Aula 8 Traducao

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Tradução
Modificando o alfabeto molecular
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Tradução em eukarya e prokarya
Eventos pós-transcricionais
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Processo de síntese de proteínas
RNAm contém o código do gene
RNAt é o adaptor que liga o mundo do ácido nucléico ao mundo das proteínas
RNAr faz parte do ribossomo e contém a enzima que catalisa a ligação entre aminoácidos adjacentes
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tRNA é o adaptador de Crick
~60-90bp
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Transcrição e processamento do RNAt
É transcrito de um gene presente no DNA
... E então processado
Contém o código do adaptador
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O código genético
Tradução in vitro de sequências de poli-nucleotídeos conhecidos
Diferenças nas cadeias laterais dos aminoácidos
Ribozimas X Enzimas
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O código genético é redundante
Gamow: 20 aminoácidos devem ser codificados por, pelo menos 3 bases
Códon: cada grupo
de três nucleotídeos
consecutivos
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Open reading frame
determinação da janela de leitura (ORF)
Código não-sobreposto
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As seis fases de leitura possíveis
5'3' Frame 1
gaggtctggtttgcaactggggtctctgggaggaggggttaagggtggttgtcagtggcc
 E V W F A T G V S G R R G - G W L S V A 
5'3' Frame 2
gaggtctggtttgcaactggggtctctgggaggaggggttaagggtggttgtcagtggcc
 R S G L Q L G S L G G G V K G G C Q W 
5'3' Frame 3
gaggtctggtttgcaactggggtctctgggaggaggggttaagggtggttgtcagtggcc
 G L V C N W G L W E E G L R V V V S G 
3'5' Frame 1
ggccactgacaaccacccttaacccctcctcccagagaccccagttgcaaaccagacctc
 G H - Q P P L T P P P R D P S C K P D L 
3'5' Frame 2
ggccactgacaaccacccttaacccctcctcccagagaccccagttgcaaaccagacctc
 A T D N H P - P L L P E T P V A N Q T 
3'5' Frame 3
ggccactgacaaccacccttaacccctcctcccagagaccccagttgcaaaccagacctc
 P L T T T L N P S S Q R P Q L Q T R P 
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Pareamento códon-anticódon
Pareamento de bases Watson-Crick nas duas primeiras bases do códon
3’-5’ to 5’-3’ (pareamento anti-paralelo)
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Bases oscilantes (wooble)
A base 3’ do códon é oscilante
O contato químico não é perfeito (3D)
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Inosina, derivado de Adenina
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tRNA contém bases modificadas
Processamento do tRNA
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Como o aminoácido correto é ligado ao tRNA?
Como o tRNA correto é ligado ao aminoácido?
Como o código genético funciona molecularmente
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tRNA-aminoacil sintetases
Ligam o tRNA e o aminoácido
Reconhecem o anticódon e carregam o aminoácido correto
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Aminoácidos ativados
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Ativação do triptofano
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Quantas tRNA-aminoacil transferases?
Uma por aminoácido?
Ou uma por códon?
 Uma única amino acil tRNA sintetase liga um aminoácido a todos os seus tRNAs
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Classes de tRNA aminoacil transferases
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Controle da tradução I
Afinidade da enzima pelo tRNA disposto no código
tRNA errado liga-se lentamente e desliga-se rapidamente
A adição do aminoácido ao tRNA incorreto é muito lenta
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Controle da tradução II
O aminoácido deve se encaixar no sítio sintético da tRNA-aminoacil -sintetase
... e não ao sítio de edição
Mecanismo de peneira dupla
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(des)Controle da tradução III
Não acontece verificação do aminoácido na tradução
O controle, portanto, é feito apenas no momento da aminoacilação do tRNA
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O congelamento do código genético
Conservado em praticamente todos os organismos vivos
Maquinaria altamente complexa e eficiente
Surgiu uma única vez e todos os organismos vivos hoje são descendentes do organismo onde o código surgiu → adaptação!
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Ribossomos
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Estrutura 2D e 3D do RNAr
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Ribossomos de E. coli
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Ribossomos eucarióticos
O peso do ribossomo se deve mais ao componente de RNA do que ao componente protéico
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Ribosomal components
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Reciclagem ribossomal
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Sítios ribossomais utilizados na tradução
Quatro sítios:
um para mRNA e
três (sítio A, P e E)
para tRNA
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Prokarya X Eukarya
RNA policistrônico Operon
RNA monocistrônico interação entre proteínas que se ligam a cauda poliA e proteínas do Complexo de Iniciação 
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Iniciação da tradução
Procariotos: Shine-delgarno (Ribosome Binding Site)
Consenso de Kosak
	hipótese do “scanning” pelo ribossomo
	necessidade do 5’ CAP
GCCRCCAUGG
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Start codon
Normalmente codifica metionina
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Iniciação da Tradução
Fatores de iniciação da tradução
IF-1 e IF-3
tRNA carregado formil-metionina
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Seleção do tRNA correto
Somente se pareia o anti-códon é que...
Liga-se também ao rRNA
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Complexo de iniciação da tradução
mRNA liga à subunidade menor do ribossomo
tRNA contendo metionina (formilada) liga-se ao complexo
Fatores de iniciação da tradução ajudam
Subunidade maior reune-se ao complexo
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Sítios peptidil e aminoacil
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U
RNA mensageiro
5´
3´
 U A C
 H H
-OOC – C – N - COH
 R
N-terminal
5´
 H
-OOC – C - NH2
 R
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U
 U A C
 H
-OOC-C-NH2
 R
 H H
-OOC-C-N-COH
 R
..
 Formação da ligação peptídica
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U
 Translocação
 Requer GTP
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U
 H
-OOC – C - NH2
 R
..
-
-
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A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C C A G
 H O H H H H
-OOC – C – N – C – C – N – C- C –N -COH
 R H R O R 
-
-
-
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Sítios peptidil e aminoacil
O ribossomo possui 3 sítios onde cabem moléculas de tRNA
O alongamento da tradução
Proteínas são geradas do N ao C terminal
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Ordem de ligação de aminoácidos
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Ligação peptídica
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Alongamento da tradução
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Alongamento ainda...
O alongamento continua até o aparecimento de um códon de parada (stop codon)
UAA
UAG
 UGA
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O fator de extensão induz
Duas pequenas paradas 
(permite que os tRNAs 
Incorretamente ligados saiam
do ribossomo)
Primeira parada é o tempo
necessário para a hidrólise de
GTP (a hidrólise de GTP é mais
Rápida por um par correto
Códon-anticódon)
2. A segunda parada ocorre entre a dissociação de EF-Tu e a acomodação total do tRNA no sítio A do ribossomo
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Terminação da Tradução
Fator de terminação liga-se ao stop codon
UAA, UGA, UAG
Proteína é liberada
Complexo é desfeito
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Releasing factor
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http://www.biostudio.com/demo_freeman_protein_synthesis.htm
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter15/animations.html# 
Tradução em procariotos
Tradução em eucariotos
http://207.207.4.198/pub/flash/26/transmenu_s.swf 
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Tempo de execução do processo
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Possíveis erros no processo
Erro na tradução
Proteína incorretamente produzida
Dano metabólico
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Frameshift
Alteração da fase de leitura (frame)
tRNAs específicos passam pelo stop-codon
4 bases lidas como 3
Ultrapassa um códon de terminação
Produção de proteínas fundidas
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Chaperonas I
Complexo protéico que auxilia na montagem da estrutura 3D de uma proteína
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Chaperonas II
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Modificações pós-traducionais
Formação de ligações dissulfeto/dobramento 
Clivagem da cadeia
Fosforilação
Glicosilação
Metilação/Acetilação
Adição de âncoras lipídicas
Regulação da função protéica
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Proteína Pronta!
E agora?
Destinos possíveis...
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Endereçamento de proteínas
I - Co-traducional (vias de secreção): 
ER 
Golgi 
Membrana plasmática
Meio extracelular
II- pos-traducional: 
núcleo
mitocôndria 
cloroplasto
Lisossomos/peroxissomos
Sinais de endereçamento na Proteína:
1- Seqüência sinal (16-30 aminoácidos no N-terminal) 
2- Sinal de endereçamento nuclear ( 4-8 aminoácidos com carga positiva, ex.: PKKKRLV)
3- Sinal de retenção no RE (KDEL)
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Proteínas organelares
Produzidas com sinal de exportação
Sinal é clivado quando a proteína alcança seu destino celular
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Proteínas transmembrana
Domínios hidrofóbicos são capazes de invadir as regiões lipídicas (também hidrofóbicas) da membrana plasmática
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Inibidores de síntese protéica
Antibióticos inibem a síntese de proteínas bacteriana
Tetraciclina
Liga no RNA 16S (sub 30S)
Inibe a ligação do amino- acyl tRNA no sítio A
Cloranfenicol
Liga na subunidade 50S
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Conclusões
Tradução é o processo de produção de proteínas
A regulação ocorre principalmente na transcrição
Modificações pós-traducionais são importantes para regular a função protéica
Diferentes tipos de RNAs e proteínas atuam no processo
A tRNA aminoacil sintetase é a protéina responsável pelo código genético
A última molécula a se juntar ao complexo de iniciação é a subunidade maior do ribossomo
As proteínas normalmente começam com o aminoácido metionina
A tradução continua até que haja um stop codon
As proteínas precisam ter uma conformação 3D correta pra funcionar (chaperonas ajudam na montagem)
Muitas proteínas contêm sinais de sinalização celular
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The energy needed to form the
peptide bonds between amino
acids is supplied by ATP when
the amino acids are first linked
to their tRNA.
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