Tradução e Síntese Proteica

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5920508 - Genética I I 2014 
Tradução 
Prof. Dr. Tiago Campos Pereira 
tiagocampospereira@ffclrp.usp.br 
3602 3818 – sala 13, bloco 14 
 
Snustad & Simons 5th Edition - Cap 12 
Assuntos abordados nesta aula: 
 
• Aspectos gerais da tradução 
• Composição do ribossomo 
• Macromoléculas envolvidas 
• rRNAs e tRNAs 
• Iniciação da tradução 
• Elongação da cadeia 
• Término da síntese 
Células vivas aplicam mais energia na síntese proteica do que em qualquer outro 
aspecto do metabolismo. 
 
33% da massa seca da maioria das células consiste em moléculas que participam 
diretamente da biossíntese proteica. 
 
Em E. coli, 200.000 ribossomos respondem por 25% da massa seca de cada célula. 
 
Este comprometimento da maior proporção da maquinaria metabólica das células ao 
processo de síntese proteica revela sua importância nas formas de vida deste planeta. 
 
Em procariotos, os ribossomos estão distribuídos pelo citoplasma; nos eucariotos, 
frequentemente associados ao retículo endoplasmático. 
 Polipeptídeos e rRNAs (eucariotos): 28S, 18S, 5.8S, 5S 
 Enzimas de ativação de aminoácidos 
 tRNAs 
 Proteínas envolvidas na iniciação, elongação e término da síntese 
protéica. 
Ribossomos são compostos de 50% RNA e 50% proteínas. 
 
São constituídos por 2 subunidades, cada qual contém uma longa e enovelada 
molécula de RNA sobre a qual as proteínas ribossomais se associam. 
Ribossomos de 
mitocôndrias e 
cloroplastos são 
menores - 60S. 
(Svedberg) 
A síntese de rRNAs é mediada pela RNA polimerase I no nucléolo, onde também 
ocorre a montagem em ribossomos. 
NOR (região organizadora do nucléolo): segmento do cromossomo que contém 
centenas (ou milhares) de cópias de genes para rRNAs. 
rRNA precursor 30S em E. coli. 
rRNA precursor 30S em E. coli. rRNA precursor 45S em mamíferos. 
Além das clivagens pós-transcricionais, muitos nucleotídeos são metilados. 
 Genes de rRNA em E. coli 
– Sete genes de rRNA distribuídos em três sítios no cromossomo 
 
 Genes de rRNA em Eucariotos 
– Presentes em centenas ou milhares de cópias 
– Os genes de rRNA 5.8S-18S-28S estão presentes em arranjos em tandem 
nas regiões organizadoras do nucléolo (NOR) nos cromossomos. 
– Os genes para 5S rRNA estão distribuídos em vários cromossomos. 
Considerações químicas sugeriam que interações diretas entre aminoácidos e 
tripletos de nucleotídeos (ou códons no mRNA) seriam improváveis. 
 
Em 1958, Francis Crick propôs que algum tipo de molécula adaptadora deveria 
mediar a especificação dos aminoácidos pelos códons no mRNA durante a síntese 
proteica. 
tRNAs são adaptadores entre aminoácidos e os códons no mRNA. 
 
O anticódon do tRNA se pareia com o códon do mRNA. 
 
O aminoácido é covalentemente ligado à extremidade 3’ do tRNA. 
 
tRNAs frequentemente contêm 
nucleosídeos modificados. 
 
Há de 1 a 4 tipos de tRNA para 
cada aminoácido. 
Há pelo menos 1 aminoacil-tRNA sintetase para cada um dos 20 aminoácidos. 
 
Assim como os rRNAs, os tRNAs são transcritos na forma de um precursor que passa 
por processamento pós-transcricional (clivagem, trimming, metilação, etc). 
A molécula madura de tRNA contém vários nucleosídeos que não 
estavam presentes no tRNA primário (inosina, pseudouridina, 
diidrouridina, 1-metil guanosina, etc), gerados pela modificação 
enzimática dos nucleotídeos naturais. 
 
tRNAs precisam: 
 conter a sequência anticódon correta. 
 ser reconhecidos pela aminoacil-tRNA synthetase correta. 
 se ligar aos sítios apropriados nos ribossomos. 
 
Onde reside a especificidade do aminoacil-tRNA? No tRNA ou no aminoácido? 
 
Iniciação da cadeia polipeptídica 
Elongação da cadeia 
Término da cadeia 
 
 Subunidade 30S do ribossomo 
 tRNA iniciador (tRNAf
Met) 
 mRNA 
 Fatores de iniciação IF-1, IF-2, and IF-3 
 Uma molécula de GTP 
 Subunidade 50S do ribossomo 
A fase de iniciação da tradução engloba todos os eventos que antecedem a formação 
da ligação peptídica entre os dois primeiros aminoácidos. 
Geralmente os mRNAs apresentam AUG 
como start codon, mas alguns transcritos 
usam GUG. 
 
f: formyl 
tRNAf
Met: 
 porção amino bloqueada. 
 apenas ele consegue interagir com IF-2 
 (tRNAMet não consegue) 
 interage com AUG ou GUG 
 O grupo amino da metionina no tRNA iniciador não é formilado. 
 
 O complexo de iniciação se forma na extremidade 5’ do mRNA, não na 
região Shine-Dalgarno/AUG. 
 
 O complexo de iniciação varre (scans) o mRNA a procura de um códon 
de iniciação AUG. A tradução geralmente se inicia no primeiro AUG. 
 
 Regras de Kozak descrevem a sequência ótima para um início de 
tradução eficiente em eucariotos. 
Marilena
Realce
Marilena
Realce
Marilena
Realce
Marilena
Realce
A sequência ótima de iniciação é 5’-GCC(A ou G)CCAUGG-3’. 
 
A purina (A ou G) localizada bases upstream ao códon de iniciação AUG e o G 
imediatamente a seguir são os mais importantes - influenciando a eficiência da 
iniciação da tradução em 10x ou mais. 
 
Mudanças das outras bases na sequência causam efeitos menores na eficiência da 
iniciação da tradução. 
 
Estes requerimentos como sequência ótima de iniciação da tradução em eucariotos 
compõem as Regras de Kozak, em homenagem a Marilyn Kozak que as propôs. 
 
Um mRNA pode ter múltiplos ribossomos. 
 O término da cadeia polipeptídica ocorre quando um códon de 
terminação de cadeia (stop codon – códon de parada) entra no sítio A do 
ribossomo. 
 
 Os stop códons são UAA (ocre), UAG (âmbar) e UGA (opala). 
 
 Quando um códon de parada é encontrado, um fator de liberação 
(release factor) se liga ao sítio A. 
 
 Uma molécula de água é adicionada à extremidade carboxil do 
polipeptídeo nascente, causando a terminação. 
Não há tRNAs 
para stop códons! 
Transcrição e tradução 
http://www.youtube.com/watch?v=41_Ne5mS2ls 
 
Tradução 
https://www.youtube.com/watch?v=hkmS0A4GeaQ 
 
Tradução detalhada 
http://www.youtube.com/watch?v=q_n0Ij3K_Ho 
 
Tradução detalhada 
http://www.youtube.com/watch?v=Jml8CFBWcDs 
 
Epic Protein Synthesis 
https://www.youtube.com/watch?v=u9dhO0iCLww 
 
 Um aminoacil-tRNA se liga ao sítio A do ribossomo. 
 
 A cadeia polipeptídica crescente é transferida do tRNA no sítio P para o 
tRNA no sítio A através da formação de uma nova ligação peptídica 
 
 O ribossomo se transloca ao longo do mRNA para posicionar o próximo 
códon no sítio A. Ao mesmo tempo: 
 
– O polipeptídeo-tRNA nascente é translocado do sítio A para o sítio P. 
– O tRNA descarregado é translocado do sítio P para o sítio E.