SINTESE PROTEICA

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SÍNTESE	PROTEICA
Profa.	Dra.	Maria	Pil
mariapil@gmail.com
Borges-Osório	&	Robinson.	Capítulo	1.
Griffiths et	al.	Capítulos 8	e	9.
Dogma	central	da	biologia	molecular
”Existe	uma	unidirecionalidade na	
expressão	da	informação	contida	
nos genes de	uma célula,	ou	seja,	que	o	
DNA	é transcrito no RNA	mensageiro e	que	
este	é	traduzido à proteína,	elemento	que	
por	fim	efetua	a	ação	celular.	O	dogma	
postula	igualmente	que	apenas	o	DNA	é	
capaz	de	duplicar-se e,	
consequentemente, reproduzir-se e	
transmitir	a	informação	genética	aos	
descendentes.	O	dogma	foi	pela	primeira	
vez	proposto	por Francis	Crick em	1958, e	
divulgado	num	artigo	da	revista Nature em	
1970.”
Proteínas
• Proteínas	estruturais:	conferem	a	forma	ao	organismo	construindo	as	paredes	celulares,	
membranas	nucleares,	conteúdo	citoplasmático	e	organelas.
• Enzimas:	proteínas	especializadas	na	catálise	de	reações	biológicas
• Anticorpos:	proteínas	responsáveis	pela	defesa	do	organismo.
• Hormônios:	proteínas	que	regulam	o	funcionamento	normal	do	organismo
Aminoácidos
• As	proteínas	são	formadas	por	uma	cadeia	de	aminoácidos.
• Todos	têm	um	grupo	ácido	carboxílico	(-COOH)	e	um	grupo	
amino	básico	(-NH2)
• A	diferença	entre	os	aa	está	no	radical	(R)	
• Dois	aa	se	unem	pelas	ligações	peptídicas	formadas	pela	reação	
do	-NH2 de	um	aa	com	o	-COOH	de	outro.
Código	genético
Estruturas	das	proteínas
• As	proteínas	têm	quatro	níveis	estruturais:
• Estrutura	primária:	sequência	de	aminoácidos	que	forma	a	cadeia	
polipeptídica
• Estrutura	secundária:	dobramentos	da	sequência	primária.	Organização	
espacial,	confere	funcionalidade
• Estrutura	terciária:	organização	em	3D	de	todos	os	átomos.	Interação	entre	
aa	e	água	circulante
• Estrutura	quaternária:	encontrada	em	proteínas	multiméricas,	agregados	de	
mais	de	uma	cadeia	polipeptídica
RNA
1.	O	RNA	é	geralmente	uma	cadeia	de	nucleotídeos	unifilamentares,	não	uma	dupla	hélice	
como	o	DNA.	RNA	e	mais	flexível.	As	ligações	açúcar-fosfato	são	feitas	nas	posições	5'	e	3'	do	
açúcar,	como	no	DNA;	logo,	uma	cadeia	de	RNA	terá	uma	ponta	5'	e	uma	3'.
2.	O	RNA	tem	o	açúcar	ribose	em	seus	nucleotídeos,	em	vez	da	desoxirribose	encontrada	no	
DNA.	
3.	Os	nucleotídeos	de	RNA	(chamados	de	ribonucleotídeos)	contêm	as	bases	adenina,	guanina	
e	citosina,	mas	a	base	pirimidinica uracil (abreviada	por	U)	no	lugar	de	timina.	
4.	O	RNA,	como	as	proteínas,	mas	não	como	o	DNA,	pode	catalisar	reações	biológicas.	O	nome	
ribozima foi	criado	para	as	moléculas	de	RNA	que	funcionam	como	enzimas	proteicas.	
RNA
Tipos	principais	de	RNA
1. Pré-mRNA	(pré-RNA	mensageiro):	é o	primeiro passo da	transcrição.	Ligado à
proteínas (ribonucleoproteínas heterogêneas nucleares [hnRNPs]).	Contém ainda
íntros +	éxons.	
2. mRNA	(RNA	mensageiro)	processado:	carrega a	“informação”(ou seja,	a	seqüência de	
bases)	para	a	síntese da	proteína.
3. tRNA (RNA	transportador):	carrega os aminoácidos que	serão adicionados à proteina
nascente,	e	faz a	“leitura”	da	sequência de	bases	do	mRNA.	Isso quer dizer que	o	tRNA
é a	molécula que	decodifica o	código genético.
4. rRNA (RNA	ribossômico):	é um	constituinte estrutural e	funcional dos	ribossomos,	
aonde a	síntese proteica vai acontecer.	
RNAs na	síntese	proteica
éxon
intron
espaço entre	genes
Eliminação	é	feita	por	pequenas	
moléculas	de	RNA	chamadas	ribozimas.
Eliminação	dos	íntros dos	
PRÉ-mRNA
Capping:	adição	de	um	
nucleotídeo	específico	(guanina	
metilada)	chamada	cap (capuz)	à	
extremidade	5’	do	pre-mRNA.	
Confere	vantagem	ao	transporte	
para	o	citoplasma	e	sua	ligação	
aos	ribossomos.	Proteção	da	
degradação	por	exonucleases
Poliadenilação:	adição	de	cerca	
de	200	nucleotídeos	de	adenina	à	
extreminada 3’,	formando	a	
sequência	poli-A	ou	cauda	poli-A.		
Pré-mRNAàmRNA
mRNA:	RNA	mensageiro
• Transfere	a	informação	contida	nos	genes	estruturais	para	as	sequências	de	
aminoácidos	que	formam	as	proteínas
• É	o	RNA	que	é	traduzido	em	polipeptídeos
• Após	ser	processado	a	partir	do	pré-mRNA contém	apenas	ÉXONS
tRNA:	RNA	transportador
• Algumas	bases	formam	ligações	fracas	
entre	si	formando	alças	
• Sua	configuração	permite	o	
reconhecimento	e	ligação	de	aminoácidos	
por	uma	de	suas	extremidades	e	ligação	à	
determinados	códons	do	mRNA pela	outra	
extremidade.
• Transporta	aminoácidos	para	o	ribossomo.
• O	tRNA carregando	um	aminoácido	se	
chama	aminoacil-tRNA.
• Cada	aminoácido	possui	um	ou	mais	tRNA
específicos.
tRNA
Códon	e	Anticódon
RNA	ribossômico
• Sintetizado	nos	nucléolos
• Junto	com	certas	proteínas	ribossômicas	sintetizadas	no	citoplasma	e	transportadas	para	
o	nucléolo	formas	os	RIBOSSOMOS
• Nos	ribossomos	se	dá	a	tradução	genética,	ou	seja,	a	síntese	proteica.
Ribossomos
•	20	nm (200	angstroms)	em	
diâmetro,	por	isso	são	facilmente	
detectados	em	microscopia	
eletrônica	
•	Constituídos	por	65%	rRNA e	35	%	
proteínas	ribossomais
•	Alguns	ribossomos	estão	livres	no	
citosol,	mas	a	maioria	está	ligada	à	
membrana	externa	de	algumas	
regiões	do	retículo	endoplasmático,	
que	passa	a	ser	chamado	de	reticulo	
endoplasmático	rugoso
E					P A
Subunidades	do	ribossomo
• Todos	os	ribossomos	são	constituídos	por	duas	subunidades
• Cada	subunidade	contém	rRNA e	várias	proteínas	
• Procariotos	têm	ribossomos	70S,	constituídos	de	uma	unidade	30S	e	outra	50S	
• Eucariotos	têm	ribossomos	80S,	constituídos	de	uma	unidade	40S	e	uma	60S	
• Mitocôndrias	e	cloroplastos	têm	ribossomos	70S,	similares	aos	bacterianos
Sítio P: sustenta a cadeia nascente covalentemente ligada ao tRNA
Sítio A: entrada de tRNA carregados
Sítio E: sítio de saída serve para saída dos tRNA descarregados
(apenas no ribossomo procariótico).
Ribossomo
Ribossomo
Ribossomos	fazem	a	SÍNTESE	PROTEICA
• Ribossomos	livres	no	citosol sintetizam	proteínas	que	vão	ser	utilizadas	no	citosol.	
• Ribossomos	associados	ao	retículo	endoplasmático	sintetizam	proteínas	que	serão	
exportadas	para	o	meio	extracelular,	direcionadas	à	outras	organelas	ou	inseridas	em	
membrana.	Nesse	caso,	as	proteínas	são	“internalizadas”	no	retículo	ao	mesmo	
tempo	que	o	processo	de	tradução.
Outros	tipos	de	RNA
Atividade
Liste	os	tipos	de	RNA	vistos,	suas	principais	funções	e	
onde	ocorrem
Sequências	de	DNA	contém	informações	que	especificam	quando,	onde	e	como	grande	
parte	do	produto	gênico	é	feita.	Essa	informação	é	estática,	inserida	na	sequência	do	
DNA.	
Para	usar	a	informação,	deve	ser	sintetizada	uma	molécula	intermediária	que	é	uma	
cópia	de	um	gene	distinto	com	o	uso	da	sequência	de	DNA	como	um	guia.	Essa	molécula	
é	o	RNA,	e	o	processo	de	sua	síntese	a	partir	do	DNA	e	chamado	de	transcrição.
Transcrição
TRANSCRIÇÃO
• Processo	pelo	qual	a	informação	genética	é	
transmitida	do	DNA	para	o	RNA.	
• Abertura	da	fita	dupla	de	DNA	pela	quebra	das	
pontes	de	hidrogênio.	
• Nucleotídeos	de	RNA	pareiam	com	os	de	DNA
Apenas um	filamento de	
DNA	é o	molde para	a	
transcrição gênica,	mas	
esse filamento varia com	o	
gene.	O	sentido da	
transcrição é sempre o	
mesmo para	qualquer
gene	e	começa da	ponta 3'	
do	molde de	DNA	e	da	
ponta 5'	do	RNA	transcrito.	
Assim,	os genes	transcritos
em sentidos diferentes
usam filamentos opostos
do	DNA	como moldes.	
RNA	novo: 5’à 3’
A	enzima	responsável	pela	transcrição	é	a	RNA-polimerase
As	RNA-pol desempenham	todas	as	atividades	necessárias	para	a	transcrição:
1)	reconhecem	e	ligam-se	à	seqüências	específicas	de	DNA;
2)	desnaturam	o	DNA,	expondo	a	seqüência	de	nucleotídeos	a	ser	copiada;
3)	mantêm	as	fitas	de	DNA	separadas	na	região	de	síntese;
4)	mantêm	estável	o	duplex	DNA:RNA	na	região	de	síntese;
5)	restauram	o	DNA	na	região	imediatamente	posterior	à	da	síntese;	e
6)	sozinhas	ou	com	auxílio	de	proteínas	específicas,	terminama	síntese	do	RNA.
RNA	polimerase
Tipos	de	RNA	polimerase
• RNA	polimerase	I – transcreve	os	RNAs ribossômicos
• RNA	polimerase	II	– transcreve	todos	os	genes	codificantes de	proteína,	para	
os	quais	o	transcrito	final	é	o	RNA	mensageiro	e	parte	dos	pequenos	RNAs
nucleares
• RNA	polimerase	III	– transcreve	o	RNA	transportador	e	alguns	RNAs
ribossômicos	e	outros	RNAs nucleares
Promotor O	promotor	é	caracterizado	por	uma	sequência	de	DNA	
necessária	para	que	a	RNA-pol II	se	ligue	ao	molde	e	
comece	a	transcrição.
A	transcrição	ocorre	no	núcleo
Passos	da	transcrição
1. Reconhecimento	do	molde:	ligação	da	RNA-pol II	ao	sítio	promotor	do	gene.	Nesse	
local,	a	dupla-hélice	do	DNA	se	desenrola	e	se	separa	formando	a	bolha	de	
transcrição
2. Início	ou	iniciação:	sintetizadas	e	liberadas	as	primeiras	sequências,	terminando	
quando	a	enzima	se	libera	do	promotor.	
3. Alongamento:	a	RNA-pol II	alonga	a	fita	de	RNA	se	movendo	ao	longo	do	DNA
4. Finalização	ou	términação:	reconhecimento	do	ponto	final.	RNA-pol II	e	fita	de	RNA	
são	liberadas.	Nesse	estágio	a	fita	de	RNA	é	a	pré-mRNA.
5. Processamento	pós-transcripcional (co-transcripcional):	transformação	do	pré-RNA	
em	mRNA através	do	splicing (encadeamento)	e	capping (poliadenilação).
2.	Início
Os eucariontes requerem a	montagem de	muitas proteínas em um	promotor	antes	que	
a	RNA	polimerase II	possa começar a	sintetizar RNA.	Algumas dessas proteínas,	
chamadas de	fatores gerais de	transcrição (GTF),	ligam-se	antes	que	a	RNA	polimerase
II	se	ligue,	enquanto outros	se	ligam depois.	
1.	Reconhecimento	do	molde
1. GTFs reconhecem	e	se	ligam	às	sequências	no	promotor	e	
servem	para	atrair	a	RNA	polimerase	II	e	posicioná-la	no	sítio	
correto	para	começar	a	transcrição.
• GTF	e	o	cerne da	RNA-pol	II	formam o	complexo de	pré-
iniciação (PIC).
• A	sequência TATA	geralmente pode ser vista	no	promotor	
situada cerca de	30	pares	de	bases	(-30	pb)	do	ponto de	
início da	transcrição.	Essa	sequência,	chamada de	TATA	boxe,	
é o	sítio do	primeiro evento na transcrição:	a	ligação da	
proteína de	ligação a	TATA (TBP).
2. Quando	ligada	ao	TATA	boxe,	TBP	atrai	outros	GTF	e	o	cerne	da	
RNA	II	para	o	promotor,	formando	assim	o	complexo	de	pré-
iniciação.	
3. Após	a	transcrição	ter	sido	iniciada,	a	RNA-pol II	dissocia-se	da	
maioria	dos	GTF	para	alongar	o	transcrito	primário	de	RNA.	
Alguns	dos	GTF	permanecem	no	promotor	para	atrair	o	próximo	
cerne	de	RNA	polimerase.	
• A	transcrição	começa	após	a	fosforilação	do	domínio	da	
cauda	carboxila	(CTD)	da	RNA	polimerase	II.	
3.	Alongamento
• À medida que	a	RNA	polimerase se	move	ao longo do	DNA,	desenrola o	DNA	à frente dela e	reenrola o	
DNA	que	já foi transcrito.	Desse modo,	ela mantêm uma região unifilamentar de	DNA,	chamada de	
bolha de	transcrição,	dentro da	qual o	filamento-molde é exposto.	
• Na	bolha,	a	polimerase monitora a	ligação de	um	ribonucleosídeo trifosfato livre	para	a	base	exposta
seguinte no	molde de	DNA,	se	houver uma complementariedade,	e	adiciona-o	à cadeia.	
• A	energia para	a	adição de	um	nucleotídeo é derivada da	divisão do	trifosfato de	alta energia e	
liberação do	difosfato inorgânico
4.	Finalização	
A	transcrição de	um	gene	individual	continua	além do	segmento codificante de	proteína do	
gene,	criando uma regiao 3'	não-traduzida (3'	UTR)	na ponta do	transcrito.	O	alongamento
continua	até que	a	RNA	polimerase reconheça sequências especiais de	nucleotídeos que	
atuam como um	sinal para	o	término da	cadeia.	O	encontro com	os nucleotídeos de	sinal
inicia a	liberação do	RNA	nascente e	a	enzima do	molde.	
TRADUÇÃO	DO	RNA
• Consiste	na	transformação	da	mensagem	contida	no	mRNA em	uma	sequência	de	
aminoácidos	que	constituem	a	proteína.
• Participam	do	processo
• mRNA
• tRNA
• Ribossomos	(rRNA)
• Aminoácidos
• Sistemas	enzimáticos
A	síntese de	proteínas (tradução)	ocorre em 5	
etapas
1. Ativação	do	aminoácido:	formação	do	aminoacil-tRNA
2. Iniciação:	ligação	da	subunidade	pequena	e	do	metionina-acil-tRNA no	
sítio	AUG	
3. Elongação:	o	polipeptídio	nascente	é	elongado pela	ligação	de	novos	
aminoácidos	
4. Terminação:	a	parada	na	síntese	se	dá	pelo	encontro	de	um	stop	códon	
e	o	polipeptídio	se	desliga	
5. Enovelamento	e	processamento	pós-transcricional do	polipeptídio