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Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 1 www.medresumos.com.br TRADUÇÃO DO RNA A tradução consiste na leitura dos códons (trinca de bases nitrogenadas) do RNAm para a realização da síntese proteica. A síntese proteica é feita no ribossomo, uma máquina catalítica complexa feita a partir de mais de 50 diferentes proteínas (as proteínas ribossomais) e diversas moléculas de RNA, os RNAs ribossomais (diferentemente do que se pensava, não possui apenas uma função estrutural, mas serve como uma ribozima que constrói a ligação peptídica entre os aminoácidos e auxilia a união do RNAm com o ribossomo). Os RNAs dos procariotos, das mitocôndrias e cloroplastos são do tipo 70s (50s + 30s), enquanto os ribossomos dos eucariontes são do tipo 80s (60s+40s). OBS 1 : Quando um RNA possui uma função catalítica (como uma enzima), recebe o nome de ribozima, como no caso do RNAr. OBS²: Ligação peptídica é a união entre dois aminoácidos (o grupo amino de um com o grupo carboxila de outro) que se forma após uma desidratação. Uma proteínas com 10 aminoácidos (AA), terá 9 ligações peptídicas (LP). Uma proteína com 2000 aminoácidos terá 1999 ligações peptídicas. Com isso, tem-se: OBS³: Vale lembrar também que, para cada três bases de nucleotídeos (um códon), tem-se um aminoácido. E para cada gene, uma cadeia de polipeptídios a ser formada (uma proteína pode ser formada por mais de uma cadeia polipeptídica, como a hemoglobina – 4 cadeias polipeptídicas). OBS 4 : Nos eucariontes, a síntese de proteínas acontece em ribossomos livres no citoplasma ou naqueles aderidos à parede do RER. Descobriu-se, também, que há síntese de proteínas no núcleo. Além do que o próprio ribossomo é produzido no núcleo. PROCESSO DE TRADUÇÃO O processo de tradução dar-se em duas etapas: a tradução I (ativação do AA) e a tradução II (iniciação, elongação e terminação). TRADUÇÃO I ATIVAÇÃO DO AMINOÁCIDO O aminoácido é reconhecido por uma proteínas específica chamada de aminoacil-RNAt-sintetase (existe uma enzima específica dessas para cada um dos 20 aminoácidos). Essa enzima possui três sítios de ligação: um para o aminoácido específico, um para o ATP (fornecimento de energia para o AA) e um para o RNAt. Primeiramente, a enzima se liga ao AA e ao ATP, resultando em dois fósforos pirofosfato. Ela reconhece o RNAt específico para esse AA e os ligam. A ativação do AA consiste justamente na união do RNAt e o AA, com fornecimento de energia, para formar o adenilato, que tem sua nomenclatura baseada no AA ao qual o RNAt se liga (RNAt + Prolina = Adenilato de Prolina; RNAt + Valina = Adenilato de Valina). 3 nucleotídeos = 1 códon = 1 AA Arlindo Ugulino Netto. GENÉTICA 2016 (Glicina) (Alanina) LIGAÇÃO PEPTÍDICA nºLP = nºAA - 1 Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 2 www.medresumos.com.br TRADUÇÃO II INICIAÇÃO A tradução inicia-se com um códon de iniciação AUG que corresponde a um tRNA iniciador que transporta sempre a metionina (não-formilada). Em procariontes, antes do códon AUG, existe uma sequencia de 5 a 6 bases do RNAr da subunidade menor (sequencia de Shine Dalgarno) que se pareia com o RNAt, fazendo com que o ribossomo localize, justamente, o códon de iniciação AUG. Este tRNA iniciador liga-se à pequena subunidade ribossomal. Há também a ligação de fatores de iniciação. OBS 5 : Em eucariontes, a sequência que precede do códon de iniciação chama-se Kosack, onde há a presença do cap, que faz com que o ribossomo páre justamente nesse local para iniciar a síntese. A pequena subnidade ribossomal liga-se à extremidade 5’ do mRNA e percorre-o até encontrar o primeiro AUG (após a sequencia de Shine Dalgarno). Após a leitura do códon de iniciação AUG, com a chegada do anticódon UAC, associados à fatores de iniciação, a grande subunidade ribossômica liga-se à pequena subunidade, formando um ribossomo funcional. OBS 6 : Complexo de iniciação: Ribossomo + RNAm + RNAt + AA Metionina. O RNAt iniciador encontra-se no sítio P (peptidil) deixando o sítio A (aminoacil) vazio, pronto para que outra molécula de aminoacil- tRNA o ocupe, iniciando a síntese proteica. Apenas o RNAt inicial entra no sítio P, enquanto todos os demais entram no sítio A, devido o fator de iniciação IF-2 que se liga especificamente ao RNAt da metionina. OBS 7 : Na iniciação de eucariontes, primeiramente a subunidade menor se liga ao RNAt com a metionina e, em seguida, esse conjunto se liga ao RNAm para então se ligar à subunidade maior. Enquanto que em procariontes, a subunidade menor se liga ao RNAm e, em seguida, o RNAt com o aminoácido metionina se liga ao códon AUG para então se ligar à subunidade maior. OBS 8 : Outra diferença está nos fatores de iniciação que podem ser encontrados nos eucariotos (cerca de 10) e nos procariontes (3 fatores). Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 3 www.medresumos.com.br OBS 9 : O IF-3 é um fator de dissociação, que não deixa as subunidades dos ribossomos se unirem. Ele sai da subunidade menor no momento da chegada do códon AUG, permitindo a ligação da subunidade maior. ELONGAÇÃO Após o complexo de iniciação ter sido formado, a tradução continua pelo alongamento da cadeia polipeptídica. O sítio A, até então vazio, é ocupado por um aminoacil-RNAt correspondente ao segundo códon do mRNA. O fator de iniciação EF- TU faz com que o segundo e os futuros RNAt que chegarão, se liguem no sítio A. A metionina se solta do RNAt iniciador e liga-se por ligação peptídica aos aa recém-chegado no local A, formando um peptidil- tRNA. O RNAr, funcionando como ribozima, realiza essa ligação entre os AA. De seguida, ocorre a translocação, em que o ribossomo se move 3 nucleotídeos ao longo do mRNA, posicionando o próximo códon num sítio A vazio. Assim, o peptidil-RNAt é translocado do sítio A para o P e o RNAt iniciador do sítio P para o E (exit - saída). A ligação de um novo aminoacil-RNAt ao sítio A, induz a libertação do RNAt iniciador do sítio E, deixando o ribossomo pronto para a inserção do próximo AA na cadeia polipeptídica em formação. O alongamento da cadeia polipeptídica prossegue até que um códon de STOP (parada) seja translocado no sítio A do ribossomo. TERMINAÇÃO Após vários ciclos de alongamento surge um códon STOP (UAA, UAG, UGA) no local A. Estes códons não são reconhecidos por nenhum RNAt. Liga-se um fator de terminação ao códon STOP, o fator de liberação RF (release factor). Esta ligação altera a atividade da peptidil transferase, que catalisa a adição de H2O (em vez de um AA) ao peptidil- RNAt. Dá-se a hidrólise da ligação entre o peptídeo e o RNAt, com consequente libertação do peptídeo e do RNAt do ribossomo. O ribossomo liberta o RNAm e dissocia-se nas suas 2 subunidades. OBS 10 : Devido ao fato do RNAm ser instável e de vida curta, existem os polirribossomos, que formam aglomerados de ribossomos em fila para aproveitar a mesma mensagem e produzir a mesma proteína varias vezes como forma de economia de energia para a célula. ANTIBIÓTICOS COMO INIBIDORES DE SÍNTESE PROTEICA PROCARIÓTICA Muitos dos mais eficientes antibióticos utilizados na medicina moderna são compostos produzidos por fungos que inibem a síntese proteica bacteriana. Algumas dessas drogas exploram as diferenças estruturais e funcionais entre os ribossomos bacterianos e eucarióticos de forma a interferir preferencialmente com o funcionamento dos ribossomos bacterianos. Consequentemente, alguns desses compostos podem ser ingeridos em altas doses sem que ocorra uma toxicidade indesejada nos seres humanos. Tendo em vista que diferentes antibióticos se ligam a diferentes regiões dos ribossomos bacterianos, eles frequentemente inibem passos distintos no processo sintético. Alguns antibióticos mais comuns estão listados natabela a seguir: Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 4 www.medresumos.com.br Antibiótico Células-alvo Efeito Estreptomicina Procariótica - Inibe a iniciação - Provoca erro na leitura do mRNA Tetraciclina Procariótica - Inibe a ligação do aminoacil-tRNA ao sítio A do ribossomo Cloranfenicol Procariótica - Inibe a atividade da peptidil transferase Eritromicina Procariótica - Liga-se à subunidade 50S do ribossomo e inibe a translocação Puromicina Procariótica e Eucariótica - Provoca a terminação prematura da cadeia, atuando como um análogo do aminoacil-tRNA Cicloheximida Eucariótica - Inibe a atividade da peptidil transferase OBS 11 : Resistência das bactérias a antibióticos. O plasmídio (pequeno cromossomo circular) das bactérias possui um gene de resistêcia a antibióticos. Geralmente, esse plasmídio está pesente em bactérias mutualistas do próprio organismo humano. Se uma bactéria patogênica obter esse plasmídio por conjugação, ela se tornará resistente também. A salmonela, por exemplo, por conjugação, pode receber o gene da E. coli, bactéria presente no intestino, obtendo assim, diferentes meios de resistência. O plasmídio das bactérias resistentes produz uma enzima que distroi o princípio ativo do antibiótico. Uma bactéria pode produzir a enzima penicilase, por exemplo, que inibe a ação da penicilina. OBS 12 : Bactérias assimilam 20 aminoácidos por segundo, enquanto os seres eucariotos assimilam 2 aminoácidos, devido ao maior número de fatores.
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