Aula 4 - Tradução e Código genético

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Código Genético e Tradução 
Heden Luiz Marques Moreira 
Esquema Geral Transcrição e Tradução 
 
Comparação tradução 
Procarioto x Eucarioto 
Diversos tipos de RNA são sintetizados no núcleo de células eucarioóticas: 
 
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 
 
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. 
 
microRNA (miRNA): são moléculas de RNA muito pequenas (~22 nt) que 
parecem regular a expressão do RNA mensageiro. 
Tipos de RNAs 
Tradução: o tRNA (a) e o mRNA são transcritos de genes no núcleo. Ambos o tRNA e o 
mRNA podem ser editados antes da tradução: em particular, enzimas específicas 
modificam muitas bases no tRNA, o qual pode alterar a habilidade da decodificação do 
tRNA. No citoplasma, aminoacil tRNA sintetases (aaRS) especificamente carregam os 
tRNA com aminoácidos, e no ribossomo, as 3 bases do anticodon do tRNA pareia com as 
3 bases complementares do codon no mRNA. O aminácido é adicionado na cadeia 
polipeptídica em crescimento, o qual é eliminado através do canal do ribossomo. As 
mitocondrias possuem sua própria maquinaria de tradução, mas elas somente codificam 
alguns de tRNA primários e rRNAs); elas não codificam suas próprias sintetases ou 
enzimas de edição, as quais devem ser importadas do núcleo. 
• 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 
Tradução = Síntese de proteínas 
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Código Genético 
Conceito 
 São as instruções para sintetizar moléculas 
protéicas e estão inscritas em código nas 
moléculas de DNA dos organismos vivos. 
Código Genético 
Código superpostos x não superpostos 
Código Genético 
 aa1 aa2 aa3 
Código superposto AUU UUG UGC ..... 
 
 
Códon AUU GCU CAG CUU GAC 
 
 
Código não superposto AUU GCU CAG ...... 
 aa1 aa2 aa3 
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 
 
Código Genético 
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 
Código Genético 
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) 
Código Genético 
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Código Genético Aminoácido 
Aminoácidos: 
- ácidos 
- alcool 
- sulfurados 
- aromáticos 
- aminos 
Gene da 
Aromatase 
de tilápia 
Ligação peptídica 
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O código genético é universal? 
Principais tipos de RNAs 
RNA Transportador 
Figura – Estrutura secundária do tRNA. Circulos preenchidos são bases 
envolvidas no pareamento de Watson-Crick. Regiões sobreadas indicam 
número variável de base. C4N inidica Complexo de 4 nucleotídeos de 
Shimizu. 
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RNA Transportador Tradução do códon pelo tRNA 
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. 
Carregamento do 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 
 
Ribossomos 
Unidades Ribossomais 
• A tradução é dividida nas Etapas: 
– iniciação, 
– extensão e, 
– terminação. 
 
Etapas da Tradução 
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Sítios presentes nos ribossomos 
Sítio de saída (Sítio aminoacil) 
(1) 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. 
 
Etapas da Tradução 
 
Como a maquinaria de tradução sabe onde 
começar? 
Iniciação da Tradução 
 
Iniciação da Tradução 
 
Iniciação da Tradução 
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(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. 
Etapas da Tradução Alongamento na Tradução 
Alongamento na Tradução 
 
(3) 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. 
 
Etapas da Tradução Término da Tradução 
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Sinais que iniciam e terminam a tradução 
TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO 
Iniciação 
 
Seqüências promotoras no 
DNA 
Códon de início 
AUG 
Terminação Seqüências terminadoras 
no DNA 
Códons de 
terminação: UAA, 
UAG e UGA 
Fim 
• O que acontece se houver uma mutação 
no anticodon? 
Carregamento do tRNA 
Estrutura primária 
Estrutura secundária Estrutura terciária 
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Estrutura quaternária