Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
08/06/15 1 O RNA e o Código Traduzindo o código genético em Proteínas Conteúdo • O mundo do RNA e a transição para um mundo proteinocêntrico • a lógica e o desenho do código genético • entender a função adaptadora do tRNA 08/06/15 2 31/03/11 12:41 PM 08/06/15 3 Alonso Ricardo and Jack W. Szostak. Scientific American 301, 54 - 61 (2009) RNA e Argila Evolução do mundo de RNA 08/06/15 4 A sopa pré-biótica serviu de berçário para as primeiras formas de vida http://www.chemistryviews.org/details/ezine/740799/Prebiotic_Soup.html Auto-replicação 08/06/15 5 Transição RNA Proteína 31/03/11 12:41 PM A transição Catálise Informação 08/06/15 6 ü A "tradução" de um código de quatro letras (como nos ácidos nucléicos) para um de vinte letras (como nas proteínas) fascinou cientistas por mais de 10 anos e se confunde com a história da Biologia Molecular O código Bases Amino ácidos O Clube da gravata 08/06/15 7 - Gamow propôs um código onde os aminoácidos interagiam diretamente com as bases. Esta complementaridade entre codons e aminoácidos ficou conhecido como código diamante. Na época a hipótese foi bem aceita e revisada por vários pesquisadores Crick de novo Variados códigos foram propostos, como o código com vírgulas, códons sobrepostos, em esquadro etc. Mas foi novamente Crick quem elegantemente realizou uma série de experimentos clássicos com o bacteriófago T4 e mostrou que o código é lido a partir de um ponto de partida definido e em esquadro, com códons consistindo de 3 bases. 08/06/15 8 O acidente congelado de Crick - Além disso, Crick propôs a hipótese do acidente congelado, finalmente aceita com a caracterização do tRNA como a molécula adaptadora 31/03/11 12:41 PM Niremberg • Estabeleceu um procedimento para a síntese de polipeptídios usando RNA sintético • Apresentou os primeiros resultados com poli- uridina em 1961 em Moscou 08/06/15 9 31/03/11 12:41 PM Niremberg e Khorana • Nuremberg estabeleceu o uso de trincas de RNA • Khorana introduziu a análise de polinucleodídeos complexos em extrato livre de células E chegaram ao código moderno 08/06/15 10 Dividiram o Prêmio Nobel de 1968 O conceito de código genético na mídia é impreciso Folha de São Paulo 20/03/2011 http://www.infomaroto.com/blog/quadrinhos-sobre-o-codigo-genetico/ http://www.laboratoriopop.com.br/temporeal/ex-drogadaco-e-alcoolatra-roqueiro- colabora-em-pesquisa-sobre-absorcao-das-drogas-pelo-organismo/2743 08/06/15 11 O RNA é lido em códons códon DNA ⇒ RNA ⇒ Proteína Fita codificadora Fita molde Fita molde Fita codificadora 08/06/15 12 O código é universal • O código genético é formado por conjuntos de três bases que formam os códons • 43 = 64 códons possíveis • Não existe pontuação. O código é contínuo – Inicia em códon de iniciação (AUG) – Termina em um dos códon de terminação (UAA, UAG, UGA) • O código é degenerado, isto é cada amino ácido pode ser codificado por mais de um códon (p. ex.: Leu, Ser, Arg = 6 códons) • No entanto o código não é redundante, ou seja cada códon codifica apenas um AA Universal mas com excessões Alguns codons tem significado diferente nas mitocôndrias 08/06/15 13 • A distribuição de codons não acontece por acaso. Os organismos atuais são descendentes diretos de uma linhagem que adotou o atual código genético 31/03/11 12:41 PM A proximidade entre códons para AA quimicamente parecidos e a degeneração do código reduz o efeito de mutações deletérias 08/06/15 14 • A distribuição também está relacionada com o surgimento de aminoácidos. • Os 20 AA utilizados nas proteínas modernas surgiram gradualmente na era pré-biótica e foram progressivamente introduzidos no código genético 31/03/11 12:41 PM Amino ácido Origem Síntese por descarga elétrica Presença em meteoritos Produzido biosinteticamente a partir de Gly (G) Precoce +++ +++ Glicólise Ala (A) Precoce +++ ++ Glicólise Ser (S) Precoce + - Glicólise Asp (D) Precoce + + Ciclo de Krebs Glu (E) Precoce + ++ Ciclo de Krebs Val (V) Precoce + ++ Glicólise Pro (P) Provável precoce + + Glu Thr (T) Provável precoce + - Asp Leu (L) Provável precoce + - Val Ile (I) Provável precoce + - Thr Phe (F) Provável tardio - - Glicólise/pentoses Tyr (Y) Provável tardio - - Phe Cys (C) Provável tardio - - Ser Lys (K) Tardio - - Asp Arg (R) Tardio - - Glu His (H) Tardio - - Gln Met (M) Tardio - - Thr/His Trp (W) Tardio - - Ser Asn (N) Tardio - - Asp Gln (Q) Tardio - - Glu 08/06/15 15 O RNA Adaptador " Com sua hipótese do acidente congelado, Crick previu a existência de um adaptador. Este adaptador consiste no tRNA. A flor de Trevo • Os tRNA consistem moléculas de RNA citoplasmáticas pequenas de cerca de 73 a 93 bases, contendo um grande número de bases modificadas que se formam um estrutura típica em flor de trevo 08/06/15 16 31/03/11 12:41 PM Que se dobra em L • O tRNA adquire um estrutura globular compacta com domínios específicos O Anti-códon • O codon interage com o anti-códon na molécula do tRNA 08/06/15 17 A terceira base oscilante • A terceira base é menos significativa e interage de forma frouxa • Esse fenômeno é conhecido como base oscilante e tem conseqüências: – na velocidade da síntese protéica – na pressão evolutiva sobre os genes. Interações da terceira base 08/06/15 18 31/03/11 12:41 PM A terceira base A terceira base pode ser: Irrelevante: p. ex. CUN codifica para Leu Dependente de ser purinas ou pirimidinas: p. ex. AAY codifica para Asn enquanto AAX codifica para Lys (Y pode ser C ou U, e X, A ou G) Dependente da presença de G ou A: p. ex. AUG codifica para Metionina • Os tRNAs são abundantes e ocorrem normalmente acilados, ou seja carregados com um resíduo de amino ácido específico. • Existe pelo menos um tipo de tRNA específico para cada um dos 20 amino ácidos. • Os amino acil tRNA são consumidos durante a síntese protéica. O resíduo de amino ácido é transferido para a cadeia polipeptídica nascente e o tRNA volta para o citosol onde será novamente carregado. Amino acil tRNA tRNA livre 08/06/15 19 31/03/11 12:41 PM tRNA sintetase ü Para cada tRNA existe uma enzima, uma amino acil tRNA sintetase, que é responsável pela sua recarga ü As amino acil tRNA sintetases reconhecem os tRNAs de forma independente do anti- codon Aminoácido 3´ CCA 31/03/11 12:41 PM O segundo lado do código • Elementos dispersos pela superfície da molécula são especificamente reconhecidos pela enzima 08/06/15 20 Robert J. BrookerGenetics: Analysis & Principles, pag 340 Experimento de Chapeville Não há verificação posterior a acilação A ativação do tRNA é feita em duas etapas Amino Acido + ATP è Aminoacil-AMP + PPi Aminoacil-AMP + tRNA è Aminoacil-tRNA + AMP 08/06/15 21 Alguns aminoácidos são muito semelhantes estruturalmente e podem confundir as tRNA sintatetases Aminoácidos hidrofóbicos Aminoácidos aromáticos A edição garante a fidelidade ü processo de ativação é preciso porque passa por dois passos de edição 08/06/15 22 As tRNA sintetases podem conter dois sítios ativos Figure6-59a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Compartilhar