M1 - P8 Tradução

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Amanda Lima - Turma XXVII
Problema 8
“Tradução”
● Definir e descrever o
processo de tradução;
É o processo que traduz mRNA em
proteínas, com ação conjunta dos rRNA e
tRNA.
Após os processos de transcrição e
splicing que ocorrem no núcleo, o
ribossomo faz a leitura da fita de mRNA e
acopla os tRNA que carreiam os AA.
Essa leitura só é possível pelas
determinações do código genético,
composto por combinações de 3
nucleotídeos consecutivos
(tripletos=códons).
● Há 64 códons, 61 codificantes e 3
de finalização;
● Degeneração: 20 AA, 61 códons
(sinônimoos que diferem geralemnte
no terceiro nucleotídeo);
● nº de códons do mRNA determina o
comprimento da proteína.
tRNA:
São moléculas intermediárias entre o
mRNA e os AA, sua função principal é
alinhar os aminoácidos seguindo a ordem
determinada pelos códons do mRNA.
Estruturadas como um trevo (fita de RNA
pareia-se consigo mesma formando uma
estrutura terciária). [31 tipos]
● Tem um domínio específico que se
liga ao AA na A da extremidade 3’
trinucleotídio CCA -
extremidade aceitadora;
● braços distais há 7-8 nucleotídeos
sem pareamento que formam alças,
que as caracterizam : trinucleotídio
TψC (alça T) e di-hidrouridinas
(alça D);
● Existe uma alça adicional entre a
alça T e a alça anticódon, cujo
tamanho varia em cada tipo de
tRNA - alça variável.
● Fazem ligações não usuais para
adquirirem sua forma, além de
apresentarem nucleotídeos
diferentes (ex.: inosina);
Tabela 9.1 Pareamentos de
códon-anticódon possibilitados pelas
regras de oscilação. (Griffiths)
● Pareamento oscilante: o 3º
nucleotídeo establece liga. de H
com qualquer nucleotídeo,
seguindo a tabela a cima
FIGURA 9.9 No terceiro sítio
(extremidade 5’) do anticódon, G pode
adotar qualquer uma de duas posições
oscilantes, sendo capaz, portanto, de
parear-se com U ou C. Essa capacidade
significa que uma única espécie de tRNA
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que carreia um aminoácido (nesse caso,
serina) consegue reconhecer dois códons
— UCU e UCC — no mRNA. (Griffithis)
● Há uma alça no mesmo eixo da
formada pela 3’ que é a
determinante de que tipo de AA
aquele RNA carreia, alça
anticódon;
● Os códons do mRNA são lidos na
direção 5’-3’, já os anticódons são
orientados e escritos na direção
3’-5’.
● O tRNA ligado ao aminoácido
compatível com ele é chamado
aminoacil-tRNAAA, [ex.:
cisteinil-tRNA (tRNA^Cys)]
● Quando ligado a AA, chama-se
carregado, fica em formato de L,
pareamento não usuais, forma
importante para função.
figura 16.3 Modelo de trevo de quatro
folhas dos tRNA.
Figura 16.4 Estrutura terciária dos tRNA,
que finaliza com uma configuração em L.
A molécula da direita é um
aminoacil-tRNAAA, pois a extremidade
aceitadora do tRNA tem um aminoácido
(AA). Observe que ele se encontra
conectado com a adenina do trinucleotídio
CCA.
Sintetases:
Enzima que faz a ligação do AA no tRNA,
reconhece de forma específica os
anticódons (aminoacil-tRNA sintetase.)
[20 tipos]
FIGURA 9.7 Cada aminoacil-tRNA
sintetase apresenta bolsões de ligação
para um aminoácido específico e seu tRNA
cognato. Por este meio, um aminoácido é
covalentemente ligado ao tRNA com o
anticódon correspondente. (Griffithis)
● Na primeira – o aminoácido
liga-se a um AMP, formando um
aminoacil-AMP e liberando um
pirofosfato e energia. E essa
energia também passa ao
aminoacil-AMP.
● Na segunda – a energia liberada na
primeira etapa é utilizada pela
aminoacil – tRNA sintetase para
transferir aminoacil – AMP à A da
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extremidade aceitadora do tRNA
compatível – é formada a molécula
aminoacil-tRNAAA, essencial para
a síntese proteica, pois reconhece o
códon complementar no mRNA.
● A energia do ATP usada na
primeira reação é depositada na
ligação química entre o aminoácido
e a A do
Cada um dos 31 tipos de tRNA se liga
somente a um dos 20 aminoácidos usados
na síntese proteica, isso porque, cada
aminoacil-tRNA sintetase identifica o
tRNA pelo anticódon que é a parte mais
especifica do tRNA.
● Existem outros sinais nos tRNA
que são reconhecidos pela enzima,
geralmente segmentos nucleotídeos
próximos ao anticódon.
Existem 11 tipos de tRNA em excesso -
alguns aminoácidos são reconhecidos por
mais de um tRNA.
● Um dos tRNA em excesso é tRNA
iniciador (tRNAi) - transporta a
metionina destinada
exclusivamente ao códon AUG de
iniciação.
Tradução:
Após o processamento do transcrito
primário, o mRNA sai do núcleo, alguns
vão para sítios preestabelecidos no
citoplasma celular para direcionar onde
cada proteína ficará concentrada.
Exemplo:. actina na zona periférica das
células epiteliais.
Mesmo com splicing, existem sequências
que não será traduzidas: cap - 10
nucleotídios - códon de inicialização
(controle da tradução e regulação da
estabilidade do mRNA, sobrevivência) /
pós códon de finalização - poli A
(sobrevivência).
Códon de iniciação - metionina (AUG):
Em geral essa metionina é removida, e o
segundo aminoácido passa para a primeira
posição; garante a síntese correta dos AA
na proteína, já que a deleção de uma de
suas bases pode alterar totalmente o
significado da tradução. (casos raroros
podem usar GUG e UUG).
● pertence a ela o grupo amina livre
da cadeia proteica em formação;
● Quando em outros sítios, codifica
metionina.
Assim, a síntese começa com a ligação de
dois AA entre si (lig. peptídica) e vão
sendo acrescentados novos AA 1 a 1 nas
extremidade da cadeia proteica.
● A proteína é sintetizada a partir da
extremidade que tem o grupo
amina livre, correspondendo à
direção 5’- 3’usada para a tradução
do mRNA.
Quando o ribossomo desliza em direção à
extremidade 3’ do mRNA, acoplando os
tRNA com seus AA, e alcança o códon de
finalização, a síntese é interrompida e a
proteína liberada. (fábricas de proteínas).
Figura 16.5 Moléculas que participam da
formação dos ribossomos citosólicos.
- Subunidade menor: formato
irregular e canal que faz
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comunicação com a maior; sítio A
(aminoacil), P (peptidil) e E (exit -
saída); função: unir tRNA (lig.
peptídicas)
- Subunidade maior: túnel para que
a proteína saia do ribossomo;
função: catalisar ligações (rRNA -
ribozima) e auxilia regulação da
síntese proteica.
Figura 16.6 Esquema das duas
subunidades do ribossomo, com as
localizações do mRNA (cortado
transversalmente) e do tRNA ligado ao
aminoácido (AA). A cadeia polipetídica
percorre um túnel situado na subunidade
maior.
● Um mRNA associa-se a vários
ribossomos
(polissomo/polirribossomo), dista.
de cerca de 30 códons um do outro.
Figura 16.7
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Figura 16.8 Formação dos
polirribossomos livres no citosol e dos
associados ao retículo endoplasmático
rugoso.
● Descrever as etapas
da síntese proteica;
INICIAÇÃO:
● Regulada por prot. citosólicas,
fatores de iniciação (FI).
Ocasionam 2 fatos concomitantes:
Ligação do FI-4 à prot. CBP
(entre cap e AUG) [ATP}: o
metionil-tRNA[i]Met posiciona-se
no sítio P da subunidade menor do
ribossomo. Esta reação requer o
fator FI-2 e gasta a energia de um
GTP.
● Depois, FI-3 posiciona-se na
extremidade 5” do mRNA na face
da subnidade menor, provocando o
deslizamento dela até AUG (sítio P
- liga-se no anticódon CAU)
● Finaliza com a ligação entre
subunidades formação do
ribossomo, produzida com o
auxílio de FI-5 (após
desprendimento de FI-2 e FI-3);
Figura 16.9
Alongamento:
● Regulada por fatores de
alongamento (FA).
● Relacionadas ao segundo códon
que está no sítio A (feito pelo FA-1
e GTP) .
● TRANSLOCAÇÂO: movimento
do ribossomo 5’-3’, causado pelo
FA-2 e GTP;
● A energia gasta durante a
formação de cada união peptídica
provém da ruptura da união
química entre o tRNA localizado
no sítio E e seu aminoácido. Na
Seção 16.7 foi dito que, ao se
formar cada aminoacil-tRNAAA, a
união do aminoácido à
extremidade receptora do tRNA –
mais precisamente à sua última
adenina – consome a energia
fornecida por um ATP. Portanto, a
energia empregada pela
subunidade maior do ribossomo
para unir os aminoácidos é
fornecida, em última instância, por
esse ATP.@mandavmed
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FINALIZAÇÃO:
● Regulada por fatores de finalização
(eRF - eukaryotic releasing factor),
ocorre quando o códon de
finalização (UAA, UGA ou UAG,
possuem carboxila livre) chega ao
sítio A, já que não há
aminoacil-tRNA, o fator eRF-1 o
ocupa.
● o polipeptídio desliga-se de todo o
complexo de tradução, isso é
gerado pelo fator eRF-3 (GTP);
● Logo as subunidades menor e
maior do ribossomo separam-se do
mRNA. No citosol integram um
fundo comum que se abastece de
subunidades ribossômicas para a
formação de novos ribossomos no
mesmo mRNA ou em outros que
estão sendo traduzidos ou que
começarão a tradução.
● O POLIRRIBOSSOMO SÓ É
INTERROMPIDO POR FATORES
REGULADORES.
● Um trânsito seletivo obriga as
proteínas surgidas dos ribossomos
– exceto as que permanecerão no
citosol – a carregar sinais que as
conduzam às organelas
apropriadas, e esses devem ter
receptores específicos que
reconheçam esses sinais. Nas
proteínas, os sinais estão
representados por sequências
curtas de aminoácidos
denominadas peptídios-sinal.
● Assim que os polipeptídios
emergem dos ribossomos, seus
átomos tendem a estabelecer as
combinações químicas que formam
as estruturas terciárias e
quaternárias que caracterizam as
proteínas. Esses processos são
controlados pelas proteínas
chaperonas.
Questões médicas vinculadas à atividade
dos ribossomos:
- antibióticos defendem-se de
infecções interferindo na síntese
proteica das bact.
exemplos:
● o cloranfenicol impede uniões
peptídicas, a tetraciclina não deixa
que os aminoacil-tRNAAA entrem
no sítio A, a quirromicina inibe a
atividade dos fatores de
alongamento, a estreptomicina
afeta o início da tradução e distorce
a fidelidade da síntese, a
eritromicina bloqueia a
translocação do mRNA e a
puromicina (células eucariontes
também são afetadas) usurpa o
sítio A do ribossomo, de modo que
a cadeia peptídica se liga ao
antibiótico e não a um
aminoacil-tRNAAA, o que
interrompe sua síntese.
● os outros interferem levemente na
atividade eucarionte, porém as
mitocôndrias são mais afetadas.
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● Outra questão médica vinculada
aos ribossomos corresponde ao
mecanismo de ação da toxina
diftérica, a qual entra na célula por
endocitose e ribosila o fator de
alongamento FA-2, anulando-o.
Isso provoca a morte celular em
pouco tempo.
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