Transcrição e Tradução do Material Genético

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Transcrição e 
Tradução 
Alexandre Curvelo 
alexandrecurvelo@hotmail.com 
Escola de Enfermagem 
Biologia Celular e Molecular 
Unidade 2 – O Núcleo e seu 
Material Genético 
Alexandre Curvelo 
alexandrecurvelo@hotmail.com 
Transcrição e Tradução 
Genoma 
• 1950 – DNA estrutura 
• “alfabeto” de 4 letras 
• 1990 – inicio do seqüenciamento humano 
• Qte informação 
– bactéria 500 genes 
– Homem 25.000 genes 
• Degeneração 
• Desordenação (pp multicelulares) 
 “ A informação hereditária restringe as características 
bioquímicas e estruturais das células provando que a 
biologia não é infinitamente complexa” 
Dogma central 
• Direcionamento indireto do genoma 
DNA RNA PROTEÍNA 
Etapas seqüenciais de processamento 
Transcrição 
 “Copia de uma parcela específica da 
seqüência de nucleotídeos do DNA –
um gene– sob a forma de uma 
seqüência de nucleotídeos de RNA” 
do DNA ao RNA 
• Transcrição de um gene em forma de RNA 
• Diferenças de seqüencias (DNA≠RNA) 
• Diferenças Quimicas 
• RNA – ribonucleotideos 
• RNA – base U uracila no lugar de T (timina) 
– Ambas formam pontes de H com A 
• Ou seja combinações C-G e A-U 
• Diferenças estruturais 
• RNA- fita simples 
– Dobramento 
– Funções especificas 
Os diversos tipos de RNA 
 “A maioria dos genes carreados no DNA codificam a 
seqüência de aminoácidos de proteínas. As moléculas de 
RNA que são copiadas a partir desses genes e definem a 
síntese de proteínas são chamadas de RNA mensageiros 
(mRNA). Entretanto, o produto final de uma minoria de 
genes é o próprio RNA em variadas formas que são 
denominados RNAs não-codificantes” 
RNA mensageiro 
• Codificante 
• Transcrito complementar de uma das 
fitas de DNA (molde) 
• Especifica a seqüência de aa 
do DNA ao RNA 
• Transcrito (RNA) 
• Elaborado em 1 das 2 fitas 
• Desespiralização enzimática 
• RNApolimerases 
• Deslocamento paulatino 
• Exposição para pareamento (5’-3’) 
• Ligação nucleotideo em fosfodiester (cadeia linear) 
• Substratos trifosfatos de nucleotídeos 
• ATP, GTP, UTP, CTP (energia) 
• Liberação imediata permite produção de copias 
• Produção concomitante de cópias (varias polimerases) 
• 20 nucleotídeos/seg (rapidez – erro de pareamento) 
 
RNA polimerase 
• Complexo de múltiplas subunidades 
• Fator sigma associado ao cerne (halo-enzima) 
– Indicam o inicio da transcrição 
– Reconhecimento do promotor (no DNA) 
• Catalisam as ligações que unem os nucleotídeos 
• Após 10 nucleotídeos se solta do promotor e libera fator sigma 
• Mantem transcrição 50 nucleot/seg até o “terminador” (no DNA) 
• Liberação da cadeia molde de DNA e do RNA transcrito 
• Não possui atividade de revisão e correção nucleotídica 
pré-mRNA → mRNA 
• Transcrição para pré-RNA 
• 1ª modificação 
– Adição de quepe 5’ (adição de G modificado) 
– Permite a identificação do mensageiro 
– Processo enzimático 
• 1ª fosfatase – remove 1 fosfato 
• 2ª guanil-transferase – adiciona GMP 
• 3ª metil-transferase – adiciona metil a guanosina 
 
pré-mRNA→mRNA 
• íntrons 
• éxons 
• Transcrição para pré-RNA 
• 2ª modificação 
• Splicing (processo) 
• Remoção dos íntrons 
• Ligação de éxons 
• Fosforilação da adenina específica 
• Liberação da OH une os dois éxons 
• Liberação dos íntrons em forma de laço 
• Complexo spliceossomo 
Spliceossomo 
• Splicing – RNA não codificantes 
• snRNA (pequenos RNAs nucleares) 
– U1, U2, U3, U4, U5, U6 
• snRNAs associados a ptn → snRNP 
• snRNP formam cerne do spliceossomo 
 
Grande complexo de RNA e de Proteínas 
que realiza o splicing do pré-RNA na célula 
do RNA à PTN 
• 1950 – desvendando a codificação 
• Nucleotídeos ≠ aminoácidos 
• 2000 – detalhamento do ribossomo 
• Processo de Codificação decifrado 
• “CÓDIGO GENÉTICO” 
Adenina 
Uracila 
Citosina 
Guanina 
 
do RNA à PTN 
• Transcrição (estruturas semelhantes) 
• 4 nucleotideos → 4 ribonucleotideos 
• RNA – PTN – tradução 
• 4 ribonucleotídeos → 20 aa 
• Seqüência de leitura do mRNA em 3 nuc (códon) 
• 4 x 4 x 4 = 64 combinações (tripletes) 
• AAA, AUA, AUG, etc 
• 3 stop-códons (UAA, UAG e UGA) 
• 61 codificadores de aa (alguns iniciadores) 
• Proteínas humanas ±20 aa 
• Tripletes redundantes (?) 
• Codificação universal todos organismos 
 
1. LINEAR: bases ribonucleotídeos do RNAm  LETRAS 
2. TRIPLO: Códon  3 nucleotídeos: 1 aminoácido 
3. NÃO AMBÍGUO: cd trinca nucleot. especifica apenas um 
aa 
4. DEGENERADO: um aa pode ser especificado por + 1 
trinca 
5. SINAIS DE INICIAÇÃO E TERMINAÇÃO 
6. SEM INTERRUPÇÕES 
7. NÃO SOBREPOSTO 
8. UNIVERSAL 
Características do Código Genético 
____________________________________________________________RESUMO 
tRNA 
• Moléculas adaptadoras de ligação ao 
codon (anti-codon) 
• Transporta o aa específico 
• Sintetizados pela RNA polimerase III 
• pre-tRNA → splicing → tRNA 
• Dobramento em duplas hélices 
• Molécula em “folha de trevo” 2 regiões 
1. Anticódon 
2. Fita simples em 3’ para ligação ao aa 
 
tRNA → aa 
• Reconhecimento e ligação 
por via enzimática 
• Aminoacil-tRNA-sintase 
(genérico) 
• 20 enzimas 
• Acoplamento covalente de 
aa específico pelo COOH 
 
Ribossomo 
• Organela sem membrana 
• Agregado de macromoléculas (rRNA, pré-
rRNA, snoRNA, proteínas ribossomais, etc) 
• rRNA processado e montado nos nucléolos 
em subunidades 
• Permite a interação do mRNA com o tRNA 
• Local onde a síntese protéica é realizada 
• Executa a TRADUÇÃO 
• movem-se ao longo da cadeia do RNAm 
• em células eucarióticas: 2 aa/segundo 
• em células procarióticas: 20 aa/segundo 
Domínios terminais 
• Acoplamento a tRNA pelo COOH 
• Enlongação pela ligação peptídica entra 
COOH do sitio P com NH2 do sitio A 
• Crescimento da cadeia de N-terminal 
para C-terminal 
• Ligação covalente interrompida a cada 
adição e imediatamente refeita 
“Uma proteína é sempre sintetizada a partir de sua 
extremidade N-terminal para sua extremidade C-terminal” 
Ribossomo 
• Eu e Pro similares em forma e função 
• Subunidade pequena – base para pareamento de tRNA 
• Subunidade grande – catalisa ligações peptídicas 
procarioto eucarioto 
Mecanismo 
• Subunidadas separadas quando inativas 
• Se unem sobre mRNA para iniciar síntese 
• mRNA puxado pelo ribossomo 
• Tradução da seqüência de códons por 
tRNA ancorados em sitios sequenciais 
• Adição dos aa em sequência 
• Enlongação da cadeia polipeptídica 
• Stop-codon liberação da proteina 
• Separação das subunidades 
• Etapas sequencias 
 
Iniciação 
Enlongação 
Terminação - liberação 
Iniciação 
• Formação do complexo de iniciação 
• Subunidade pequena 
• mRNA 
• tRNA-formil-metionina 
• Fatores de iniciação 
• Estabilização do mRNA na subunidade 
pequena pelo 5’cap 
• Inicio da tradução pelo 1º códon de 
iniciação (AUG) 
• metionina 
 
Enlogação 
• Entrada do 2º aminoacil-RNAt no sítio A 
do ribossomo (livre) 
• Formação da ligação peptídica 
• Movimentação do ribossomo ao longo do 
RNAm 
• Exposição de novo códon 
• Sítio A vazio: nova seqüência de 
procedimentos 
• Ação da paptidil transferase no sitio P 
• Liberação do tRNAno sitio E 
 
3 a 5 aa/s 
Proteína com 100 a 200 aa 
menos 1minuto 
Polissomo 
 Vários ribossomos podem 
traduzir uma única mensagem? 
Terminação 
• Síntese é interrompida quando o 
ribossomo alcança um dos códons de 
terminação: UAA, UAG, UGA 
• Fatores de terminação reconhecem esses 
códon:RF1, RF2, RF3 
• AA-tRNA do sítio A passa para o sitio P 
• Liberação 
 - Subunidades > e < 
 - RNAt 
 - RNAm 
 
Dobramento e secreção 
• PTNs são entidades funcionais 
essenciais de uma célula 
• Atividade esperada 
– Conformação adequada 
– Correta localização 
 
Dobramento 
• Chaperonas moleculares 
• Não se tornam parte das ptns formadas 
• Impedem agregação impropria 
• “chaperonina” 
• Ptn não dobrada ou dobrada incorretamente 
• Dobramento no interior 
• Energia por hidrólise de ATP 
• Outras chaperonas encaminham para 
chaperonina 
• PROTEASES – proteólise 
Secreção 
• Direcionamento para o local de atuação 
• Eucariotos maioria ptn atravessam 
alguma membrana 
• Como? 
– 1º - sequencia sinal 
• N-terminal extra (20aa) 
• Carga positiva direciona a membrana 
• Sinaliza para ser exportada por chaperonas 
– 2º - retenção nos ribossomos 
• Ribossomos associam-se a membranas 
• Ribossomos associam-se a chaperonas