Síntese de Proteínas: Replicação, Transcrição e Tradução

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TRADUÇÃO 
BIOSSÍNTESE DE PROTEÍNAS 
Replicação 
Transcrição 
Tradução 
Proteína 
- PROCESSO PARA 
SÍNTESE DAS PROTEÍNAS 
DA CÉLULA 
 
- PROCESSO QUE OCORRE 
NOS RIBOSSOMOS 
Transcrição 
Reversa 
Replicação 
de RNA 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
PROTEÍNAS 
 
- PRINCIPAIS DETERMINANTES DA FORMA E FUNÇÃO BIOLÓGICA 
 
- POLÍMERO DE AMINOÁCIDOS = CADEIA DE AMINOÁCIDOS = POLIPEPTÍDEO 
AMINOÁCIDO – ÁTOMO DE CARBONO LIGADO A UM GRUPO 
CARBOXILA, UM GRUPO AMINO, UM HIDROGÊNIO E UMA 
CADEIA LATERAL (R) 
GRUPO 
AMINO 
GRUPO 
CARBOXILA 
LIGAÇÃO PEPTÍDICA UNE OS AMINOÁCIDOS – LIGAÇÃO ENTRE O GRUPO CARBOXILA DE 
UM AMINOÁCIDO E O GRUPO AMINO DO AMINOÁCIDO SEGUINTE, LIBERANDO ÁGUA. 
OLIGOPEPTÍDEOS – 2 A 20 AMINOÁCIDOS. 
POLIPEPTÍDEOS – MAIS DE 20 AMINOÁCIDOS. 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
RIBOSSOMO : LOCAL DA SÍNTESE PROTÉICA 
•RIBOSSOMOS SÃO ESTRUTURAS RIBONUCLEOPROTÉICAS, PRESENTES NO 
CITOPLASMA DE CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES. 
 
•SÃO COMPOSTOS POR DUAS SUBUNIDADES DE TAMANHOS DIFERENTES QUE 
SE ENCAIXAM UMA NA OUTRA FORMANDO UM COMPLEXO. 
 
•MAIS DA METADE DA MASSA DO COMPLEXO CORRESPONDE A rRNA. 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
RIBOSSOMO 
S = Svdeberg unidade que designa o coeficiente de sedimentação 
•rRNAs interagem com o mRNA e os tRNAs 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 16S rRNA 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS RIBOSSOMO : LOCAL DA SÍNTESE PROTÉICA 
Um ribossomo possui um sítio para ligação do RNA mensageiro e três sítios 
para a ligação de RNA transportadores. 
Sítios de ligação dos tRNAs: sítio A, sítio P e sítio E 
 
sítio A - sítio de entrada do aminoacil-tRNA - t-RNA com o aminoácido a ser incorporado na 
cadeia polipeptídica em crescimento. 
sítio P - sítio de ligação do peptidil-tRNA - t-RNA ligado à extremidade do polipeptídeo em 
crescimento. 
sítio E (do inglês Exit) - sítio de saída - ocupado pelo t-RNA livre de aminoácido que acabou de 
sair do sítio P e que está, portanto, saindo do ribossomo. 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
PAREAMENTO ENTRE RIBOSSOMO (rRNA) e mRNA 
PROCARIOTOS: 
No mRNA: sítio de ligação do ribossomo = RBS 35 a 40 nucleotídeos 
2 características: 
•presença do códon de iniciação AUG (raramente GUG ou UUG) 
•Seqüência de Shine-Dalgarno (SD) – consenso de 6 bases - região 
complementar a uma região 3’ do rRNA 16S - localizado 7 nucleotídeos do 
códon AUG 
Seqüência de 
Shine-Dalgarno (SD) 
mRNA 
procariótico 
com sequencia 
SD 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
PAREAMENTO ENTRE RIBOSSOMO (rRNA) e mRNA 
Reconhecimento do 5’ cap pela subunidade 40S do ribossomo que 
se desloca ao longo do mRNA, até encontrar o primeiro códon de 
iniciação AUG. (modo de varredura) 
EUCARIOTOS: 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
Cada ribossomo apresenta um segmento da cadeia polipeptídica em 
processo de síntese  proteína nascente. 
POLISSOMO – estrutura formada por uma molécula de mRNA associada a 
vários ribossomos. 
Bactérias: polissomos com dezenas de ribossomos 
Eucariontes: em média 8 ribossomos/polissomo 
Leitura mRNA: sentido 5’- 3’ 
mRNA, tRNA, ribossomos, aminoácidos 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
RNAs TRANSPORTADORES - tRNAs 
•Pequenas moléculas de RNA - ~80 nucleotídeos. 
 
•Apresentam bases não usuais originadas por modificações de bases normais 
(metilações até reestruturação do anel purínico)  aumentam a versatilidade do 
tRNA – p. ex. alteração na capacidade de emparelhamento com o mRNA. 
 
•Estrutura denominada folha de trevo – 4 braços contendo hastes e alças 
•braço aceptor – região pareada entre regiões 5’ e 3’ do tRNA 
contem na região 3’ uma sequência conservada CCA – 
aminoácido se liga na última base, a adenina. 
 
•braço T – contém timina 
 
•braço do anticódon – contém a trinca do anticódon 
 
•braço D – presença de bases modificadas - dihidrouridina 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS RNA TRANSPORTADOR - tRNA 
tRNA - ATUAM COMO ADAPTADORES NO PROCESSO DE SÍNTESE DE PROTEÍNAS, 
UMA VEZ QUE ELAS DEFINEM A POSIÇÃO DOS AMINOÁCIDOS DE ACORDO COM A 
SEQÜÊNCIA DE BASES DO mRNA. 
adaptador 
aminoácido liga-se na 
ribose da adenina 
terminal 
2 regiões de ligações: 
• sítio de ligação de aminoácido 
• anticódon – ligação ao códon do mRNA 
ESTRUTURA SECUNDÁRIA 
ESTRUTURA TERCIÁRIA 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
Ligação do aminoácido ao tRNA  aminoacil-tRNA sintetase 
Os tRNAs são denominados em função do aminoácido ao qual eles se ligam: 
 
- tRNA com anticódon da metionina = tRNAMet 
 
- O tRNA ligado ao aminoácido denomina-se aminoacil-tRNA = Met-tRNA 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
CÓDON - ANTICÓDON 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
•Um mesmo tRNA pode reconhecer, com 
frequência, mais do que um códon. 
 
•A base na primeira posição do anticódon 
pode emparelhar com mais de um tipo de 
base na terceira posição do códon = 
pareamento oscilante /emparelhamento 
incerto 
Pareamento oscilante (wobble base-pairing)- 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
CÓDON DE INICIAÇÃO E tRNA INICIADOR 
 CÓDON DE INICIAÇÃO: AUG - maioria dos procariotos e em 
todos os eucariotos. 
 
 tRNAi (tRNA iniciador) está ligado a uma metionina – tRNAMeti ; 
 
 - Nos procariotos contém um grupo formil  tRNAfMet – 
pode reconhecer os códons AUG, GUG e raramente, UUG. 
 
 
O tRNAMet reconhece códons AUG internos. 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
ETAPAS DA SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
1. INICIAÇÃO – consiste na ligação do ribossomo ao mRNA formando 
um complexo de iniciação que contém o primeiro aminoacil-tRNA 
(metionil-tRNAi) 
2. ELONGAÇÃO – formação da primeira ligação peptídica até a 
incorporação do último aminoácido. 
3. TERMINAÇÃO – processos necessários à liberação do polipeptídeo 
pronto. Nesta etapa, o ribossomo se dissocia do mRNA. 
Em relação aos aspectos gerais estas etapas são muito semelhantes entre procariotos e 
eucariotos. As principais diferenças são observadas na etapa de iniciação do processo. 
Procariotos – 15 aminoácidos (aa) por segundo 
Eucariotos – 2 aa por segundo 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS ETAPAS DA SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
•Ligação da subunidade menor 30S no sítio RBS do 
mRNA e ao tRNAi 
3 proteínas – fatores de iniciação (IF-1, IF-2 e IF-3). envolvidos na 
formação do complexo de iniciação. 
 
Subunidade 30S associa-se a um mRNA (seqüência Shine-
Dalgarno, códon AUG no sítio P parcial) e ao IF-3 (necessário 
para a ligação de 30S com o mRNA e impede a ligação de 30S a 
50S) 
 
tRNAfMet associado ao IF-2, combina-se ao complexo 
30S-mRNA - participação do IF-1 e GTP (como fornecedor de 
energia), ligação códon-anticódon no sítio P parcial 
 
•Formação do ribossomo completo pela adição da 
subunidade 50S 
INICIAÇÃO - PROCARIOTOS – 2 etapas 
•- necessária a dissociação dos IFs, e depois a subunidade 50S se associar, 
formando o ribossomo completo 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
 Mais complexa, envolvendo diversos fatores 
de iniciação (eIF). 
INICIAÇÃO - EUCARIOTOS 
eIF4 reconhece o cap em 5’ e elimina as 
estruturas secundárias; 
 
eIF2 reconhece e liga-se ao tRNAi (tRNAMet) 
com consumo de GTP - Metionina nunca é 
formilada; 
 
eIF3 favorece a ligação da subunidade 40S no 
mRNA. 
 
eIF6 mantém as subunidades separadas. 
eIF5 é necessário para o acoplamento da 
subunidade 60S. 
Complexo de iniciação se forma na extremidade 5’ do mRNA percorrendo este até 
encontrar um códon AUG. 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS ETAPAS DA SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
ELONGAÇÃO – muito semelhante entre procariotos e eucariotos – 
participação de fatores de elongação (EF-Tu, EF-T, EF-G) 
3 etapas:1.Ligação de um aminoacil-tRNA ao sítio A do 
ribossomo; 
 
2.Transferência da cadeia polipeptídica em 
crescimento do sítio P para o sítio A - ligação 
peptídica com o aminoácido recém-chegado (efetuada 
pela atividade peptidil-transferase desempenhada 
pela subunidade maior do ribossomo); 
3.Translocação do ribossomo ao longo do mRNA 
(deslocamento do ribossomo de três em três bases do 
mRNA), transferindo o novo peptidil-tRNA do sítio 
A para o sítio P, com o posicionamento do próximo 
códon a ser traduzido no sítio A. Durante a terceira 
etapa, o tRNA descarregado é translocado para o 
sítio E 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS ETAPAS DA SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
TERMINAÇÃO 
•3 códons (UAA, UGA e UAG) que não 
codificam aminoácidos  sinais de término 
da síntese da cadeia polipeptídica 
•Não possuem tRNA correspondente 
•São reconhecidos por fatores protéicos (RFs 
– release factors) RF1 e RF2 (E. coli) e eRF 
(eucariontes) 
•RF1 reconhece os códons UAA e UAG 
•RF2 reconhece os códons UGA e UAA 
Se ligam no sítio A e necessitam da 
presença do peptidil-tRNA no sítio P. 
 
O término da síntese ocorre com 
a localização de um RF no sítio A, 
liberação do peptídeo do tRNA, 
a eliminação do tRNA do ribossomo e 
 a dissociação das subunidades do ribossomo. 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
Transcrito 
primário 
mRNA 
maduro 
Proteína (inativa) 
Tradução 
Transcrição 
Processamento pós-
transcricional 
Dobramento 
Modificações 
covalentes 
nos 
aminoácidos 
Processamento 
pós-tradução 
Proteína ativa 
TRADUÇÃO – SÍNTESE DE PROTEÍNAS