Síntese ptn

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Síntese de proteínas
Do DNA à proteína
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DNA genômico não sintetiza diretamente proteína, 
utiliza o RNA como molécula intermediária.
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Do DNA à proteína
A TRANSCRIÇÃO e a TRADUÇÃO são os meios pelos quais as células lêem ou expressam as informações genéticas em seus genes.
Todas as células expressam sua informação desta forma.
Existem variações em como esta informação flui nos diferentes organismos.
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DNA e RNA – são polímeros lineares compostos de 4 tipos diferentes de subunidades nucleotídicas unidas por uma ligação fosfodiéster
TRANSCRIÇÃO
Usa a mesma linguagem do DNA = sequência de nucleotídeos
Extremidade 5’
Extremidade 3’
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O RNA DIFERE DO DNA EM 3 ASPECTOS:
1- Os nucleotídeos do RNA são ribonucleotídeos , isto é, eles contêm o açúcar ribose em vez do açúcar desoxirribose
2- RNA contém uracila em vez da timina
3- RNA é uma fita simples e desta forma pode dobrar como uma proteína em conformação tridimensional e com isso apresenta funções estruturais e catalíticas
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Do DNA ao RNA
A TRANSCRIÇÃO PRODUZ O RNA COMPLEMENTAR DE UMA DAS FITAS DO DNA
A transcrição começa com a abertura e a desespiralização de uma pequena porção da dupla hélice de DNA para expor as bases da dupla fita de DNA
Essa fita exposta serve como molde para a síntese da molécula de RNA
RNA polimerase = enzima que realiza a transcrição.
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Diferentemente da DNA polimerase, a RNA polimerase não precisa de um iniciador, porque a transcrição não precisa ser tão exata.
Enzima que adiciona ribonucleotídeos. Após a adição do ribonucleotídeo, a cadeia de RNA é deslocada e a hélice de DNA se reassocia.
(A fita de RNA não se liga ao DNA por pontes de hidrogênio)
RNA polimerase
TRANSCRIÇÃO DE DOIS GENES ADJACENTES – várias cópias de RNA a partir da mesma fita de DNA 
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SÍNTESE PROTEICA
RNA MENSAGEIRO
São as moléculas de RNA que são copiadas a partir dos genes que definem a síntese de proteínas
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RNAs
mRNA – 3 a 5% do RNA total
rRNA – maioria do RNA nas células
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INICIAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO
A iniciação da transcrição necessita da ajuda de várias proteínas chamadas fatores gerais de transcrição, que se associam na região promotora do gene junto com a RNA polimerase.
 ajudam a posicionar a RNA polimerase no promotor
 auxiliam a separação das fitas de DNA
 liberam a RNA polimerase do promotor
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INICIAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO
RNA POLIMERASE II
TATA BOX- região onde se ligam fatores gerais de transcrição e a eles a RNA polimerase II formando o complexo de iniciação de transcrição
*normalmente está localizada uns 25 nucleotídeos antes do sítio de início da transcrição
 
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INICIAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO
A POLIMERASE II NECESSITA TAMBÉM DE PTNS MODIFICADORAS DE CROMATINA
O estado da cromatina é provavelmente o filamento de 30nm que parece ser a forma do DNA na qual a transcrição é iniciada
 
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TRANSCRIÇÃO
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TRANSCRIÇÃO
1- Capeamento da extremidade 5’ = adição de um nucleotídeo guanina modificado
2- Splicing do RNA = retirada dos íntrons
3- Capeamento da extremidade 3’ = cauda poli A
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SPLICING (PROCESSAMENTO)
O SPLICING DO RNA REMOVE AS SEQUÊNCIAS DE ÍNTRONS DE PRÉ-mRNAs RECENTEMENTE TRANSCRITOS
1- UM NUCLEOTÍDEO ADENINA ESPECÍFICO NA SEQUÊNCIA DO ÍNTRON ATACA A REGIÃO 5’ DE SPLICING E CORTA A ESTRUTURA DE AÇÚCAR-FOSFATO DO RNA
2- A ESTRUTURA CORTADA SE TORNA COVALENTEMENTE LIGADA AO NUCLEOTÍDEO ADENINA
3-CRIANDO UMA ALÇA DE RNA –
 As sequências dos dois éxons se unem formando um sequência codificante contínua 
(sequência de íntron é degradada) 
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O SPLICING DO RNA É REALIZADO PELO SPLICEOSSOMO
O SPLICING DE RNA É REALIZADO MAJORITARIAMENTE POR MOLÉCULAS DE RNA
ESSAS MOLÉCULAS DE RNA SÃO PEQUENAS E EXISTEM 5 DELAS (U1, U2, U4, U5, U6). ELAS RECONHECEM OS LIMITES DE ÉXONS E ÍNTRONS E PARTICIPAM DO SPLICING DO PRÉ mRNA
CONHECIDAS COMO snRNAS (PEQUENOS RNAs NUCLEARES)
 
SPLICING (PROCESSAMENTO)
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SPLICING (PROCESSAMENTO)
O SPLICING DO RNA É REALIZADO DE DIVERSAS MANEIRAS
SPLICING ALTERNATIVO
Aproximadamente 60% dos genes em humanos sofrem splicing de maneiras diferentes  produzindo mRNAs distintos 
Mecanismo de modificação da expressão de seus genes
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Adição da cauda poli A
Inicialmente o RNA é clivado
Depois a enzima poli-A polimerase adiciona ~200 nucleotídeos à extremidade 3’ 
Este processo auxilia a direcionar a síntese de proteínas no ribossomo.
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Os mRNAs eucarióticos são exportados do núcleo
Processo altamente seletivo
Associado ao correto processamento do RNA
Complexo do poro nuclear reconhece e transporta apenas mRNAs completos
O transporte ocorre
por ligação transitória
do
complexo exportador
de mRNA
às repetições FG
(fenilalanina-glicina)
das proteínas do poro
nuclear (nucleoporinas)
 É direcional: mRNA
só pode sair
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SÍNTESE PROTEICA
NUCLÉOLO – FÁBRICA DE RIBOSSOMOS
LOCAL DE PROCESSAMENTO DO rRNA E A SUA MONTAGEM SOB A FORMA DE RIBOSSOMOS
RNA polimerase I – transcritos de rRNA não são capeados, nem poliadenilados!
	 – 3 tipos de rRNA a partir de um rRNA precursor (45S)
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SÍNTESE PROTEICA
NUCLÉOLO – FÁBRICA DE RIBOSSOMOS
PROCESSAMENTO DO rRNA 45S
PRIMEIRO RNA TRANSCRITO: rRNA 45S – RNA NASCENTE E SERÁ AINDA MUITO MODIFICADO ATÉ SE FORMAR DUAS SUBUNIDADES RIBOSSOMAIS
1 ETAPA – O 45S É CLIVADO EM 3 FRAGMENTOS  18S , 28S E 5,8S
O FRAGMENTO 18S RECEBERÁ CERCA DE 30 PTNS E IRÁ PARA O CITOPLASMA CONSTITUINDO ASSIM A SUBUNIDADE MENOR
rRNA precursor 45S
Alterações químicas
Clivagem
13.000 nucleotídeos
5’
3’
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SÍNTESE PROTEICA
NUCLÉOLO – FÁBRICA DE RIBOSSOMOS
FORMAÇÃO DA SUBUNIDADE MAIOR NO RIBOSSOMO
OS FRAGMENTOS 28S E 5,8S (PROVENIENTES DA CLIVAGEM DO 45S) FORMARÃO A SUBUNIDADE MAIOR DO RIBOSSOMO, APÓS RECEBER MAIS UM FRAGMENTO DE 5S E CERCA DE 40 PTNS
SUBUNIDADE MAIOR= 28S+5,8S+5S+PROTEÍNAS
TAMBÉM É EXPORTADO PARA O CITOPLASMA
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SÍNTESE PROTEICA
ORIGEM DO 5S
O FRAGMENTO 5S QUE FORMARÁ A SUBUNIDADE MAIOR É O ÚNICO SEGMENTO QUE NÃO É TRANSCRITO NO NUCLÉOLO. UMA VEZ TRANSCRITO (DE UMA OUTRA REGIÃO DO CROMOSSOMA – TELÔMERO), O 5S MIGRA PARA O NUCLÉOLO ONDE SE ENCONTRAM COM OS FRAGMENTOS 28S E 5,8S.
A enzima é RNA polimerase III
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SÍNTESE PROTEICA
NUCLÉOLO – FÁBRICA DE RIBOSSOMOS
SUBUNIDADE MENOR
SUBUNIDADE MAIOR
As subunidades são transportadas para o citossol!!!!
Ribossomos – complexo de RNAr e proteínas, que se associam com o RNAm e catalisam a síntese de proteínas.
Possui 2 subunidades (pequena e grande); a subunidade pequena se liga ao mRNA e tRNA; a subunidade grande catalisa a ligação peptídica entre os aminoácidos.
 
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Do RNA à proteína – TRADUÇÃO
INICIAÇÃO DA SÍNTESE DE PROTEíNAS – conversão da informação do RNA para outra linguagem – os aminoácidos
O código genético:
a sequência de nucleotídeos em uma molécula de mRNA é lida consecutivamente em grupos de 3.
cada grupo de 3 nucleotídeos é denominado códon, e cada códon especifica ou um aminoácido ou a finalização do processo de tradução.
o código é redundante = diversos códons podem determinar 1 aminoácido
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Do RNA à proteína – TRADUÇÃO
PARA A PRODUÇÃO DA PTN É NECESSÁRIO CAPTAR OS AMINOÁCIDOS E COLOCÁ-LOS FISICAMENTE NA POSIÇÃO ADEQUADA, DE ACORDO COM A SEQUÊNCIA DE BASES INDICADAS NO RNA MENSAGEIRO
CAPTAÇÃO  EFETUADA PELO RNAt
RNA TRANSPORTADOR (transcrito pela RNA polimerase III)
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Os tRNAs se ligam aos aminoácidos através de uma ligação do tipo éster catalisada pela enzima aminoacil-tRNA-sintetase (20 tipos diferentes);
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TRADUÇÃO
TEM INÍCIO QUANDO A SUBUNIDADE MENOR DE UM RIBOSSOMO COM UMA MOLÉCULA DE RNAt, QUE CARREGA UM AMINOÁCIDO, SE ACOPLA AO RNA MENSAGEIRO.
EM SEGUIDA VEM A SUBUNIDADE MAIOR DO RIBOSSOMO.
 INICIAÇÃO DA SÍNTESE 
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A ligação de vários ribossomos em uma molécula de mRNA gera poliribossomos
SÍNTESE PROTEICA
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O ribossomo possui 4 sítios de ligação para moléculas de RNA
(1 para o mRNA e 3 para tRNAs)
Sítio E
Sítio P
Sítio A
Subunidade 
ribossomal
 grande
Subunidade 
ribossomal
pequenaSítio de ligação 
ao mRNA
Fornece uma região sobre a qual os tRNAs podem
 ser pareados sobre os códons do mRNA
Catalisa a formação das ligações peptídicas
SÍNTESE PROTEICA
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A tradução de um mRNA inicia com um códon AUG
O tRNA iniciador sempre carrega o aminoácido metionina
(removida depois por protease específica)
SÍNTESE PROTEICA
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tRNA iniciador
tRNA iniciador à 
subunidade ribossomal peq
tRNA iniciador
 move-se sobre o mRNA
 procurando AUG
Ligação da subunidade
 ribossomal grande
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O processo de elongação da cadeia polipeptídica em um ribossomo pode ser descrito 3 passos:
1. O aminoacil-tRNA se liga ao sítio A ao lado do sítio P ocupado por um peptidil-tRNA;
2. O rRNA da subunidade grande catalisa a ligação peptídica entre os aas do aminoacil-tRNA e do peptidil-tRNA e os dois tRNAs vão para os sítios P e E;
3. O ribossomo desliza sobre o mRNA, fazendo com que o sítio A fique liberado 3 bases à frente para uma nova ligação de um novo aminoacil-tRNA. 
SÍNTESE PROTEICA
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O término da síntese de proteínas no ribossomo se dá quando o códon de parada (UAA, UAG e UGA) é alcançado pelo ribossomo (sítio A). Fatores de terminação se ligam ao sítio A e o complexo ribossomo /mRNA/proteína se dissocia.
Terminação
Ligação do fator de
 liberação ao sítio A
SÍNTESE PROTEICA
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A tradução do mRNA não é o processo final de formação de uma proteína
Domínio N-terminal 
dobrado
Domínio C-terminal 
sendo dobrado
Dobramento completo da proteína 
após a liberação do ribossomo
Cadeia polipeptídica em crescimento
 o dobramento de muitas proteínas é feito com o auxílio de uma classe específica de proteínas – as chaperonas
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Controle de qualidade
um mecanismo de controle de qualidade destrói proteínas que contenham regiões hidrofóbicas anormalmente expostas
Proteína recentemente
 sintetizada
Dobramento correto sem auxílio
Dobramento correto com a ajuda de uma chaperona
Formas dobradas incompletamente digeridas no proteossomo
Agregado 
protéico
proteínas dobradas anormalmente podem se agregar e causar doenças
Doença de Huntington
Mal de Alzheimer
Doenças priônicas
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