transcrição e tradução do dna a proteina 10.09.21

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Do DNA à Proteína
Transcrição e Tradução
Prof. Dr. Magaiver Andrade 
O fluxo da informação genética
✓ O DNA não origina diretamente a síntese proteica,
usa o RNA como molécula intermediária
✓ A informação contida no DNA precisa ser
decodificada e utilizada adequadamente
✓ A molécula de RNA servirá como molde para a
síntese de uma proteína específica
✓ Os transcritos nas células eucarióticas podem
sofrer uma série de processamentos antes de serem
traduzidos
Onde é produzido o 
RNA?
O RNA é sintetizado no núcleo 
e depois vai para o citoplasma.
Mas no caso da bactéria que não possui núcleo, onde
ocorre a transcrição ?? 
A Transcrição no 
procarioto ocorre no 
citoplasma
• Mas procarioto não tem núcleo...
• Por isso se diz que sua
transcrição é acoplada 
com a tradução
O acoplamento
transcrição-tradução
Atenção: só em procariotos
Claro, eles não têm núcleo
RNAs bem-conhecidos
• mRNA
• tRNA
• rRNA
O RNA e a transcrição
Há vários tipos de RNAs
RNA Função
mRNAs (~ 2%)
RNA mensageiro 
codificam proteínas
rRNAs (~80%)
RNA ribossomal
formam a estrutura básica dos ribosomos
tRNAs (~15%)
RNA transportador
Adaptadores entre o RNA mensageiro e os 
aminoácidos - tradução
microRNA Controle pós-transcricional
snRNAs
Small nuclear RNA
Processamento do pré-RNAm (“splicing”)
O gene
• O que é um gene?
• Qual a estrutura molecular de um 
gene?
O gene eucarioto
• Genes partidos no genoma
• Processamento: Exons, introns
• Promotores, enhancers
Fitas molde e codificadora
A transcrição
transcrição
• Transcrição - é o processo pelo qual uma seqüência de DNA é 
enzimaticamente copiada por uma RNA polimerase para produzir um RNA 
complementar. 
A transcrição é química e enzimaticamente semelhante à
replicação do DNA:
Semelhanças entre a replicação e a 
transcrição
✓ Polaridade 5’ → 3’
✓ Necessidade de um molde
✓ Inicia a partir de uma sequência
específica – sequência de iniciação
A transcrição
• São necessários para que a transcrição ocorra:
• Fita molde de DNA
• Enzimas RNA polimerases
• Ribonucleotídeos
RNA 
polimerase 
em procarioto
Na maioria dos procariontes, uma 
única espécie de RNA polimerase 
transcreve todos os tipos de RNA.
Enzimas RNA 
polimerases 
em Eucarioto
Estrutura do RNA polimerase em 
procarioto
• O cerne da enzima contém dois polipeptídios , 
um polipeptídio  e ’.
• A adição da subunidade fator sigma,permite a
iniciação nos sítios promotores, formando uma
holoenzima
’
’



’

 
+
Cerne da enzima
Fator sigma
Holoenzima
• RNA polimerase + conjunto de proteínas 
Enzimas RNA polimerases em Eucarioto
FATORES DE TRANSCRIÇÃO
FATORES DE TRANSCRIÇÃO 
GERAIS
FATORES DE 
TRANSCRIÇAÕESPECÍFICOS
São necessários para
transcrição de todos os
genes
TF II A,B,C,D,E,F,G E H
Especifico para cada gene,
pode tanto se ligar a
seqüência distais como
proximais
Importante 
dos Fatores 
de transcrição 
e do Fator 
sigma
Posicionamento correto da 
RNA polimerase no promotor
Aumento a adesividade da 
RNA polimerase ao DNA
Auxiliam na dupla fita
A transcrição
Etapas da Transcrição:
Iniciação
Elongação
Terminação
Conduzidas diferentemente 
em procariotos e eucariotos
A transcrição Etapas da Transcrição:
Iniciação
Elongação
Terminação
➢Localização e reconhecimento da
RNA polimerase no promotor( fator
sigma nos procariotos e Fatores de
transcrição em eucariotos.;
➢Inicio da transcrição dos primeiros
nucleotídeos ;
➢Liberação dos fatores de transcrição
e fatores sigma, RNA polimerase
continua sozinho;
A transcrição em procariotos
Iniciação
Afinal, o que é um promotor?
➢ reconhecidas pelo fator 
Diferentes promotores bacterianos possuem sequências
heterogêneas, mas relacionadas entre si – sequências
consenso
Pequenas sequências especiais de nucleotídeos que indicam
o ponto inicial da síntese de RNA
➢localizadas antes da região codificadora
TATA BOXCAT BOX
A transcrição Etapas da Transcrição:
Iniciação
Elongação
Terminação
➢Construção da fita de RNA, pela
inserção de nucleotídeos
complementares aos da fita molde de
DNA
A transcrição Etapas da Transcrição:
Iniciação
Elongação
Terminação
A RNA polimerase le seqüência que
indicam término do gene e se solta do
DNA.
TERMINAÇÃO DO 
PROCARIOTO 
Terminação 
rho-
independente
Formação do 
grampo de 
finalização
 O pareamento intramolecular das 
seqüências complementares C e G do 
RNA recém-sintetizado forma uma 
estrutura em grampo. a presença de 
resíduos de A logo após as sequências 
invertidas de GC também facilitam a 
dissociação do RNA recém sintetizado 
do complexo de transcrição. Esse 
acontecimento desencadeia os 
seguintes eventos
A transcrição em procariotos
Terminação
• Rho- dependente
Terminação células procarióticas e eucarióticas
Nesse modelo, a proteína
Rho migra até encontrar a
RNA-polimerase parada em
uma sequência rica em GC. A
proteína Rho apresenta uma
atividade de helicase
dependente de ATP e auxilia
no desligamento do RNA
sintetizado e o molde de DNA.
A transcrição 
em eucariotos
A transcrição 
em 
eucariotos
• Envolve muito mais elementos do que em procariotos:
• ➢ Três RNAs polimerases
• ➢ Fatores gerais de transcrição
• ➢ DNA superempacotado 
• ➢ Presença de íntrons nos genes
• ➢Múltiplos promotores
A transcrição em eucariotos
Fatores gerais de transcrição (TFII)
Há fatores imprescindíveis para a transcrição eucariótica
Fatores gerais de transcrição
Auxiliam:
posicionamento correto da RNA pol II no promotor
separação das duas fitas de DNA
liberam a RNA pol do promotor no início da transcrição
A transcrição em eucariotos
Fatores gerais de transcrição (TFII)
Fatores se ligam ao promotor de eucariotos e 
atraem a RNA pol II
Complexo de iniciação da transcrição
A transcrição em eucariotos
Promotores eucarióticos
Há vários tipos, o mais importante é o TATA box (TATAAA):
 Localizado a -25 nucleotídeos antes do sítio de início 
da transcrição
TBP (TATA Binding Protein): subunidade do fator
geral de transcrição TFIID - elemento guia para os
demais fatores gerais de transcrição ligarem-se ao
promotor
A transcrição em eucariotos
• Processo parcialmente conhecido 
•As três RNApols usam diferentes mecanismos de terminação
✓RNA pol I: requer um fator de terminação
✓ RNA pol II: terminação pode ocorrer em múltiplos 
sítios
✓ RNA pol III: requer a transcrição de uma cadeia de 
uracilas (não necessariamente formando grampo)
Terminação
O processamento do RNA
Nos eucariontes, a transcrição do RNA mensageiro se dá no
núcleo, porém a tradução da proteína se dá no citoplasma da célula
Como proteger o mRNA das nucleases do citoplasma?
➢Processamento do hnRNA (RNA heterogêneo nuclear ou
pré-RNA)
As modificações conferem ao RNA estabilidade e são
necessárias como sinal para o início da tradução
O processamento do RNA
A RNA pol transcreve inicialmente o RNA nuclear heterogêneo que 
passará por uma série de etapas que envolvem: 
➢a adição de um grupo CAP (2'-O-metil e de um resíduo 7-
metilguanosina trifosfato) na extremidade 5' do hnRNA; 
➢processamento do hnRNA: remoção dos íntrons (segmentos 
transcritos não codificantes) e formação de uma RNAm maduro.
➢a adição na extremidade 3' de uma ramificação de ácido 
poliadenílico (Poli A com 100 a 200 bases); 
O processamento do RNA
Adição da estrutura 5’ Cap dos mRNAs – 1º evento do processamento
O processamento do RNA
➢Não está presente no DNA e não existe nos rRNA e tRNA;
➢ Adicionada pela enzima poli-A polimerase
➢Sequência sinal de poliadenilação: 
AAUAAA, 11 a 30 nt antes do sítio de poliadenilação 
clivagem em 3´
➢ A poliadenilação é um processo acoplado ao término da 
transcrição.
O processamento do RNA
Adição da cauda de poli Adenina – poli A
• Realizada pelo spliceossomo – complexo de 
ribonucleoproteínas
O processamento do RNA
Remoção dos íntrons - splicing
O processamento do RNA
Remoção dos íntrons - splicing
Osgenes codificadores de proteínas correspondem a 2% ou 
menos do DNA total da célula
Como é possível, então, a grande variedade de proteínas?
Splicing Alternativo
A partir de um mesmo gene, há a formação de 
diferentes proteínas, que irão desempenhar 
diferentes funções em diferentes células
Splicing ALTERNATIVO –
REGULADO

mais de uma forma de mRNA 
maduro➔ Grande variedade de 
produtos (protéicos ou outros) 
codificados por um único gene
Tradução do RNAm 
• O RNAr forma os ribossomos, a maquinaria de produção de proteínas;
• O RNAt leva os aminoácidos corretos até os ribossomos;
• O RNAm especifica a sequência correta de 
aminoácidos na proteína.
Tradução do RNAm maduro é uma ação 
combinada das três classes de RNA 
Código Genético
• Correspondência da seqüência de nucleotídeos
levando à seqüência de aminoácidos;
• Códon → 3 bases nucleotídicas no RNAm que
codificam cada aminoácido;
• Códon:
• RNAm → A, G, C e U;
• “escrita” da direção 5’ para 3’;
• 64 combinações diferentes de bases;
1 códon → 3 nucleotídeos no RNAm
7 códons → 21 nucleotídeos
Código Genético
Código 
Genético
61 dos 64 códons 
possíveis codificam os 
20 aminoácidos padrão
Códons de terminação ou de 
parada ou sem sentido; não 
codificam AA.
UAG / UGA / UAA
Código Genético
• Características:
• Especificidade – um determinado
códon sempre codifica o mesmo
AA;
• Universalidade – é conservado em
todas as espécies;
• Redundância ou Degeneração – um
AA pode ter mais de 1 trinca que o
codifica;
• Contínuo – sempre lido de 3 em 3
bases.
Tradução 
Elementos necessários para a síntese 
proteica:
✓ RNA mensageiro – RNAm OK
✓ Aminoácidos; OK
✓ Ribossomos 
✓ RNA transportador – RNAt
✓ Aminoacil-tRNA sintetases
✓ Fatores de controle da tradução (iniciação, elongação e término)
AA é ligado aqui
•RNAt:
Estrutura secundária: folha de trevo
O pareamento códon-anticódon é 
complementar e antiparalelo
1 anticódon pode reconhecer mais de um códon
Componentes da Tradução
• RNAt
• Sítios de ligação ao AA – extremidade 3’ do RNAt se
liga ao grupo carboxila do AA;
• Anticódon → seqüência de 3 nucleotídeos que
reconhece o códon específico do RNAm;
• Pode estar carregado ou descarregado.
Componentes da Tradução
Os tRNAs se ligam aos aminoácidos através de uma ligação do tipo
éster catalisada pela enzima aminoacil-tRNA-sintetase (20 tipos diferentes);
Aminoacil-tRNA sintetases
• Ribossomos:
Componentes da Tradução
Ribossomos: grandes complexos de RNAr e
proteínas compostos por duas subunidades.
São as estruturas responsáveis pela síntese
protéica (local da síntese). Livres ou no RER.
Ribossomo de eucariotos: subunidades 60S (5S,
5.8S e 28S/49 proteínas) + 40S (18S/33
proteínas)
Em procariotos: subunidades 50S (5S e 23S/36
proteínas) + 30S (16S/21 proteínas)
RNAr: responsáveis pela estabilização do
complexo de iniciação e dos demais participantes
da tradução
• A ligação entre códon do RNAm e
anticódon do RNAt é antiparalela;
• O códon é lido de 5’ para 3’; o
anticódon também deve ser lido
de 5’ para 3’. Portanto a primeira
base do códon pareia com a última
base do anticódon;
Reconhecimento dos Códons pelo RNAt
• Ativação dos AAs:
• Ligação dos AAs aos seus RNAt ocorre no
citosol pelas aminoacil-RNAt sintetases.
• Duas lig. de alta energia
Etapas da Síntese Protéica
Aminoacilação do RNAt
Etapa 1
• Iniciação:
• O aminoacil-RNAt de iniciação pareia com o códon
AUG, que é o códon que sinaliza o início da
proteína a ser sintetizada;
Etapas da Síntese Protéica
Etapa 2
Formação do complexo de 
iniciação em eucariotos
• O processo de elongação da cadeia
polipeptídica em um ribossomo pode
ser descrito 3 passos:
1. O aminoacil-tRNA se liga ao sítio A
ao lado do sítio P ocupado por um
peptidil-tRNA;
2. O rRNA da subunidade grande
catalisa a ligação peptídica entre os
aas do aminoacil-tRNA e do peptidil-
tRNA;
3. O ribossomo desliza 3 nt sobre o
mRNA, fazendo com que o peptidil-
tRNA se desloque para o sítio P e o
sítio A fique liberado para uma nova
ligação de um novo aminoacil-tRNA.
Elongação ou alongamento
• Sítio P: neste sítio, o códon de iniciação é posicionado para seu pareamento com o anticódon do RNAt que 
transposta metionina – primeiro aa da tradução.
• Sítio A: neste sítio, o códon adjacente é posicionado para seu pareamento com o anticódon do RNAt que 
transposta o próximo aa da cadeia polipeptídica.
• Sítio E: depois de ser traduzido, o códon é posicionado no sítio E (ou sítio de saída) para seu desligamento 
com o RNAt, agora descarregado.
Elongação ou alongamento
• Terminação:
• Ocorre quando 1 dos 3 códons (UAA, UAG, UGA) de
terminação é “colocado” no sítio A;
• Na E. coli, os fatores de terminação ou liberação
reconhecem esses códons e ocorre a liberação do
complexo ribossomal.
Etapa 4
O entendimento desses eventos moleculares vai além da necessidade para que se
tenha uma boa compreensão dos processos BIOTECNOLÓGICOS, pois SEM o
conhecimento destes processos que estudamos: REPLICAÇÃO, TRANSCRIÇÃO E
TRADUÇÃO, ficaria difícil entender o mecanismo de ação de alguns
antimicrobianos.
Inibidores de Síntese Protéica
Tetraciclina: 
bloqueia o sítio A ribossomal
Estreptomicina: 
Liga-se à subunidade 30S e 
distorce sua estrutura inibindo 
a iniciação
X
X
Inibidores de Síntese Protéica
Cloranfenicol:
Inibe a atividade de peptidil-
transferase procariótica
X
Clindamicina e Eritromicina:
Ligam-se de maneira 
irreversível à subunidade 50S 
do ribossomo bacteriano, 
inibindo o deslocamento.
X
Bibliografia:
Voet, D., Voet, J.G., Pratt, C.W. Fundamentos de
Bioquímica (2000).
Champe, P.C.; Harvey, R.A.; Ferrier, D.R. Bioquímica
Ilustrada (3a ed, 2006).
Nelson, D.L., Cox, M.M. Lehninger, Princípios de
Bioquímica. Quarta edição (2004).