Tradução do RNAm Aula 4

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TraduçãoTradução
“Decifrando o alfabeto molecular”
Faculdade de Ciências Sociais Aplicadas
Disciplina- Biologia Molecular e Celular
Curso- Enfermagem – 1º semestre
Profª Msc. Nathália Lima
27/10/2017
Dogma central da Biologia Molecular
Tradução
• Síntese de polipeptídeos, usando como molde moléculas de mRNA
e acopladores (tRNA);
• Maquinaria necessária – Ribossomos, tRNA, mRNA ; ~ 300
moléculas envolvidas;
• Processo rápido: ~20 resíduos/seg;• Processo rápido: ~20 resíduos/seg;
• Erro: 1 a cada 10.000 aa adicionados;
• Etapas: iniciação, alongamento e término;
• Local: citoplasma celular;
• A chave da tradução reside no código genético composto por
múltiplas combinações de três nucleotídeos consecutivos no
RNAm, os quais se relacionam especificamente com os 20 tipos de
aa usados na síntese de proteínas.
Síntese e Processamento de Proteínas
Transcrito primário
Transcrição
Processamento 
pós-transcricional
Processamento
pós-traducional
mRNA maduro
Proteína 
(inativa)
Tradução
Dobramento
Modificações 
covalentes nos 
aminoácidos
Proteína ativa
Fluxo da Informação 
Genética
Código genético
3 bases nitrogenadas
1 amino ácido
Código Genético
• “Dicionário molecular ” → Correspondência da sequência
de nucleotídeos levando à sequência de aminoácidos;
Códon → 3 bases nucleotídicas no mRNA que codificam• Códon → 3 bases nucleotídicas no mRNA que codificam
cada aminoácido (“palavra”);
• Códon:
– mRNA → A, G, C e U;
– “Escrita” da direção 5’ para 3’;
– 64 combinações diferentes de bases;
1 códon  3 nucleotídeos no RNAm
Código Genético
1 códon  3 nucleotídeos no RNAm
7 códons  21 nucleotídeos
Revisando o 
Código Genético
61 dos 64 códons 
possíveis codificam os 
20 aminoácidos padrão20 aminoácidos padrão
Códons de terminação ou de 
parada ou sem sentido; não 
codificam aa.
UAG / UGA / UAAUAG / UGA / UAA
Código Genético
• Características:
– Especificidade – um determinado
códon sempre codifica o mesmo
AA;
– Universalidade – é conservado em
quase todas as espécies;
Degeneração do código
quase todas as espécies;
– Redundância ou Degeneração –
um AA pode ter mais de 1 trinca
que o codifica;
– Contínuo – sempre lido de 3 em 3
bases.
Degeneração do Código 
Genético 
Degeneração do Código 
Genético 
Outras sequências de mRNA podem especificar a 
mesma sequência de aminoácidos
Código genético
• Códon de iniciação- AUG (Raro- GUG, UUG)
• Códon de terminação- UAA, UAG, UGA
O códon de iniciação é a trinca AUG
• O primeiro códon a ser traduzido no RNAm é sempre
uma trinca AUG, cujas informações codificam o
aminoácido metiona;
• Como consequência, este códon cumpre duas funções:
assinala o lugar do começo da tradução;assinala o lugar do começo da tradução;
• O códon de iniciação não apenas especifica o primeiro
aminoácido das proteínas, como também determina o
“encaixe” das sucessivas trincas e, portanto, a síntese
correta das proteínas;
• Aminoácidos:
→ AAs essenciais;
• tRNAs ou moléculas adaptadoras:
– Possuem dois domínios: um que se liga especificamente
a um dos 20 aminoácidos e, do outro, um que se liga
também especificamente ao códon adequado;
Componentes da Tradução
também especificamente ao códon adequado;
– Segundo domínio – Anticódon: consiste em uma
combinação de três nucleotídeos, que é complementar à
do códon que codifica os aminoácidos (o códon específico
do RNAm;)
– As células humanas possuem apenas 31, e o déficit é
solucionado pela capacidade que têm vários RNAt de
reconhecer mais de um códon;
Componentes da Tradução
• A primeira base dos anticódons, em geral, são
adaptáveis, o que lhes permitem estabelecerem uniões
não habituais com bases complementares situadas na
terceira posição do códon;
• Assim, a G na primeira posição de um anticódon pode
ser pareada tanto com C (habitual), como com uma U
do códon;
•
• Inversamente, a U na primeira posição de um
anticódon pode fazê-lo com uma A (habitual) ou uma
G.
RNA 
Transportador 
Pareamento códon-anticódon
• Pareamento de bases Watson-Crick nas duas
primeiras bases do códon
– 3’-5’ to 5’-3’ (pareamento anti-paralelo)
Pareamento Não - Habitual
1 anticódon pode reconhecer mais de um códon
• Aminoacil-RNAt sintetase:
– Família de enzimas que ligam os
aa aos seus RNAt → ↑
especificidade que aumenta a
fidelidade da tradução da
mensagem genética;
Componentes da Tradução
mensagem genética;
• mRNA (molde);
• rRNA e Ribossomos:
– Ribossomos: grandes complexos de RNAr e proteínas compostos
por duas subunidades
Componentes da Tradução
– São as estruturas responsáveis pela síntese protéica (local da
síntese). Livres ou no RER.
– Ribossomo de eucariotos: subunidades 60S + 40S
– Em procariotos: subunidades 50S + 30S;
– rRNA: responsáveis pela estabilização do complexo de iniciação e
dos demais participantes da tradução
Componentes da Tradução
Ribossomos:
• Sítio P: neste sítio, o códon de iniciação é posicionado para seu pareamento com o
anticódon do RNAt que transposta metionina – primeiro aa da tradução.
• Sítio A: neste sítio, o códon adjacente é posicionado para seu pareamento com o 
anticódon do RNAt que transposta o próximo aa da cadeia polipeptídica.
• Sítio E: depois de ser traduzido, o códon é posicionado no sítio E (ou sítio de saída)
para seu desligamento com o RNAt, agora descarregado.
• Fatores protéicos:
• ATP e GTP.
Etapas da síntese de proteínas
1. Ativação do aminoácido;
2. Iniciação;
3. Elongação;
4. Terminação;
5. Dobramento/processamento pós-tradução.
• Ativação dos AAs:
– Ligação dos AAs aos seus RNAt ocorre no
citosol pelas aminoacil-RNAt sintetases.
– Duas ligações. de alta energia.
Ativação do aminoácido
EtapaEtapa 11
– Duas ligações. de alta energia.
Aminoacilação do RNAt
Requer:
• 20 aas
• 20 aminoacil-tRNA sintetases
•Energia – ATP
• RNAt
Duas etapas:
ATP + aa aminoacil-AMP + 2 Ppi
 Essa energia é então utilizada pela enzima para transferir o aa do
Aminoacil tRNA sintetase
 Com a energia da hidrólise do ATP, um aa se liga ao
AMP, com o qual forma um aminoacil - AMP
 Essa energia é então utilizada pela enzima para transferir o aa do
aminoacil-AMP para a A (AUG) do braço aceptor do tRNA compatível,
que reconhece o códon complementar no mRNA
Aminoacil-AMP + tRNA aminoacil-tRNA + 
AMPAminoacil tRNA sintetase
• Iniciação:
– O RNAm liga-se a subunidade menor ribossômica e ao
aminoacil-RNAt de iniciação;
– Esta etapa é regulada por proteínas citosólicas
Etapas da Síntese Protéica
Etapa 2Etapa 2
– Esta etapa é regulada por proteínas citosólicas
denominadas fatores de iniciação (IF) e acontece em dois
eventos;
– 1) O CAP do mRNA é reconhecido pelo ribossomo
(polirribossomo); O IF-4 liga-se ao mRNA consumindo
energia (ATP)
– 2) O metionil-RNAt(i)Met entra no sítio P da subunidade
menor do ribossomo, com o auxílio do IF-2 (GTP)
Etapas da Síntese Protéica
•• EtapaEtapa 22
• Iniciação:
• Outro fator de iniciação (IF-3), com o auxílio do IF-4 coloca
a extremidade 5’ do mRNA sobre uma das faces da
subunidade menor do ribossomo (Sítios P e A);subunidade menor do ribossomo (Sítios P e A);
• Imediatamente, a subunidade menor desliza sobre o mRNA
e detecta o códon de iniciação (AUG), que se coloca no sitio
P – através do anticódon;
• Logo, o próximo códon do mRNA se coloca no sítio A;
• A etapa de iniciação termina quando a subunidade menor
se combina com a subunidade maior, formando o ribossomo
– Desligamento do IF-2 e IF-3 mediado pelo IF-5
AA2
Etapas da Síntese Protéica
Etapa 3Etapa 3
• Alongamento
Requer:
– Complexo de iniciação
– Aminoacil-tRNAAA especificados pelos códons– Aminoacil-tRNAAAespecificados pelos códons
– Fatores de alongamento
– Peptidiltransferase
– GTP
• A etapa de alongamento começa quando se aproxima do
sítio A do ribossomo, outro aminoacil-tRNAAA, compatível
com o segundo códon do RNAm, com o qual se une;
• A reação é mediada por um fator de alongamento –EF-1
consumindo energia (GTP)
H H
-OOC – C – N - COH
R
N-terminal
5´
H
-OOC – C - NH2
R
A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U
Ribossomo
RNA mensageiro
5´ 3´
U A C
Etapas da Síntese Protéica
• Quando ambos aminoacil-RNAtAA ficam próximos,
o aa situado no sítio P, no momento que se
desacopla do metil-RNA(i) se liga mediante uma
ligação peptídica ao aminoácido situado no sítio A;
• Forma-se um dipepidil-RNAt, que permanece no• Forma-se um dipepidil-RNAt, que permanece no
sítio A;
• Fora do ribossoma encontra-se o terceiro códon do
RNAm, ao qual se ligará o correspondente
aminoacil-RNAtAA;
• Esta ligação é mediada por um fator de
alongamento;
• Formação da ligação peptídica
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
• O deslizamento do mRNA em direção a sua extremidade
5`, através do fator de alongamento EF2 -
TRANSLOCAÇÃO.
• faz com que o códon de iniciação seja desalojado do sítio P
e, por conseguinte, do ribossomo;
Etapas da Síntese Protéica
e, por conseguinte, do ribossomo;
• O segundo códon se muda do sítio A para o P e o terceiro
códon ingressa no síto A que estava vago;
• O deslizamento dos códons desloca também os respectivos
RNAt, fazendo com que o RNA(i) saia do ribossoma, o
dipeptidil-RNAt passa ao sítio P e o terceiro aminoacil-
RNAtAA se acomoda no sítio A;
Etapas da Síntese Protéica
• O passo seguinte compreende a formação de um
tripeptidil-RNAt, que permanece no sítio P até a
proxima translocação do RNAm;
• Os processos se repetem, consecutivamente, códon• Os processos se repetem, consecutivamente, códon
após códon e, no quarto passo, é formado um
tetrapeptidil-RNAt e depois, peptidil-RNAt cada vez
mais longos, que se translocam do sítio P ao A
conforme ocorrem as ligações peptídicas.
H
-OOC – C - NH2
R
• Translocação
• Requer GTP
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 O H H H H
-OOC – C – N – C – C – N – C- C –N -COH
R H R O R
-
--
A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C C A G
•• EtapaEtapa 44
• Terminação:
– Ocorre quando 1 dos 3 códons (UAA, UAG, UGA) de
terminação é “colocado” no sítio A;
Etapas da Síntese Protéica
terminação é “colocado” no sítio A;
– Fator de terminação – eRF-1 liga-se ao stop codon;
– Devido a ausência de um novo aminoacil-RNAtAA, o
polipeptídeo (localizado no sitio P), se desliga do ultimo
tRNA e se desprende do RNAm e do Ribossomo;
– O desprendimento requer outro fator de terminação
eRF-3 e energia (GTP)
Etapas da Síntese Protéica
•• EtapaEtapa 55
•• Processamento
• Após a tradução, algumas proteínas, antes de
assumirem a sua conformação nativa, têm a suaassumirem a sua conformação nativa, têm a sua
estrutura primária alterada por modificações pós-
traducionais;
• Influencia a estrutura e função de proteínas;
 Dobramento (Folding);
 Clivagem proteolítica (incluindo amino-terminal);
 Modificações covalentes nos aminoácidos;
 Degradação.
20 aminoácidos diferentes
Modificações covalentes nos aminoácidos 
(modificações pós-traducionais):
Ex:
Metilação
Acetilação
Hidroxilação
~200 aminoácidos 
diferentes 
(modificados covalentemente)
Glicosilação
Fosforilação
Grupos prostéticos
Acilação
Fosforilação
Carboxilação
Metilação
Etapas da Síntese Protéica
Glicosilação
Os carboidratos são 
ligados aos resíduos de 
aminoácidos através de 
ligações N- ou O-
glicosídicas
As proteínas assumem a sua conformação nativa com o auxílio 
das chaperonas ou proteínas do estresse ou proteínas do choque 
térmico (heat shock proteins).
Etapas da Síntese Protéica
Ajudam as proteínas a se moldar, associar a outras proteínas de maneira 
estável e tornarem-se estruturas ativas, evitando a associação de proteínas 
Conformação 
Desnaturada
Conformação 
Nativa
estável e tornarem-se estruturas ativas, evitando a associação de proteínas 
ainda não dobradas corretamente
Peptídeo sinal direciona proteínas secretadas e/ou glicosiladas para o 
retículo endoplasmático (ER)