp

5’ 3’

PheGly

His

Page 24: Síntese Protéica - Tradução

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Phe

MetAlaCysAspGlu

5’ 3’

GlyHis

Ile

Page 25: Síntese Protéica - Tradução

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Gly

MetAlaCysAspGluPhe

5’ 3’

HisIle

Lys

Page 26: Síntese Protéica - Tradução

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

His

MetAlaCysAspGluPheGly

5’ 3’

Ile

Lys

Page 27: Síntese Protéica - Tradução

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Ile

MetAlaCysAspGluPheGlyHis

5’ 3’

Lys

Page 28: Síntese Protéica - Tradução

G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A

Lys

MetAlaCysAspGluPheGlyHisIle

5’ 3’

Leu

Page 29: Síntese Protéica - Tradução

U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A

Leu

MetAlaCysAspGluPheGlyHisIle

Lys

5’ 3’

Met

Page 30: Síntese Protéica - Tradução

G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G

Met

MetAlaCysAspGluPheGlyHisIle

LysLeu

5’ 3’

Asn

Page 31: Síntese Protéica - Tradução

G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C

Asn

Met AlaCysAspGluPheGlyHisIle

LysLeuMet

5’ 3’

Pro

Page 32: Síntese Protéica - Tradução

U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A

Pro

Met Ala CysAspGluPheGlyHisIle

LysLeuMetAsn

5’ 3’

Gln

Page 33: Síntese Protéica - Tradução

G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A

Gln

Met Ala Cys AspGluPheGlyHisIle

LysLeuMetAsnPro

5’ 3’

Page 34: Síntese Protéica - Tradução

C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A

Met Ala Cys Asp GluPheGlyHisIle

LysLeuMetAsnProGln

5’ 3’STOP

Page 35: Síntese Protéica - Tradução

A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A A A A

Ala Cys Asp Glu PheMet Gly

HisIle

Lys Leu

Met Asn

Pro Gln

5’ 3’STOP

Page 36: Síntese Protéica - Tradução

A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C

Ala Cys Asp Glu PheMet Gly

HisIle

Lys Leu

Met Asn

ProGln

5’ 3’STOP

Page 37: Síntese Protéica - Tradução

A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C

Ala Cys Asp Glu PheMet Gly

His Ile Gln Lys

Pro LeuAsn Met

5’ 3’

Page 38: Síntese Protéica - Tradução

A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C

Ala Cys Asp Glu PheMet

Gly His

Ile Gln Lys

Pro LeuAsn Met

5’ 3’

A U A A A A U U A A U G A A C AA AAA A C A A U A A T A C

Ala Cys Asp Glu PheMet

Gly His

Ile Gln Lys

Pro LeuAsn CYSCYS

5’ 3’

Muda aforma e função

VARIAÇÃO GENÉTICA= MUTAÇÃO E POLIMORFISMO

Page 39: Síntese Protéica - Tradução

O Dogma Central da Biologia MolecularO Dogma Central da Biologia Molecular

Define o paradigma da biologia molecular, em que a informação é perpetuada através da replicação do DNA e é traduzida através de dois processos:

1.1.TranscriçãoTranscrição, que converte a informação do DNA em uma forma mais acessível (uma fita de RNA complementar);

2.2.TraduçãoTradução, que converte a informação contida no RNA em proteínas.

Page 40: Síntese Protéica - Tradução

Gene

RNA polimerase

hnRNA

mRNA

Citoplasma

Transcrição

Processamento

Núcleo

Tradução

proteína