Do DNA à proteína: síntese celular

Prévia do material em texto

Do DNA à proteína: como as 
células leem o genoma
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL
BIO 111 – BIOLOGIA CELULAR
Alberts et al. (2006). Cap. 7: 229-258
Ao final desta aula você deverá ser 
capaz de compreender:
1
2
3
O mecanismo pelo qual as células sintetizam RNA 
(Transcrição)
O mecanismo pelo qual as células sintetizam proteína 
(Tradução)
- Tipos de RNA
- Etapas da síntese de RNA
- Código genético: características
- Estruturas e moléculas envolvidas na síntese protéica
- Etapas da síntese protéica
- Diferenças entre genes procarióticos e eucarióticos
Dogma central da Biologia Molecular
Genes procarióticos e eucarióticos
Do DNA ao RNA
(transcrição)
extremidade 5’
extremidade 3’
Estrutura do RNA
TRANSCRIÇÃO X REPLICAÇÃO 
Transcrição = cópia de sequências gênicas
Replicação = cópia idêntica do DNA inteiro
TRANSCRIÇÃO
TRANSCRIÇÃO TRANSCRIÇÃO
TRADUÇÃO
TRADUÇÃO
Tipos de RNA produzidos nas células
TIPO DE RNA FUNÇÃO____________________
RNA mensageiro (mRNA) codificar proteínas 
RNA ribossômico (rRNA) forma parte da estrutura básica do
ribossomo e participa da síntese protéica
RNA transportador (tRNA) utilizado na síntese protéica como um
adaptador entre o mRNA e o aminoácido
Pequenos RNAs usados no splicing do pré-mRNA, 
e outros processos celulares
Requisitos da Transcrição
 DNA molde
 RNA polimerase
 Ribonucleosídeos trifosfato
 Não há necessidade de iniciador
 Polimerização no sentido 5’ 3’
Transcrição 
DNA
RNA
TRANSCRIÇÃO
fita molde
fita codificadora
as informações contidas no DNA são as mesmas 
contidas em outra versão: o RNA
O DNA é transcrito pela RNA polimerase
Sequências promotora e terminadora 
da transcrição
Eucariotos
Promotor Regiões Codificadoras Terminador
Procariotos
Promotor Região Codificadora Terminador
Modelo da transcrição de um gene bacteriano 
pela RNApolimerase
A fita utilizada para a transcrição é determinada 
pela orientação do promotor
5’
3’
5’
3’
5’
5’
5’
P1 T1 T2 P2 P3 T3
A fita utilizada para a transcrição é determinada 
pela orientação do promotor
Transcrição visualizada ao 
microscópio eletrônico
EM PROCARIONTES
TRANSCRIÇÃO
TRADUÇÃO
proteína
mRNA
DNA
Transcrição e tradução são simultâneas
Transcrição em Eucariontes
Em eucariontes, o mRNA logo após ser 
sintetizado constitui o transcrito primário 
Posteriormente ele é modificado e forma o 
mRNA “maduro”
Modificações:
- Capeamento 
- Splicing
- Poliadenilação
Transcrito primário e RNA maduro
Região Codificadora
AAAAAAAA.......
Complexos proteicos no processamento 
em eucariotos 
Estrutura do quepe 5’
7-metilguanosina
extremidade 5’ do 
transcrito primário
Ligação 
trifosfato 5’- 5’
seqüência 
codificadora
seqüência não 
codificadora
quepe 5’
Funções do quepe:
- proteção da extremidade 5’
- Reconhecimento do ribossomo
Adição da cauda poli-A
Sinal de 
poliadenilação
Sítio de 
clivagem
Região rica 
em U
Splicing : retirada dos íntrons
Região Codificadora
G
CH3
5’
a
Sequências especiais de nucleotídeos 
sinalizam o início e o final de um íntron
ÍNTRON REMOVIDO
porção de um 
transcrito 
primário
porção do 
RNAm
Sequências necessárias para a remoção do íntron
R: A ou G
Y: C ou U
Durante o splicing uma cadeia de RNA 
forma uma estrutura semelhante a um 
laço com uma cauda 
Intron 
éxon 5’ éxon 3’
alça
Splicing alternativo
mRNA em músculo estriado
mRNA em músculo liso
mRNA em fibroblasto
mRNA em fibroblasto
mRNA em cérebro
TRANSCRIÇÃO, SPLICING E 
CLIVAGEM 3’/ POLIADENILAÇÃO
gene da α-tropomiosina
Exportação do mRNA maduro
Do RNA a PROTEÍNA
(tradução)
Como a informação contida na 
molécula de mRNA é 
interpretada?
mRNA
{ { {
A cada 3 nucleotídeos: um códon 
corresponde a um aminoácido
Características do Código Genético
4 letras: AUGC
Códons (palavras): 3 letras (43 
= 64 códons)
3 letras: 1 aminoácido
Redundante 
Quase-Universal”
Redundância do Código Genético 
AA Códons AA Códons
Quase-universalidade do código genético
Variação dos códons em mitocondrias
* Ponto de interrogação = codon não observado; + = codon tem o mesmo sentido 
do código normal
Sentido normal do códon
RNA transportador (tRNA)
extremidade 5’
alça D
aminoácido 
ligado (Phe)
extremidade 3’
alça T
alça anticódon
folha de trevo
Composição 
do 
ribossomo 
eucariótico
Nucléolo: matriz eletrondensa no interior 
do núcleo
Nucléolo
Sítios de ligação dos ribossomos
INICIAÇÃO
ALONGAMENTO
TÉRMINO
1
2
3
4
SÍNTESE DA PROTEÍNA
ATIVAÇÃO DO AMINOÁCIDO
Síntese protéica : Ativação do aminoácido
Síntese protéica : Iniciação
Síntese protéica : Elongação
Síntese protéica: Terminação
Curiosidade
RNA mensageiro
códon de 
iniciação
cadeia polipeptídica 
em crescimento
códon de 
terminação
Perguntas