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Ribossomos e Síntese Protéica P r o f ª E l i t a i n n e S i l v a Organelas Responsáveis pela Síntese e Degradação de Macromoléculas • As células captam nutrientes do meio extracelular, degradando e utilizando os produtos da degradação na síntese de moléculas importantes para o metabolismo celular. • O processamento dessas moléculas e realizado pelo sistema de endomembranas, que se distribui por todo o citoplasma e é formado por vários compartimentos localizados nas organelas. • Comunicação uns com os outros de maneira direta ou por meio de vesículas de transporte. • Todo o processo de síntese e degradação de moléculas está relacionado, sendo que o retículo endoplasmático e o Complexo de Golgi são os responsáveis pela produção de substâncias, enquanto os lisossomos e peroxissomos degradam partículas e moléculas. • Todas as células eucariontes apresentam RE, que fornece suporte mecânico ao citosol, junto com os microtúbulos e os microfilamentos. É possível diferenciar o RE em dois tipos: Retículo Endoplasmático • Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) ou granular, com ribossomos acoplados à face citoplasmática das membranas; participa da síntese de proteínas. • Retículo Endoplasmático Liso (REL) ou agranular, que não possui os ribossomos aderidos e está associado ao metabolismo de lipídios. Retículo Endoplasmático • o RE rugoso e revestido por ribossomos e esta relacionado com a síntese (processamento) de proteínas; • o RE liso, sem ribossomos, esta envolvido, entre outras atividades, no metabolismo de lipídios. • Rede intercomunicante de vesículas achatadas, vesículas redondas e túbulos • Membrana contínua que delimita um espaço irregular, a cisterna do retículo endoplasmático Retículo Endoplasmático • Células acinosas do pâncreas (enzimas digestivas), fibroblastos (colágeno) e plasmócitos (imunoglobulinas). • Funções: – Segregar do citosol proteínas destinadas à exportação ou para uso intracelular – Glicosilação inicial de glicoproteínas – Síntese de fosfolipídeos – Síntese das proteínas integrais da membrana – Montagem de moléculas proteicas com múltiplas cadeias polipeptídicas Retículo Endoplasmático Rugoso • Os ribossomos são direcionados a se ligar à membrana do retículo pela sequência de aminoácidos da cadeia polipeptídica que está sendo sintetizada, a sequência-sinal. • Participa de diversos processos funcionais, de acordo com o tipo de célula: – Células da glândula adrenal – contém enzimas que auxiliam na síntese dos hormônios esteroides – Células do fígado – inativação de certos hormônios e neutralização de substâncias nocivas e tóxicas (fármacos) – Células musculares estriadas – retículo sarcoplasmático – acumula e libera cálcio, o qual regula a contração muscular – Síntese de fosfolipídeos – Hidrólise do glicogênio para produção de glicose Retículo Endoplasmático Liso • O Complexo de Golgi constitui a segunda estação da rota secretora. É encontrada em todas as células eucarióticas em íntima associação funcional com o Retículo Endoplasmático. • Conjunto de vesículas achatadas e empilhadas, com as porções laterais dilatadas. • Face cis próxima a regiões especializadas do Retículo Endoplasmático. • Face trans encontra-se associada a vesículas secretoras. Aparelho de Golgi • Funções: • Completa as modificações pós tradução; • Empacota e coloca um endereço nas moléculas sintetizadas pela célula (vesículas de secreção, lisossomos ou membrana); • Produção de enzimas lisossômicas; Aparelho de Golgi Síntese Protéica • A síntese proteica é o mecanismo de produção de proteínas determinado pelo DNA, que acontece em duas fases chamadas transcrição e tradução. • O processo acontece no citoplasma das células e envolve ainda RNA, ribossomos, enzimas específicas e aminoácidos que auxiliarão na sequência da proteína a ser formada. DNA SENTIDO 5’ 3’ RNA RNA NÃO TEM TIMINA, TEM URACILA RNA mensageiro – RNAm • A transcrição resulta neste RNA • Leva a informação do gene até o citoplasma RNA ribossômico – RNAr • RNA associado a proteína: Forma os ribossomos • RNA mais abundante na célula • Estrutura responsável pela síntese de proteínas Ribossomos • Os ribossomos são grânulos sem membrana, compostos de RNA ribossômico (RNAr) associado a proteínas específicas, que catalisam a síntese proteica a partir de informações do RNA mensageiro (RNAm) • Pequenas partículas elétron-densas. • Compostas por 4 tipos de RNA ribossomal (rRNA) + cerca de 80 proteínas diferentes • Cada ribossomo é formado por duas subunidades distintas, a maior e a menor, ambas constituídas de RNAr e proteínas. • A subunidade maior fica acima da menor, com uma molécula de RNAm entre elas. • A subunidade menor do ribossomo tem forma bastante irregular, e na face que se comunica com a subunidade maior, há um canal por onde passa o RNAm. • Sítio A (aminoacil), Sítio P (peptidil) e Sítio E (de exit, saída em inglês) Ribossomos RNA transportador – RNAt • RNA associado a aminoácidos • Carregam os AA para formação das proteínas • Dobra em si mesmo (forma de trevo) Transcrição Gênica Nessa primeira fase a molécula de DNA se abre, e os códigos presentes no gene são transcritos para a molécula de RNA. A enzima polimerase do RNA se liga a uma das extremidades do gene, separando as fitas de DNA que serve de molde. A sequência das bases nitrogenadas do RNA seguem exatamente a sequência de bases do DNA, segundo a seguinte regra: •U com A (Uracila-RNA e Adenina-DNA), •A com T (Adenina-RNA e Timina-DNA), •C com G (Citosina-RNA e Guanina-DNA) e •G com C (Guanina-RNA e Citosina-DNA). https://www.todamateria.com.br/bases-nitrogenadas/ Tradução Gênica • A cadeia polipeptídica é formada pela união de aminoácidos segundo a sequência de nucleotídeos do RNAm. Essa sequência do RNAm, denominada códon, é determinada pela sequência de bases da fita do DNA que serviu de molde. Desse modo, a síntese de proteínas é a tradução da informação contida no gene, por isso se chama tradução gênica. • O aminoácido Metionina associado a apenas um códon AUG, que sinaliza o início da tradução, e 3 códons de parada (UAA, UAG e UGA) não associados a nenhum aminoácido, que sinalizam o fim da síntese proteica. • Tradução é o nome que se dá ao processo de formação de uma proteína a partir de um fragmento de RNA mensageiro (RNAm). Para que a síntese de uma proteína aconteça, é preciso unir aminoácidos por ligações peptídicas, atividade realizada pelos ribossomos. • O RNAm tem origem em um gene, ou seja, um fragmento de DNA que o codifica. O DNA é transcrito (no núcleo) para RNA, inclusive RNAm. • Depois de transcrito, o RNAm recebe um CAP (uma espécie de capa ou marcação), que identifica a extremidade 5’ do RNAm e ajuda a célula a distinguir o RNAm dos demais. Em seguida, o RNAm sai do núcleo e vai para o citoplasma, local se encontra com o ribossomo, formando um polirribossomo. • Outro componente importante da síntese de proteínas é o RNAt. Componentes da Tradução Proteica • A informação da sequencia de aminoácidos e do tamanho da proteína que RNAm coordena esta justamente na ordem das bases nitrogenadas em sua estrutura. Então, uma sequencia AUGCCC codifica uma proteína diferente da sequencia CACUCG, mesmo que o tipo e a quantidade de bases nitrogenadas sejam os mesmos em ambas, sequencias. • A leitura pelo ribossomo é realizada de três em três bases nitrogenadas, chamadas de trincas ou códons. • Cada códon corresponde a um anticódon do RNAt, que transporta um determinado aminoácido. Iniciação Iniciação Na sequência, o complexo de iniciação “caminha” ao longo do RNAm na direção 5’ → 3’ e param ao encontrar o códon de iniciação (AUG). RNAt que carrega a Metionina (aminoácido inicial) se liga à subunidade menor do ribossomo, e ao mesmo tempo, se liga também à extremidade 5’ do RNAm pelo reconhecimento do marcador CAP-5’. Retículo Endoplasmático Rugoso • Passo 1: assim que a sequência sinal emerge do ribossomo,ela é reconhecida e ligada pela partícula de reconhecimento de sinal (PRS). • Passo 2: a PRS escolta o complexo até a membrana do RE, onde ela se liga ao receptor do PRS. • Passo 3: a PRS é liberada, o ribossomo liga-se a membrana das proteínas Sec61, e a sequência-sinal é inserida em um canal de membrana. Retículo Endoplasmático Rugoso • Passo 4: a tradução recomeça e a cadeia polipeptídica crescente é transportada através da membrana. • Passo 5: clivagem da sequência-sinal por uma peptidase-sinal, que libera o polipeptídio para o lúmen do RE. Ribossomos Depois que o RNAt se encaixa no sitio A, acontece a ligação peptídica, que conecta os dois aminoácidos, transferindo a metionina do primeiro RNAt para o aminoácido do segundo RNAt, no sitio A. • A terminação acontece quando um códon de término (UAA, UAG ou UGA) fica exposto no sítio A. Os códons de término são reconhecidos por proteínas chamadas fatores de liberação, que se adaptam ao sítio P (mesmo não sendo RNAt). Terminação • Após a tradução, o polipeptídio (pré-proteína) pode sofrer modificações pós-traducionais para se tornar uma proteína ativa. Os polipeptídios são editados pela alteração ou remoção química de aminoácidos. • A tradução determina apenas a estrutura primaria de uma proteína. video Questão 1- A tradução gênica é o processo no qual ocorre a síntese de uma cadeia polipeptídica. Ele se inicia quando ocorre o emparelhamento de um RNAt que transporta metionina com o códon de início de tradução localizado em um RNAm. Marque a alternativa que indica corretamente o códon que marca o início da síntese proteica. a) UAG. b) AUU. c) AUG. d) UUA. e) GAC. Questão 2 - RNAm possui uma série de bases nitrogenadas, formando os códons, que determinarão a sequência de aminoácidos de uma proteína. No RNAm encontraremos códons que marcam o início da síntese e também aqueles que indicam a sua parada. Existem três códons que simbolizam a parada da síntese, enquanto a iniciação é indicada sempre pelo mesmo códon. Entre as alternativas abaixo, marque aquela que não indica um códon de parada. a) UAG. b) UAA. c) UGG. d) UGA. Questão 3 - (Ufam) A produção de uma proteína é processada basicamente em duas fases. Observando o esquema abaixo, encontre a alternativa correspondente: Gene (DNA) → RNA → Proteínas a) Transmissão; Tradução b) Transcrição; Tradução c) Tradução; Transcrição d) Transcrição; Transcrição e) Tradução; Tradução Questão 4 - (Unifor-CE) Considere um RNA transportador cujo anticódon é CUG. O códon correspondente no RNA mensageiro e a trinca de nucleotídeos na fita do DNA que é transcrita são, respectivamente: a) CTG e GAC. b) TAC e GUC. c) AUT e CAG. d) CUG e CTG. e) GAC e CTG. Adenina só se liga à Timina Citosina só se liga à Guanina. Timina é encontrada apenas no DNA e Uracila apenas no RNA. O anticódon do RNAt é CUG, no RNAm encontraremos GAC. No DNA, por sua vez, é encontrado CTG. DÚVIDAS? Material Didático do AVA (Unidade 1): RIBOSSOMOS E SÍNTESE PROTEICA Entender o processo de síntese proteica em 3D, de maneira simples e resumida no vídeo. *Vídeo para assistir do youtube: “Do ADN à proteína 3D” Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=gG7uCskUOrA