Aula de Tradução

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANAUNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICASDEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
DISCIPLINA: DISCIPLINA: BiologiaBiologia CelularCelular e Moleculare Molecular
FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA 
TRADUÇÃOTRADUÇÃO
Profa. Lia d’Afonsêca P. de Miranda 
• Síntese histórica 
1. Hipóteses (1955)
- A informação do DNA estaria na forma de código (George Gamow)
- Moléculas adaptadoras interagiam com o mRNA e os aminoácidos
1. O CÓDIGO GENÉTICO
Código Genético – relação entre a sequência da bases no DNA e a 
sequência de aminoácidos na proteína
(Francis Crick)
2. Decifrando o código (1961)
- O código genético é lido em triplets (trincas) (Brenner e Crick)
- Relação entre as combinações de nucleotídeos (codons) e os 
respectivos aminoácidos (Niremberg e Matthaei)
Códon – trinca de bases que especifica um aminoácido
- 1966 O código genético foi totalmente descoberto
1.1.1. O CÓDIGO GENÉTICOO CÓDIGO GENÉTICOO CÓDIGO GENÉTICO
Características:
Uma sequência de mRNA é decodificada em conjuntos de 3 nucleotídeos
• Degeneração – um mesmo aminoácido codificado por mais de um códon
existem códigos sinônimos
tipos de degeneração (parcial ou total)
o pareamento pode ser oscilante 
• Não ambiguidade – cada códon corresponde somente a um aminoácido
• Universalidade – com poucas exceções, o código genético é o mesmo nos 
diversos organismos
1.1.1. O CÓDIGO GENÉTICOO CÓDIGO GENÉTICOO CÓDIGO GENÉTICO
Características:
Uma sequência de mRNA é decodificada em conjuntos de 3 nucleotídeos
• Degeneração – um mesmo aminoácido codificado por mais de um códon
existem códigos sinônimos
tipos de degeneração (parcial ou total)
o pareamento pode ser oscilante 
• Não ambiguidade – cada códon corresponde somente a um aminoácido
• Universalidade – com poucas exceções, o código genético é o mesmo nos 
diversos organismos
Pareamento oscilante
Permite uma não-equivalência da
terceira posição. Ocorre entre a
terceira base do códon e a primeira
base do anticódon
1.1.1. O CÓDIGO GENÉTICOO CÓDIGO GENÉTICOO CÓDIGO GENÉTICO
Pareamento oscilante permitido
Mantém a distância usual entre as
riboses
I = guanina desaminada
1.1.1. O CÓDIGO GENÉTICOO CÓDIGO GENÉTICOO CÓDIGO GENÉTICO
Características:
Uma sequência de mRNA é decodificada em conjuntos de 3 nucleotídeos
• Degeneração – um mesmo aminoácido codificado por mais de um códon
existem códigos sinônimos
tipos de degeneração (parcial ou total)
o pareamento pode ser oscilante 
• Não ambiguidade – cada códon corresponde somente a um aminoácido
• Universalidade – com poucas exceções, o código genético é o mesmo nos 
diversos organismos
Aspectos da universalidade do Código : códons de iniciação e de terminação
Hidrofobicidade Hidrofilicidade
U← base central A← base central
Usado eventualmente por 
E. coli (iniciador)
Alterações no código genético em mitocôndrias
Códigos Genéticos Alternativos
Organismo Códon Significado usual Significado em 
 mitocôndrias 
 
Comum UGA Terminação Triptofano 
Mamífero AG (AG) Arginina Terminação 
 
Mamífero AUA Isoleucina Met (iniciação) 
Drosophila AUA Isoleucina Met (iniciação) 
Levedura AUA Isoleucina Met (alongamento) 
Fonte Zaha et al, 2001
Utilização preferencial dos códons
Levedura AUA Isoleucina Met (alongamento) 
 
Drosophila AGA Arginina Serina 
Levedura CUA Leucina Treonina 
 
 
Protozoários ciliados -Tetrahymena termophyla e Paramercium
UAA e UAG são lidos como glutamina ao invés de serem códons de terminação 
2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS
• As moléculas adaptadoras: tRNAs
braço aceptor
alça TψC
alça D
alça
variável 
75-85 pb
Existência de, pelo menos , um tRNA para cada aa
Terminal 3’
Terminal 5’
alça do 
anticódon
variável 
Humanos - 48 tRNAs 
Bactérias – 31 tRNAs 
Alberts et al. 2010
A redundância nos códons do mRNA permite:
A existência de mais de tRNA para muitos aa
Que alguns tRNA possam parear com bases de mais de um códon
2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS
Todos os tRNAs podem sofrer modificações químicas em
suas bases. Uma base em cada 10, é uma versão
modificada das bases convencionais.
Formação de bases pouco usuais 
Alberts et al, 2010
2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS
Ligação do tRNA ao aminoácido correspondente
A ligação covalente do aminoácido ao tRNA correspondente ocorre por ação de 
enzimas aminoacil-tRNA sintetase (20)
• ativação do aminoácido (aa)
• formação do aminoacil tRNA
Ligação de 
aa + ATP → aa-AMP + PPi
aa-AMP + tRNA → aa-tRNA + AMP
Alberts et al, 2010
Zaha et al, 2001
alta energia
aminoácido adenilado
Aminoacil 
tRNA
2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS
Ação das enzimas aminoacil-tRNA sintetases
Alberts et al, 2002
Eventos mostrando a seleção do triptofano (Trp) pelo códon UGG no mRNA
Existe uma sintetase para cada um dos aminoácidos 
Ribossomos: “máquinas” de fazer proteínas
Estrutura compacta de ribonucleoproteínas em de 2 subunidades 
• Assimétricos (região da base e da cabeça ou protuberância)
• rRNA maior constituinte
• Proteínas associadas ao rRNA (+ de 50 tipos ≠)
• Presença de sítios ativos nas subunidades
Alberts et al, 2002
EUCARIOTOS
≈82 proteínas + 4 
moléculas de rRNA
PROCARIOTOS
55 proteínas + 3 
moléculas de rRNA
 Echerichia coli Mamíferos 
 
 Ribossomo Subunidades Ribossomo Subunidades 
 Menor Maior Menor Maior 
 
Velocidade de 
sedimentação 
70S 30S 50S 80S 40S 60S 
 
Massa 
(kDa) 
2.520 930 1.590 4.220 1.400 2.820 
 
Ribossomos de Escherichia coli e células de mamíferos
RibossomosRibossomosRibossomos
 
Tipos de 
rRNA 
 
 16S 23S e 5S 18S 28S, 
5,8S e 5S 
 
Proporção de 
RNA 
66% 60% 70% 60% 50% 65% 
 
Número de 
proteínas 
52 21 31 82 33 49 
 
Proporção de 
proteínas 
34% 40% 30% 40% 50% 35% 
 
 Fonte:Zaha et al, 2001
Ribossomos de mitocôndrias e cloroplastos (semelhantes aos de procariotos)
Sítios de ligação do RNA nos ribossomos
2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS
Grande 
subunidade 
ribossomal
Pequena 
subunidade 
ribossomal
3 sítios de ligação 
ao tRNA
Estabelece a correspondência 
entre os tRNAs e os códons do 
mRNA 
Catalisa a formação das cadeias 
polipeptídicas
Sítio A = aminoacil-tRNA 
Sítio P = peptidil-tRNA 
Sítio E = (exit) saída do peptídeo 
Outras fatores de ligação com o mRNA envolvidos na síntese protéica
(IF, EF-Tu, EF-G)
Estrutura de ribossomo procariótico
Alberts et al, 20021 sítio de ligação 
ao mRNA
ribossomal mRNA 
Iniciação em procariotos
É que ocorra pareamento entre o ribossomo e o mRNA
No mRNA de procariotos existe um sítio de ligação aos ribossomos (RBS) com 
35 a 40 nucleotídeos
� possui um códon de iniciação AUG (GUG ou UUG)
� possui uma sequência de nucleotídeos parcialmente complementar a região
3’ do rRNA 16S . Essa sequência é também denominada RBS ou sequência
de Schine Dalgarno.
5’.....AGGAGG...3’ RBS do mRNA5’.....AGGAGG...3’ RBS do mRNA
3’.....UCCUCC...5’ rRNA 16S (subunidade menor)
mRNA5’ ……AGGAGG XXXXXXXAUG…..3’
proteína Met
Sítios de ligação aos ribossomos
Alongamento da cadeia polipeptídica no ribossomo
2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESEDE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS
Etapa 1 – uma molécula de aminoacil-tRNA se liga ao
ribossomo no sítio A, pareando com o codon exposto
no sítio
Etapa 2 – formação de nova ligação peptídica entre os
aminoácidos dos sítios P e A (peptidil transferase).
Etapa 3 – a subunidade ribossomal grande realiza
movimento de translocação em relação a subunidademovimento de translocação em relação a subunidade
pequena.
Etapa 4 – a subunidade pequena sofre translocação
carregando seu tRNA a uma distância de três
nucleotídeos
Repetição do ciclo de etapas a 
cada aa inserido
Iniciação da síntese protéica em eucariotos
• tRNA iniciador (metionina) + fatores de iniciação + 
subunidade menor
• verificação da cauda poli-A
• O ribosso reconhece o mRNA por sua sequência líder
(Cap 5’)
• O tRNA move-se até o códon de
iniciação (AUG) e dissociação dos
fatores de iniciação
• Acoplamento da subunidade maior
Hidrólise de GTP não mostrada
• Ligação de aminoacil tRNA
• Inicia-se o alongamento
2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS2. A SÍNTESE DE PROTEÍNAS
Terminação da síntese proteíca
Códons de terminação (UAA, UAG ou UGA)
Ligação do fator de liberação ao sítio A
Alteração da atividade da peptidil- transferase noAlteração da atividade da peptidil- transferase no
ribossomo fazendo com que catalise a adição de
uma molécula de água
Liberação do terminal carboxila das proteína em
formação
Dissociação das unidades ribossomais
Polirribossomos 
Duração da síntese protéica: 20 segundos a 
alguns minutos
Distância entre os 
ribossomos ≈ 80 
nucleotídeos
Ocorrem em procariotos e eucariotos
Conjunto de diversos ribossomos
citoplasmáticos traduzem simultaneamente
uma molécula de mRNA
Chaperonas ajudam a conduzir o dobramento de proteínas
As chaperonas moleculares são denominadas proteínas de choque térmico 
(Hsp, heat-shock proteins)
Estrutura e função da família Hsp60 (chaperoninas)
Degradação de proteínas célula
Regulação enzimática da quantidade da proteína e do seu tempo de 
vida na célula 
Via proteolítica 
O papel da ubiquitina na seleção das proteínas a serem destruídas 
em eucariotos
Enzimas de ubiquitinação:
- E1 –ativadora da ubiquitina
Proteossomos – grandes complexos de 
enzimas proteolíticas
- E1 –ativadora da ubiquitina
- E2 – transportadora da ubiquitina
- E3 - ligase
Sítios ativos das 
proteases
Complexo em quepe
Degradação de proteínas em proteossomos
O fluxo da informações genética 
Dogma Central da Biologia
DNA RNA PROTEÍNADNA RNA PROTEÍNA
Os ácidos nucleicos só exercem sua função dentro 
desse fluxo de informações através da interação 
com proteínas
http://www.teliga.net/2010/08/aspectos-gerais-da-sintese-de-proteinas.html