Traducao 2013

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TRADUÇÃO
 SÍNTESE PROTEICA
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Fluxo da Informação Genética
Código genético
 3 bases nitrogenadas
 1 amino ácido	
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Marcos no metabolismo de proteínas
1. ~1950- síntese proteica em pequenas partículas de ribonucleoproteínas (Paul Zamecnik- fracionamento celular, radioativo)- ribossomos
2. aminoacil-tRNA sintetases- tRNA, ATP Hoagland & Zamecnick)
3. hipótese do adaptador (tRNA, anti-codon Francis Crick) 
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Síntese proteica
~300 moléculas envolvidas
~90% da energia gasta nos processos biossintéticos 
Bactérias: ~35% do peso: 20.000 ribossomos, 100.000 proteinas (fatores e enzimas), 200.000 tRNAs
Processo rápido: ~20 resíduos/seg 
Erro: 1 a cada 10.000 aa adicionados
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Síntese e Processamento de Proteínas
Transcrito primário
mRNA maduro
Proteína (inativa)
Tradução
Transcrição
Processamento pós-transcricional
Dobramento
Modificações covalentes nos aminoácidos
Processamento
pós-traducional
Proteína ativa
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Código genético (degenerado)
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Outras seqüências de mRNA podem especificar a mesma seqüência de aminoácidos
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Código genético alternativo em mitocôndrias
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Troca de “frame”
Virus (sarcoma de Rous): gag e pol (1/20)
Gag: ... ACA AAU UUA UAG GGA GGG
Pol: .... ACA AAU UUAUA GGG AGG
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Código genético
Códon de iniciação- AUG (raro- GUG, UUG)
Códon de terminação- UAA, UAG, UGA
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RNAs
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tRNA
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O ribossomo acomoda dois tRNAs carregados
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Etapas da síntese de proteínas
1. Ativação do aminoácido
2. Iniciação
3. Elongação
4. Terminação
5. Dobramento/processamento pós-tradução
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1. Ativação do aminoácido
ATP + aa aminoacil-AMP + Ppi
aminoacil-AMP + tRNA aminoacil-tRNA + 								AMP
Aminoacil tRNA sintetase
Aminoacil tRNA sintetase
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1. Ativação do aminoácido
aminoacil-AMP
Aminoacil tRNA sintetase
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aminoacil-AMP
aminoacil-tRNA
Classe I
Classe II
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1. Ativação do aminoácido
Ligação do aminoácido ao tRNA
Aminoacil t-RNA
A etapa de ativação do aminoácido é determinante na fidelidade da tradução
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2. Iniciação (bactéria)
Ribossomo bacteriano reconhece
 uma sequência no mRNA-
Shine Delgarno
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fMet-tRNAf tem características que o distinguem como tRNA iniciador (tRNAi)
Nas bactérias, o primeiro amino ácido é formil-metionina
Só tRNAi liga no sítio P e ao fator de iniciação (IF1 ou IF2)
Eucariotos- primeiro aa é metionina
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Adição do grupo formil no metionil-tRNAf: dependente de ácido fólico
tRNA para formil-metionina
é diferente da tRNA para metionina
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3. Elongação
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Peptidil-transferase- 23S?
Sítio E- bactéria
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Translocação
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4. Terminação
Proteínas de terminação (RFs):
diferentes de acordo com o
códon de terminação (bactérias)
RFs- estrutura semelhante aos tRNAs, mas ligam em regiões distintas nos ribossomos
Túnel de saída do ribossomo para a proteína- 12- 20 Å
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Polissomo :10-100 ribossomos
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Fatores proteicos necessários para iniciação da tradução
Bactéria:
IF-1 – Previne ligação prematura dos tRNAs ao sítio A
IF-2 – Facilita ligação do fMet-tRNAf a subunidade 30S (liga GTP)
IF-3 – Liga suunidade 30S e previne associação prematura da subunidade 50S. Aumenta especificidade do sítio P pelo fMet-tRNAf 
Eucariotos:
eIF1- Liga mRNA
eIF2 –Facilita ligação do Met-tRNAi a subunidade 40S (liga GTP)
eIF2B, eIF3 – Ligam subunidade 40S/ mRNA
eIF4A – Helicase de RNA para remover estrutura secundária do mRNA
eIF4B – Liga mRNA, facilita varredura para localizar o primeiro AUG
eIF4E – Liga 5´cap do mRNA
eIF4G – Liga e IF4E e protéina que liga cauda poliA (PAB)
eIF5 – Promove dissociação de outros fatores para facilitar associação de 60S
eIF6 – Facilita dissociação de 80S inativo em 40S e 60S
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Processamento após (ou durante) a síntese de proteínas
 Dobramento (Folding)
 Clivagem proteolítica (incluindo amino-terminal)
 Modificações covalentes nos aminoácidos
 Degradação
 Influencia a estrutura e função de proteínas
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~200 aminoácidos diferentes 
(modificados covalentemente)
20 aminoácidos diferentes
Modificações covalentes nos aminoácidos (modificações pós-traducionais):
Ex:
Metilação
Acetilação
Hidroxilação
Glicosilação
Fosforilação
Grupos prostéticos
Acilação
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Modulação da atividade de proteínas, modulação de interações moleculares, sinalização celular
Fosforilação
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Glicosilação
Os carboidratos são ligados aos resíduos de aminoácidos através de ligações N- ou O- glicosídicas
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Endereçamento de proteínas
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Peptídeo sinal direciona proteínas secretadas e/ou glicosiladas para o retículo endoplasmático (ER)
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Síntese de proteínas acoplada ao ER
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Glicosilação
Os carboidratos são ligados aos resíduos de aminoácidos através de ligações N- ou O- glicosídicas
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Puromicina: estrutura similar a extremidade 3’ do aminoacil-tRNA, ocorrendo a formação de peptidil-puromicina e interrupção da síntese proteica
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Inibição da síntese proteica por antibióticos e toxinas
Tetraciclina
Bloqueia o sítio A do ribossomo bacteriano e inibe associação do aminoacil-tRNA
Estreptomicina
Causa leitura incorreta dos códons e inibe iniciação
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Inibição da síntese proteica por antibióticos e toxinas
Cloranfenicol
Bloqueia atividade de peptidil transferase de ribossomos bacterianos e mitocondriais
Cicloheximida
Bloqueia atividade de peptidil transferase do ribossomo eucariótico
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Inibição da síntese proteica por antibióticos e toxinas
Toxinas proteicas que inibem a tradução:
	Toxina da difteria: inativa o fator eEF2 (ADP-ribosila histidina)
	Ricina : inativa a subunidade 60S (depurina uma adenosina do rRNA 23S)
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Ribossomos
Envelope nuclear
Núcleo
Ribossomos
Mitocondrias
Cloroplasto
Informação
genética- DNA nuclear 
nos eucariotos
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A T
G C
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T A
C A
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Estrutura do
DNA
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DNA fita dupla: cadeias antiparalelas
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4 nucleotídeos diferentes no DNA 
Decifrando o Código Genético
Código de um nucleotídeo = 4 combinações
Código de dois nucleotídeos (42) = 16 combinações
Código de três nucleotídeos (43) = 64 combinações
20 aminoácidos diferentes na proteína
1.Quantos nucleotídeos seriam necessários?
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Decifrando o Código Genético
2.O código não é superposto
Análise da seqüência de aminoácidos de mutantes da proteína da capa do vírus mosaico do tabaco mostraram que o código não era superposto. A mutação em um nucleotídeo leva a mudança de um aminoácido e não de três aminoácidos
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Decifrando o Código Genético
3.O código não tem pausas
O código é lido sequencialmente sem pausas a partir do início determinado (3 fases de leitura são possíveis).
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Decifrando o Código Genético
4. O código é degenerado
61 códons codificam 20 aminoácidos. Para a maioria dos aminoácidos há mais de um códon
3 códons não codificam aminoácidos. São códons de terminação da síntese de proteínas
64 códons para codificar 20 aminoácidos???
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Tanto as sequências de bases do DNA com a de aminoácidos das proteínas eram desconhecidas!!!
Decifrando o Código Genético
5. Como o código foi decifrado?
Nirenberg em 1961 mostrou que a adição de o RNA sintético poliuridilato (poli U) em um sistema de síntese proteíca livre de células (extrato de E.coli) levava a síntese de polifenilalanina:
UUU = Phe
Poli U foi sintetizado in vitro pela polinucleotídeo fosforilase...
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Nas bactérias, transcrição e tradução estão acopladas....
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Glycoproteins 
Membrane associated carbohydrate is exclusively in the form of oliogsaccharides covalently attached to proteins forming glycoproteins, and to a lesser extent covalently attached to lipid forming the glycolipids. Glycoproteins consist of proteins covalently linked
to carbohydrate. The predominant sugars found in glycoproteins are glucose, galactose, mannose, fucose, GalNAc, GlcNAc and NANA. The distinction between proteoglycans and glycoproteins resides in the level and types of carbohydrate modification. The carbohydrate modifications found in glycoproteins are rarely complex: carbohydrates are linked to the protein component through either O-glycosidic or N-glycosidic bonds. The N-glycosidic linkage is through the amide group of asparagine. The O-glycosidic linkage is to the hydroxyl of serine, threonine or hydroxylysine. The linkage of carbohydrate to hydroxylysine is generally found only in the collagens. The linkage of carbohydrate to 5-hydroxylysine is either the single sugar galactose or the disaccharide glucosylgalactose. In ser- and thr-type O-linked glycoproteins, the carbohydrate directly attached to the protein is GalNAc. In N-linked glycoproteins, it is GlcNAc
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Glycoproteins 
Membrane associated carbohydrate is exclusively in the form of oliogsaccharides covalently attached to proteins forming glycoproteins, and to a lesser extent covalently attached to lipid forming the glycolipids. Glycoproteins consist of proteins covalently linked to carbohydrate. The predominant sugars found in glycoproteins are glucose, galactose, mannose, fucose, GalNAc, GlcNAc and NANA. The distinction between proteoglycans and glycoproteins resides in the level and types of carbohydrate modification. The carbohydrate modifications found in glycoproteins are rarely complex: carbohydrates are linked to the protein component through either O-glycosidic or N-glycosidic bonds. The N-glycosidic linkage is through the amide group of asparagine. The O-glycosidic linkage is to the hydroxyl of serine, threonine or hydroxylysine. The linkage of carbohydrate to hydroxylysine is generally found only in the collagens. The linkage of carbohydrate to 5-hydroxylysine is either the single sugar galactose or the disaccharide glucosylgalactose. In ser- and thr-type O-linked glycoproteins, the carbohydrate directly attached to the protein is GalNAc. In N-linked glycoproteins, it is GlcNAc
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