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Código Genético e Tradução Carla Giovane Avila Moreira carlafarma@gmail.com GENÉTICA ANIMAL • Subunidade menor do ribossomo reconhece a sequência Shine- Dalgarno no mRNA. Depois de reconhecer o primeiro AUG o tRNA carregado com a metionina formilada se liga e posteriormente a unidade maior. A subunidade menor se ligada a metionia se liga a CAP na extremidade 5’ e passa a fazer a leitura do mRNA até encontrar o codon da metionia. Após o encontrar o primeiro AUG a unidade maior se liga. Diversos tipos de RNA são sintetizados no núcleo de células eucarióticas: •RNA mensageiro (mRNA): o qual será traduzido em proteínas •RNA ribossomal (rRNA): será utilizado para construir a maquinaria dos ribossomos (para síntese de proteínas) •RNA transportador (tRNA): moléculas de RNA que carregam aminoácidos para o polipeptídeo em crescimento • Ocorre no citoplasma com a participação de enzimas específicas que atuam nos diferentes tipos de RNAs aminoacil tRNA sintetases (aaRS) REGULAÇÃO GÊNICA •RNA nuclear pequeno (snRNA): a transcrição dos genes para mRNA, rRNA e tRNA produz um grande número de moléculas precursoras (“transcrito primário”) que devem ser processados dentro do núcleo para produzir moléculas funcionais para exportar para o citosol. Alguns destes passos são mediados pelos snRNAs. •RNA nucleolar pequeno (snoRNA): são RNAs presentes dentro do nucléolo e apresentam diversas funções (participam no processamento dos diferentes RNAs). •microRNA (miRNA): são moléculas de RNA muito pequenas (~22 nt) que contribuem na regulação da expressão do RNA mensageiro. • Um mRNA que contém uma série de codons que interagem com os anti-codons de tRNAs carregados com aminoácidos para formar uma cadeia poli-peptídica • Esta tradução é feita segundo o código genético Conceito • São as instruções para sintetizar moléculas protéicas e estão inscritas em código nas moléculas de DNA dos organismos vivos. • Uma base – somente quatro aminoácidos. 4n= Combinações possíveis • Duas bases – Somente dezesseis aminoácidos. 42 = 16. aminoácidos diferentes • Três bases – Sessenta e quatro aminoácidos. 43 = 64 combinações Código não superpostos aa1 aa2 aa3 Códon AUU GCU CAG CUU GAC Código não superposto AUU GCU CAG CUU ...... Aác. Correspondentes Isoleucina Ponto inicial Código não superpostos aa1 aa2 aa3 Códon AUU GCU CAG CUU GAC Código não superposto AUU GCU CAG CUU ...... Aác. Correspondentes Isoleucina Alanina Ponto inicial Código não superpostos aa1 aa2 aa3 ...... Códon AUU GCU CAG CUU GAC Código não superposto AUU GCU CAG CUU ...... Aác. Correspondentes Isoleucina Alanina Glicina Ponto inicial Código não superpostos aa1 aa2 aa3 Códon AUU GCU CAG CUU GAC Código não superposto AUU GCU CAG CUU ...... Aác. Correspondentes Isoleucina Alanina Glicina Leucina Ponto inicial Código superpostos aa1 aa2 aa3 ....... Códon AUU GCU CAG CUU GAC Código superposto AUU G CU CAG CUU GAC ...... Aác. Correspondentes Leucina Leucina Serina Leucina Ponto inicial Trincas do Código Genético •- Cada trinca do ribonucleotídeo do mRNA corresponde a um aminoácido (aa) na proteína. •- A combinação das 4 letras genéticas UACG, 3 a 3, permite obter 64 trincas diferentes. • 61 correspondem a aminoácidos e 3 correspondem a códons de terminação; UAA, UAG e UGA. •AUG – corresponde ao códon de iniciação Degenerado ou redundante 1. Existem vários tipos alternativos de tRNA. Cada tipo tem um anticódon diferente que faz par de bases com um códon diferente no mRNA 2. A degeneração geralmente é na terceira posição do códon, mas pode ocorrer na primeira. 3. O número de códons pode variar de 1 (UGG) para o triptofano até 6 (UCC, UCU, UCA, UCG, AGC e AGU) para a serina Características do código genético Tríplice: (3 bases = códon codificam um aa) Não superposto: (os aminoácidos consecutivos são especificados por palavras código consecutivas - códons) Degenerado ou redundante: (um mesmo aminoácido pode ser codificado por vários códons diferentes) Não é ambíguo: (cada códon corresponde a somente um aminoácido) Com sentido: (Start códon a um stop códon); Universal: (o mesmo para todos seres vivos). Utilização preferencial de codons (codon usage) Ácidos Alcool Sulforados Aromáticos Aminos Gene MC1R • RNA funcionais (95%) • RNA transportador (tRNA) • RNA ribossomico (rRNA) • RNA mensageiro (5%) •Os aminoácidos são ligados aos tRNAs por enzimas chamadas aminoacil-tRNA sintetases •O tRNA com um aminoácido é dito carregado •Cada aminoácido tem uma sintetase específica que o liga a apenas aos tRNAs que reconhecem os códons para este aminoácido particular. •Um aminoácido é ligado na ponta 3’ livre de seu tRNA. • A tradução ocorre nos ribossomos • Uma organela composta por duas unidades (maior e menor): mais que 50 proteínas em procariotos e 80 em eucariotos diferentes RNAs ribossomais • A tradução é dividida nas Etapas: • iniciação, • Extensão ou alongamento e, • terminação. • Iniciação: • em procariotos ocorre pela ligação da unidade menor (30 S) ao mRNA. • Em bactérias, o mRNA liga-se pela hibridização de uma sequência especial a sequência Shine- Dalgarno do rRNA 16S, parte da subunidade 30S. • O ribossomo então encontra o primeiro AUG da sequência do mRNA, onde liga-se ao anti-codon de Met-tRNA no sítio P. • (2) Elongação; • Ocorre por sucessivas amidações da cadeia nascente. A subunidade 50S liga-se a unidade menor, criando o sítio A. • Cada novo tRNA-aminoacil entra no sítio A, onde transfere a extremidade amino de seu aminoácido para a extremidade carboxílica da cadeia nascente. • O ribossomo inteiro agora “se desloca” sobre a posição do codon, de tal forma que a cadeia nascente é agora ligada oa sítio P. • A elongação requer energia providenciada pelo GTP. • Terminação: • Ocorre quando o sítio A alcança um stop codon. • Uma vez que não existe tRNA com um anticodon complementar ao stop codon, o ribossomo “pausa” até que se “desprende” do mRNA, e a cadeia polipeptídica termina. • Este processo é facilitado por uma proteína fator liberador que se liga no sitio-A do ribossomo contendo um stop codon para auxiliar a liberação da proteína. Sítio de saída (Sítio aminoacil) Fatores de liberação são altamente conservados. Residuos altamente conservados são mostrados em azul (acima 50% de identidade) e absolutamente conservados em verd. O motivo NIKS, em amarelo está envolvido no reconhecimento do stop codon sendo muito conservado (exceção em Tetrahymena). Interessantemente Tetrahymena usa um conjunto de stop codons não canônico. Comparação das sequências de aminoácido dos Fatores de Liberação entre diferentes organismos de diferentes taxons • O que acontece se houver uma mutação no anticodon? - produz umaoutra proteína (gera um polimorfismo); - para a tradução (códom de terminação) Sinais que iniciam e terminam a tradução Processo Transcrição Tradução Iniciação Sequencias promotoras no DNA Códon de inicio AUG Terminação Sequencias terminadoras no DNA Codons de terminação: UAA,UAG e UGA Enovelamento de proteínas Fosforilação Serina , treonina e tirosina Formação de pontes dissulfeto cisteína Glicosilação proteínas de membrana e secretórias. Sulfatação tirosina (prot. Fibrinogênio) Metilação arginina e lisina (Histonas) Zimogênio Forma não ativa quinase Estrutura tridimensional do Receptor melano cortin 1 MC1R Estrutura esquemática dos aác. do Receptor melano cortin 1 MC1R carlafarma@gmail.com
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