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TRADUÇÃO E CÓDIGO GENÉTICO INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS Módulo Moléculas e Células Curso de Medicina • Estrutura e função das proteínas – A ESTRUTURA PRIMÁRIA, que é representada pela simples sequencia de aminoácidos; – A ESTRUTURA SECUNDÁRIA, que é a configuração regular ou periódica assumida pela cadeia de aminoácidos; as duas estruturas secundárias mais importantes são a HÉLICE- e a LÂMINA- – A ESTRUTURA TERCIÁRIA, é a configuração tridimensional formada pelo dobramento dos componentes da estrutura secundária. Mantém-se unida por uma variedade de interações entre diferentes aminoácidos. – A ESTRUTURA QUATERNÁRIA, que refere-se ao modo como dois ou mais polipeptídios são orientados juntos para formar uma estrutura multi- subunitária. Um gene – Um polipeptídeo Sequencia de aminoácidos Interações entre aminoácidos Dobramento da estrutura secundária Duas ou mais cadeias polipeptídicas Fluxo da Informação Tradução Síntese protéica; mRNA – códons (mensagem); Códon – conjunto de três bases que codifica um único aminoácido; tRNA – anticódons (complementar) e aminoácidos carregados; Ribossomos – máquinas móveis de síntese de proteínas; Como ocorre? Tradução - Estágios 1. Ligação de aminoácidos aos tRNAs; 2. Iniciação – componentes necessários para tradução montados nos ribossomos; 3. Alongamento – aminoácidos são unidos em uma cadeia polipeptídica; 4. Término – parada da síntese (códon finalizador) e liberação dos componentes do ribossomo; Ribossomos Ligação da molécula de tRNA ao aa apropriado; tRNA leva o aa ao ribossomo; Pareamento – anticódon (tRNA) e o códon (mRNA) – união na ordem especificada pelo mRNA; Célula – 30 a 50 tRNAs que se ligam a 20 aa diferentes; tRNA são específicos para um aa; Todos os aa são ligados ao mesmo nucleotídeo na ponta 3’ (Adenina) Ligação de Aminoácidos aos RNAs Transportadores Espeficidade aminoácidos- tRNA – enzimas aminoacil tRNA sintetases (20 tipos); Reconhecimento do aa pela sintetase depende: tamanho, cargas e grupos R; Reconhecimento dos tRNAs pela sintetase depende de sequências diferentes; Ligação de Aminoácidos aos RNAs Transportadores Ligação de Aminoácidos aos RNAs Transportadores Início da Tradução Reunião dos componentes: Primeira etapa: mRNA liga-se a subunidade menor do ribossomo (30S); Subunidades ribossomais – constante união e separação; Fator de iniciação (IF3) – liga-se ao subunidade menor – impede a ligação da maior; Dentro do sítio de ligação do ribossomo – sequência de Shine-Dalgarno; Pareamento – nucleotídeos Shine-Dalgarno e nucleotídeos no rRNA 16S; Ligação da subunidade menor ao mRNA e posicionamento no códon de iniciação; Complexo de iniciação 30S; Complexo de iniciação 70S; Início da Tradução Sem sequência de Shine-Dalgarno; 5’-CAP no mRNA – reconhecimento pela subunidade menor e por fatores de iniciação – ligação; Migração – busca do primeiro códon AUG – facilitada – sequência de Kozak; Existência de mais fatores de iniciação com diferentes funções; Calda poli (A) na ponta 3’ – proteínas se ligam e interagem com 5’-CAP – dobramento – estrutura circular; Início da Tradução em Eucariotos União dos aminoácidos - cadeia polipeptídica; Ribossomo 70S – 3 sítios: aminoacil (A), peptidil (P) e de saída (E); tRNA iniciador ocupa o sítio P; Todos os tRNA carregados entram no sítio A; 1ª Etapa - requer presença de fatores de alongamento (Tu e Ts) e GTP; Alongamento 2ª Etapa - formação da ligação peptídica entre aa – enzima peptidil transferase; 3ª Etapa – translocação – movimento do ribossomo ao longo do mRNA – sentido 5’→3’; Posiciona o ribossomo no códon seguinte e requer fator de alongamento G (EF-G) Progresso: sítio A – Sítio P – sítio E – citoplasma; A cadeia polipeptídica permanece ligada ao tRNA no sítio P; Alongamento Síntese protéica – término – ribossomo – códon de término; Códons de término: UAA, UAG e UGA; Não existem tRNAs com anticódons complementares aos códons de término; Ligação dos fatores de liberação ao ribossomo; Corte do tRNA no sítio P da cadeia polipeptídica; Eucariotos não há fatores de terminação – eRF – reconhece códons – libera o polipeptídeo; Término Visão Geral 1 2 3 5 4 Cada mRNA pode ser simultaneamente traduzido por vários ribossomos Polirribossomos Diferenças Procariotos x Eucariotos Códon de iniciação (AUG): N-formilmetionina (bactérias) e metionina não-formilada (eucariotos); Transcrição e tradução ocorrem simultaneamente em procariotos, mas o envoltório nuclear pode separar esses processos em eucariotos; mRNA em procariotos tem vida curta (minutos) e em eucariotos é variável (horas ou dias); Procariotos possuem sequência de Shine-Dalgarno e eucariotos 5’-CAP; Eucariotos possuem mais fatores de iniciação. Modificações Pós- traducionais Grandes precursores de proteínas – corte enzimático – proteínas funcionais; Ligação a carboidratos para ativação; Dobramentos; Em eucariotos: ponta amino da proteína é acetilada; Remoção de sequência sinal; Adição de fosfatos, grupos carboxilas e grupos metil aos aminoácidos; Sequência de nucleotídeos no DNA ou RNA; Formado por quatro letras que representam as bases: A, G, C e U (T no DNA); Código de trincas – cada aminoácido é codificado por códon; Redundante – 64 códons para 20 aminoácidos – códons sinônimos; Código Genético Alguns aminoácidos são levados por mais de um tRNAs que tem anticódons diferentes – tRNAs isoaceptores; Oscilação permite que o anticódon em um tipo de tRNA faça par com mais de um tipo de códon no mRNA; Código Genético Não é superposto – cada nucleotídeo em uma sequência de mRNA pertence a uma única matriz de leitura; Matriz de leitura começa com um códon iniciador (AUG); Quando uma matriz de leitura foi estabelecida – códons lidos como grupos sucessivos de três nucleotídeos; Qualquer um dos três códons finalizadores (UAA, UAG e UGA) pode indicar o final de uma proteína; É quase universal Código Genético FIM Exercícios 1. Um filamento molde de DNA bacteriano tem a seguinte sequência de bases: 5’ – AGGTTTAACGTGCAT – 3’ Que aminoácidos seriam codificados por essa sequência? 2. Um filamento de não-molde de DNA tem a sequência de bases a seguir. Que sequência de aminoácidos seria codificada por esta sequência? 5’ – ATGATACTAAGGCCC – 3’ 3. Usando o código genético, cite os aminoácidos especificados pelas seguintes sequências de mRNA bacteriano e indique as pontas amino e carboxila do polipeptídeo produzido. a) 5’ – AUGUUUAAAUUUAAAUUUUGA – 3’ b) 5’ – AUGUAUAUAUAUAUAUGA – 3’ c) 5’ – AUGGGUUAGGGGACAUCAUUUUGA – 3’ 4. Dada as sequências de DNA: 5’ – ATAGGCGATGCCACCCAATGGCCCGUGA – 3’ 3’ – TATCCGCTACGGTGGGTTACCGGGCACT– 5’ a) Indique a fita molde. b) A partir da sequência molde, estabeleça o transcrito para RNA. c) De posse do mRNA, proceda a tradução da sequência em aminoácidos
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