UFF - Transcrição e Tradução

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Universidade Federal Fluminense (UFF)
Polo Universitário de Nova Friburgog
Departamento de Ciências Básicas
Professor Dr Bruno Kaufmann RobbsProfessor Dr. Bruno Kaufmann Robbs
il bb f@ ilE‐mail: robbs.punf@gmail.com
Transcrição (DNA-RNA) e 
Tradução (RNA-Proteína)
DogmaDogma 
Central da 
BiologiaBiologia
Molecular
Biologia Molecular da Célula (5ª ed.) pag. 329 à 366 e 366 à 399 
Porque se chama transcrição e tradução? 
Ácidos Nucleicos: 
DNA e RNA
Aminoácidos: 
proteínasproteínas
Ácidos nucleicos: 4 tipos diferentes A; T(U); G; C
Aminoácidos: 20 tipos diferentes
Transcrição (DNA-RNA)
• O processo por meio do qual a ordem
de bases é passada do DNA para op p
RNA é chamado de transcrição.
• A transcrição é realizada por um
complexo enzimático cuja enzima
chave é a RNA polimerase compostachave é a RNA polimerase, composta
de várias subunidades e que realiza a
polimerização do RNA a partir de um
ld d DNAmolde de DNA.
• Em procariotos existe• Em procariotos existe
apenas um tipo de RNA
polimerase enquanto nospolimerase enquanto nos
eucariontes existem três.
Semelhante a 
Replicação:
A transcrição também 
ocorre no sentido 5’3’ocorre no sentido 53
Pareamento:
A – U
G – C
Necessita:
‐ RNA polimerase
‐ Nucleotídeos tri‐
fosfatos
‐Molde de DNA
Transcrição (DNA-RNA)
• Ao contrário da replicação,
envolve certos trechos do DNA,
os genes, e ocorre durante toda a
vida normal da célula (não
apenas de duplicação celular).
É• É o primeiro passo para a
expressão gênica, que significa a
transformação do que é
informação (DNA) para o que éinformação (DNA) para o que é
uma característica do organismo.
• Esse processo ocorre em três
etapas principais a iniciação o F ãetapas principais, a iniciação, oalongamento e o término, cada
um contendo fatores específicos.
Função
Iniciação da transcrição
• Enzimas específicas desfazem da
dupla‐hélice do DNAdupla hélice do DNA.
• Este processo ocorre apenas no
ágene que deverá ser transcrito.
• A síntese de RNA começa em• A síntese de RNA começa em 
regiões do DNA chamadas de 
promotoras (PROMOTORES) ‐
sequências específicassequências específicas 
reconhecidas pela RNA‐
polimerase ‐ que direcionam a 
transcrição dos genestranscrição dos genes.
Iniciação da transcrição:
promotores
• Em procariotos, duas dessas regiões estão 
promotores
p , g
presentes a cerca de 10 e 35 pares de bases acima 
do ponto de  início da transcrição. 
Sã l 5’ TATATT 3’ 5' TTGACA 3’• São elas: 5’ TATATT 3’ e 5' TTGACA 3’, 
respectivamente. 
• Nos eucariotos a principal região promotora é• Nos eucariotos a principal região promotora é 
conhecida como TATA box.
• Se ligam a RNA‐PolimeraseSe ligam a RNA Polimerase
Iniciação da transcrição:
promotorespromotores
Fatores de Transcrição Gerais:
‐ Proteína ligadora de TATA (TBP)
‐ Fator de Transcrição II (D; B; E; F; H)
‐ Início da Transcrição
Alongamento da transcrição
• A RNA‐pol atua apenas em
uma das fitas de DNAuma das fitas de DNA.
• A fita utilizada é sempre a
fmesma e denominada fita
codificante ou ativa.
• A RNA‐pol encaixa
ribonucleotídeos,
produzindo uma única fitaproduzindo uma única fita
de RNA, complementar à
fita de DNA que serve de
moldemolde.
Alongamento da transcrição
• O pareamento será A → U, C → G, T → A e G → C. (Hibrido DNA‐RNA)
Q d l d i ib l tíd ã l d RNA l• Quando pelo menos dois ribonucleotídeos são colocados, a RNA‐pol
estabelece uma ligação entre eles: a molécula de RNA foi iniciada.
• À medida que o RNA vais sendo sintetizado, o DNA é despareado à sua 
frente. 
Termino da transcrição
• O RNA recém‐formado vai se desligando do DNA que lhe 
serviu de moldeserviu de molde.
• Quando chega ao final do gene (há uma sequência que o 
indica) a RNA‐pol se desprende do DNA e a molécula de RNA éindica) a RNA pol se desprende do DNA e a molécula de RNA é 
liberada.
• A molécula de DNA é pareada e se fecha.A molécula de DNA é pareada e se fecha.
TRANSCRIÇÃO: processo completo
Iniciação
Alongamento
Termino
Tipos de RNA
• Localizam‐se tanto no núcleo quanto no 
citoplasmacitoplasma.
• São formados por uma só cadeia simples deSão formados por uma só cadeia simples de 
nucleotídeos com ribose e uracila ( no lugar de 
timina).
• Há três tipos principais de RNA: 
‐ RNA‐m (RNA mensageiro)
‐ RNA‐t (RNA transportador ou de transferência)
‐ RNA‐r (RNA ribossomal).
Tipos de RNA
Tipos de RNA:
RNA mensageiro (RNA m)RNA-mensageiro (RNA-m)
D t i i ã d i á id t í t é• Determina a posição dos aminoácidos nas proteínas, através 
da sequência de bases de sua molécula. 
• É o único que será traduzido (gerará proteínas)• É o único que será traduzido (gerará proteínas).
• Existe tanto no núcleo (onde é sintetizado) quanto no 
citoplasma onde se associa aos ribossomos para a síntese decitoplasma, onde se associa aos ribossomos para a síntese de 
proteínas.
• É formado sempre que for necessário e depois de exercer suaÉ formado sempre que for necessário e depois de exercer sua 
função é degradado para que os nucleotídeos possam ser 
reciclados.
Tipos de RNA:
RNA mensageiro (RNA m)RNA-mensageiro (RNA-m)
• Cada conjunto de 3 bases do 
RNA‐m é chamado códon e 
codifica apenas umcodifica apenas um 
determinado aminoácido.
• 1 códon = 1 aminoácido
• 1 aminoácido  =  1 ou mais 
códons
• O código genético é 
degenerado (veremos maisdegenerado (veremos mais 
tarde).
Modificação do RNA-m:
Capeamento e poliadenilaçãoCapeamento e poliadenilação
Tipos de RNA:
RNA ribossomal (RNA‐r)
• É o que ocorre emmaior quantidade
RNA ribossomal (RNA r)
• É o que ocorre em maior quantidade.
• É encontrado no nucléolo, onde é produzido e no 
i l i d í f dcitoplasma, associado a proteínas, formando os 
ribossomos.
• Nos ribossomos ocorrerá a síntese das proteínas. 
• Os ribossomos (RNA‐r + proteínas)são os sítios da ( p )
tradução.
Tipos de RNA:
RNA transportador (RNA-t)
• É o que ocorre emmenor quantidade.
RNA transportador (RNA t)
É o que ocorre em menor quantidade.
• Capaz de se combinar de modo reversível, com 
certos aminoácidos que serão transportados por elecertos aminoácidos que serão transportados por ele 
para formar as proteínas.
• Sinteti ado no nú leo e passa imediatamente para o• Sintetizado no núcleo e passa imediatamente para o 
citoplasma.
• Cada RNA‐t é capaz de reconhecer um determinado 
aminoácido e um determinado códon no RNA‐m.
Tipos de RNA:
RNA transportador (RNA-t)RNA transportador (RNA t)
Tipos de RNA:
RNA transportador (RNA-t)RNA transportador (RNA t)
‐ Funcionam como adaptadores: existe pelo menos 1 RNA‐t para cada aminoácido
Tipos de RNA:
RNA transportador (RNA-t)RNA transportador (RNA t)
Processamento (splicing) do RNA-m
Processamento (splicing) do RNA-m
• Ocorre somente em células eucariotas.
• As sequências de DNA que serão expressas (vão aparecer no produto final) são 
chamadas de éxons.
• As sequências de DNA que não serão expressas (não vão aparecer no produto 
final) são chamadas de íntrons.final) são chamadas de íntrons.
• O gene inteiro é transcrito em um RNA‐m precursor.
• No processamento os íntrons são retirados e os éxons são unidos para formar oNo processamento os íntrons são retirados e os éxons são unidos para formar o 
RNA‐m maduro que será traduzido no citosol.
Tradução (RNA-Proteína)
‐ A tradução permite que a mensagem contida no RNA‐m seja decodificada e 
utilizada para fabricar uma proteína.
‐ As proteínas são constituídas por aminoácidos (nos seres vivos existem 20 
aminoácidos diferentes) unidos por ligações peptídicas.
Tradução (RNA-Proteína)
O problema de codificação: Como uma sequência linear de nucleotídeos (RNA)com 4 letras é traduzida em uma proteína com 20 diferentes aminoácidos?
Possuem 20 
Resíduos (R) 
diferentes
Tradução (RNA-Proteína):
Códi G étiCódigo Genético
Tradução (RNA-Proteína)
O problema de codificação: Como uma sequência linear de nucleotídeos (RNA) 
com 4 letras é traduzida em uma proteína com 20 diferentes aminoácidos?
QUANTOS NUCLEOTÍDEOS SÃO NECESSÁRIOS PARA CODIFICAR UMA PROTEÍNA?
Tradução (RNA-Proteína):
Códi G étiCódigo Genético
‐ Três nucleotídeos consecutivos do RNA constituem um códon = tripleto que‐ Três nucleotídeos consecutivos do RNA constituem um códon = tripleto que 
possui a mensagem genética para a síntese de um aminoácido
Código genéticoCódigo genético
‐ 1 códon = 1 aminoácido
1 aminoácido = 1 ou mais códons‐ 1 aminoácido  =  1 ou mais códons
O Código é degenerado = com uma sequencia de aminoácidos não se 
consegue determinar a sequência de RNA‐m original!consegue determinar a sequência de RNA‐m original!
Exem. C‐E‐G‐M‐F‐S 
Tradução (RNA-Proteína):
C í i d Códi G é iCaracterísticas do Código Genético
1‐ Universalidade do Código Genético = códons tem o mesmo
significado na maioria dos seres vivos
2‐ Degenerado (redundante) = códons diferentes podem codificar o
mesmo aminoácidomesmo aminoácido
3‐ Não ambiguidade = cada códon codifica apenas UM aminoácido
4‐ Códon de iniciação = o códon AUG tem dupla função: codifica a
M i i i i i l i d ódiMetionina e inicia a leitura do código
5‐ Códon de terminação= os códons UAA UAG e UGA terminam a5 Códon de terminação= os códons UAA, UAG e UGA terminam a
síntese da proteína e não codificam para nenhum aminoácido
Tradução (RNA-Proteína):
d L iFase de Leitura
‐ Cada sequencia de RNA‐m possui 3 fases de leitura. Quem determina qual é a 
correta é o códon de início de tradução (AUG) codificando para metionina!correta é o códon de início de tradução (AUG) codificando para metionina!
‐ Em Eucarioto = primeiro AUG após o CAP
‐ Em procarioto = primeiro AUG após sequencias específicas
Tradução (RNA-Proteína):
d L iFase de Leitura
o
c
a
r
i
o
t
o
P
r
o
c
o
t
o
E
u
c
a
r
i
o
E
Tradução (RNA-Proteína):
i iMaquinaria
RNA m‐ RNA‐m
‐ Ribossomos
‐ RNA‐transportadorp
Tradução (RNA-Proteína):
A ( d )RNA‐t (transportador)
‐ RNA‐t funciona como interprete (adaptador) entre a “linguagem” do RNA‐m e a das‐ RNA‐t funciona como interprete (adaptador) entre a  linguagem  do RNA‐m e a das 
proteínas
‐ É capaz de se ligar a um aminoácido (extremidade 3´) e reconhecer um códon (anti‐
códon)códon)
Aminoacil‐tRNA
Tradução (RNA-Proteína):
A ( d )RNA‐t (transportador)
‐ Códon
A i ód‐ Anti‐códon
Tradução (RNA-Proteína):
A ( d )RNA‐t (transportador)
‐Montagem do RNA‐t
‐ Enzima: aminoacil‐tRNA‐sintetase = um enzima para cada aminoácido
‐ Essa enzima reconhece o aminoácido e o anti‐códon
‐ Aminoacil‐tRNA = RNA‐t + aminoácido
Tradução (RNA-Proteína):
ibRibossomos
‐ Códon
A i ód‐ Anti‐códon
Tradução (RNA-Proteína):
ibRibossomos
‐ Complexo de RNA‐r e proteína‐ Complexo de RNA‐r e proteína
‐Maquinaria enzimática responsável pela tradução do RNA‐m em proteínas
Constituída de 2 subunidades uma grande e uma pequena‐ Constituída de 2 subunidades = uma grande e uma pequena 
Tradução (RNA-Proteína):
ibRibossomos
Tradução (RNA-Proteína):
ibRibossomos
Aminoacil‐tRNA Peptidil‐tRNA
Q i t ti ã é Rib !‐ Quem sintetiza essa reação é o Ribossomo!
Tradução (RNA-Proteína):
ibRibossomos
‐ Quatro sítios de interação:
1) Interação com RNA‐m1) Interação com RNA m
2) Sítio A (aminoacil‐tRNA)
3) Sítio P (peptidil tRNA)3) Sítio P (peptidil‐tRNA)
4) Sítio E (saída do tRNA)
Tradução (RNA-Proteína):
ibRibossomos
‐ Quatro sítios de interação:
1) Interação com RNA‐m1) Interação com RNA m
2) Sítio A (aminoacil‐tRNA)
3) Sítio P (peptidil tRNA)3) Sítio P (peptidil‐tRNA)
4) Sítio E (saída do tRNA)
Tradução (RNA-Proteína):
ibRibossomos
Tradução (RNA-Proteína):
d d ãEtapas da Tradução
1) INICIAÇÃO 2) ALONGAMENTO 3) TERMINAÇÃO
Tradução (RNA-Proteína):
d d ã I i i ã
‐ A tradução se inicia com a ligação do RNA‐m à subunidade menor do
Etapas da Tradução ‐ Iniciação
A tradução se inicia com a ligação do RNA m à subunidade menor do 
ribossomo, e com o reconhecimento do códon iniciador (AUG) pelo RNA‐t 
correspondente (anti‐códon UAC, com aminoácido metionina). 
‐ Em seguida estabelece‐se a ligação da subunidade maior.
Tradução (RNA-Proteína):
d d ã AlEtapas da Tradução ‐ Alongamento
Tradução (RNA-Proteína):
d d ã i ãEtapas da Tradução ‐ Terminação
í d í d d ód d‐ A síntese da proteína termina quando surge no RNA‐m um dos códons de 
terminação (UGA, UAG,UAA), pois não há RNA‐t correspondente a esses códons.
‐ Se ligam ao fator de liberação
‐ O último RNA‐t liberta‐se do ribossomo liberando assim a proteína nascente.p
Tradução (RNA-Proteína):
d d ã i ãEtapas da Tradução ‐ Terminação
Tradução (RNA-Proteína)