Tradução BCM

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Tradução
BCM 2
➔ Conversão da informação contida no
mRNA para proteína representada uma
tradução da informação em outra
linguagem, composta por símbolos
bastante diferentes;
RNAt: traz um aminoácido por vez;
Código degenerado são as 64 combinações de
códons;
RNAm sempre tem o códon de iniciação que
vai traduzir em uma metionina (AUG);
Para cada RNAt (tem o próprio anticódon)
precisa-se de uma enzima específica que
consiga ligar o RNA no sítio específico;
RNAr são produzidos a partir da transcrição no
núcleo (parte mais condensada do núcleo);
Código genético
➔ Regra que dita como uma sequência
de nucleotídeos de um gene, por
intermédio do mRNA, é traduzida em
uma sequência de aminoácidos de
uma proteína.
Componentes da tradução
➔ Aminoácidos;
➔ mRNA (RNA mensageiro);
➔ tRNA (RNA transportador);
➔ Ribossomos: rRNA (RNA ribossomal) +
proteínas;
➔ Enzimas (ex: aminoacil tRNA sintetase,
ribozimas);
➔ Outras proteínas (ex: fatores de
iniciação IF, alongamento e liberação
RF);
Aminoácidos e o código genético
mRNA (RNA mensageiro)
➔ Contém a informação genética para a
sequência de aminoácidos das
proteínas;
➔ CÓDON: (CÓDIGO DA TRADUÇÃO) 3
nucleotídeos consecutivos sobre o
mRNA que especifica um aminoácido;
➔ Diferença de mRNA de procarioto e
eucarioto;
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mRNA de procarioto:
● Policistrônico (vários genes
controlados por um único promotor);
mRNA de eucarioto:
● Monocistrônico (cada gene controlado
por um promotor). Geralmente é assim
eucarioto;
● Tradução mais devagar;
● mRNA mais estável;
O mRNA contém a informação genética para a
sequência de aminoácidos das proteínas;
tRNA (RNA transportador)
➔ Molécula adaptadora;
➔ Transporta os aminoácidos de acordo
com o códon;
➔ Anticódon? Três nucleotídeos
consecutivos, presentes no tRNA, que
sofrem pareamento com o CÓDON
complementar sobre a molécula de
um mRNA;
Moléculas de tRNA são adaptadores
moleculares, que conectam os aminoácidos
aos códons. Nessa série de diagramas, a
mesma molécula de tRNA (um tRNA específico
para aminoácidos fenilalanina (Phe) é ilustrada
sob diferentes apresentações). A. estrutura
formada em folha de trevo, uma convenção
utilizada para mostrar a complementaridade
do pareamento de bases (linhas vermelhas)
que cria as regiões de dupla-hélice na
molécula. O anticódon (vermelho) é a
sequência de três nucleotídeos que forma
pares de bases com o códon no mRNA. O
aminoácido correspondente ao par
códon-anticódon está ligado à extremidade 3´
do tRNA. Os tRNAs contém algumas bases não
usuais, as quais são produzidas alterações
químicas após a síntese do tRNA. As bases
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identificadas como (de pseudouridina) e
D (de di-hidrouridina) são derivadas da uracila.
B e C. Vistas da molécula real em forma de L,
com base em análise de difração de raio X.
Essas imagens apresentam um ângulo de
rotação de 90 graus, uma em relação a outra .
D. A sequência nucleotídica linear da molécula,
colorida de acordo com A,B e C. E.
Representação esquemática do tRNA
enfatizando o anticódon;
➔ Função do tRNA: transporta os
aminoácidos para os códons de mRNA;
O código genético é traduzido por meio de
dois adaptadores que atuam um após o
outro. O primeiro adaptador é a
aminoacil-tRNA-sintetase, que une um
aminoácido específico ao seu tRNA
correspondente; esse processo de
acoplamento é denominado carregamento. O
segundo adaptador é a própria molécula de
tRNA, cujo anticódon forma pares de bases
com o códon apropriado no mRNA. Um tRNA
acoplado a seu aminoácido é também
denominado tRNA carregado. Um erro em
qualquer desses passos-no carregamento ou
na ligação do tRNA carregado ao seu
códon-provocará a incorporação de um
aminoácido errado na cadeia de proteína. Na
sequência de eventos ilustrada, o aminoácido
triptofano (Trp) é selecionado pelo códon UGG
no mRNA.
Aminoacil tRNA sintetase
➔ 1 enzima para cada tipo de
aminoácido;
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Local de reconhecimento do códon pelo
anticódon/ local da ligação peptídica
➔ A rápida e exata tradução do mRNA em
proteínas requer uma maquinaria
molecular grande que deslize sobre a
cadeia de mRNA, capturando as
moléculas de tRNA complementares,
colocando-as em posição e ligando
covalentemente os aminoácidos que
elas carregam para que seja formada
a cadeia protéica.
Ribossomos
➔ Definição/localização/função; ➔ Papel das subunidades dos
ribossomos
◆ Subunidade pequena (menor):
pareia os tRNAs aos códons do
mRNA;
◆ Subunidade grande (maior):
catalisa a formatação das
ligações peptídicas que unem
os aminoácidos uns aos
outros, formando a cadeia
polipeptídica;
◆ Duas subunidades se
associam sobre uma molécula
de mRNA para a síntese
protéica;
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◆ Duas subunidades se separam
após síntese protéica;
Composição dos ribossomos
➔ Dobrado de forma tridimensional;
➔ Composto de rRNA e proteínas;
➔ Proteínas ⅓;
◆ Função estrutural e
estabilidade;
➔ rRNA ⅔
◆ Forma os sítios E, P e A;
◆ Sítio P (catalítico/ligação
peptídica)- Ribozimas:
moléculas rRNA com função
catalítica;
Comparação entre ribossomos bacterianos
e eucarióticos.
➔ Diferenças no número e tamanho de
seus rRNAs e componentes proteicos,
ambos os ribossomos bacterianos e
eucarióticos, apresentam aprox. a
mesma estrutura e funcionam de
modo semelhante. Embora os rRNAs
185 e 285 dos ribossomos eucarióticos
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contenham muitos nucleotídeos extras
que não ocorrem não equivalentes
bacterianos, esses nucleotídeos estão
presentes como inserções múltiplas
que formam domínios extras, não
alterando muito a estrutura básica do
rRNA.
Sítios de ligação dos ribossomos para tRNA
➔ Sítio E (Exit): saída de tRNA, sem o
aminoácido;
➔ Sítio P (Peptidil tRNA): ligação
peptídica/ sítio de iniciação da
síntese protéica;
➔ Sítio A (Aminoacil tRNA): entrada do
tRNA, exceto o que contém a MET;
Etapas da tradução
➔ Etapas da síntese protéica
Iniciação Elongação Terminação
1. Iniciação: conjuntos de reações que
precedem a formação da primeira
ligação peptídica da proteína;
2. Elongação/ alongamento: inclui
todas as reações que ocorrem desde a
formação da primeira ligação
peptídica até a incorporação do último
aminoácido a proteína;
3. Terminação/finalização: processos
envolvidos na liberação do
polipeptídeo já pronto;
Iniciação:
➔ Fase de iniciação em eucarioto e
procarioto;
Procarioto:
Eucarioto:
Fase de iniciação em eucarioto
➔ Consenso Kosak
◆ Sequência evolutivamente
conservada;
◆ Indica a fase de iniciação da
síntese protéica;
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➔ Códon AUG
◆ O início da tradução se inicia
com um códon AUG e o
aminoácido carregado pelo
tRNA que contém o anticódon
específico a esse códon é a
METIONINA;
◆ A fase da iniciação da síntese
de proteínas em eucariotos
requer fatores de iniciação e
um tRNA inciador especial.
Uma iniciação de tradução
eficiente também requer
proteínas adicionais ligadas
ao quepe 5´ e a cauda poli-A
do mRNA. Dessa maneira, o
aparato da tradução se
certifica que ambas as
extremidades do mRNA
estejam intactas antes da
iniciação da tradução.
Fatores de iniciação (IF) em eucarioto
Eucariótica
Fator Função
elF2 Facilita a ligação do
Met-tRNA de
iniciação a
subunidade
ribossomica 40S
elF2B, elF3 Primeiros fatores a
se ligarem a
subunidade 40S;
facilitam as etapas
subsequentes;
elF4A A atividade RNA
helicase remove a
estrutura
secundária do RNA
no mRNA para
permitir a ligação à
subunidade 40S;
parte do complexo e
IF4F;
elF4B Liga-se ao mRNA;
facilita o
rastreamento do
mRNA para localizar
o primeiro AUG;
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elF4E Liga-se ao capacete
5´ do mRNA; parte do
complexo elF4F;
elF4G Liga-se ao eIF4E e a
proteína de ligação
poli(A)(PAB); parte
do complexo eIF4F;
elF5 Promove a
dissociação de
vários outros fatores
de iniciação da
subunidade 40S
como preliminar a
associação da
subunidade 60S,
para formar o
complexo de
iniciação 80S;
elF6 Facilita a
dissociação do
ribossomo 80S nas
subunidades 40S e
60S;
Fatores de iniciação em procarioto:
➔ IF-1 e IF-3 (impede ligação prematura
das subunidades do ribossomo);
➔ IF-2 conduz o tRNA ao sítio P;
➔ Associação das subunidades e
liberação dos IFs;
Alongamento:
➔ A tradução ocorre em um ciclo de 4
etapas. Este ciclo é repetido muitas e
muitas vezes durante a síntese de
uma cadeia proteica. Na etapa 1, um
sRNAt que transporta o próximo
aminoácido da cadeia se liga ao sítio A
livre no ribossomo pela formação de
pares de bases com o códon que está
ali exposto. Visto que apenas um dos
diversos tipos de moléculas tRNA na
célula pode formar pares de bases
com cada códon, esse códon
determina o aminoácido específico
que será adicionado à cadeia
polipeptídica em crescimento. Os
sítios A e P estão suficientemente
próximos para que as duas moléculas
de tRNA ali fixadas sejam forçadas a
formar pares de bases com códons
contíguos, sem que fique qualquer
base entre eles. Esse posicionamento
dos tRNAs assegura que a fase de
leitura correta seja mantida ao longo
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de toda a síntese da proteína. Na
etapa 2, a extremidade carboxila da
cadeia polipeptídica é separada do
tRNA presente no sítio P e unida por
ligações peptídicas ao grupo amino
livre do aminoácido que se encontra
ligado ao tRNA presente no sítio A.
Essa reação catalisada por um sítio
enzimático na subunidade grande. Na
etapa 3, um movimento da subunidade
grande em relação a subunidade
pequena faz com que os dois tRNAs
sejam posicionados nos sítios E e P da
subunidade grande. Na etapa 4, a
subunidade pequena se move
exatamente três nucleotídeos sobre a
molécula de mRNA, o que se
reposiciona novamente sobre sua
posição original em relação a
subunidade grande. Esse movimento
reinicializa o ribossomo que apresenta
um sítio A vazio de tal forma que o
próximo aminoacil-tRNA pode ligar-se.
Como indicado, o mRNA é traduzido no
sentido 5´-3´, e a extremidade
N-terminal de uma proteína é
sintetizada primeiro, cada ciclo
adiciona um novo aminoácido a
extremidade C-terminal da cadeia
polipeptídica.
Fase de alongamento
➔ No sítio A um novo códon é exposto. O
sítio A será o ´´desembarque´´ do
próximo RNAt;
➔ Fatores de alongamento são
necessários (EF-Tu, EF-Ts, EF-G);
➔ Peptidiltransferase (RIBOZIMA)
catalisa a ligação peptídica (radical
amino aminoácido 1 + radical ácido
carboxílico do aminoácido 2);
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➔ Após a ligação peptídica se formar, o
ribossomo avança na direção 3´-
Translocação (requer energia);
➔ O RNAt não-carregado (sem
aminoácido) vai para o sítio E antes
de ser liberado e o RNAt carregando o
peptídeo vai para o sítio P;
Fase de terminação
Códons UAA, UAG, UGA
➔ Ocorre quando 1 dos 3 códons (UAA,
UAG, UGA) de terminação é ´´colocado´´
no sítio A;
➔ Códons de parada são reconhecidos
por proteínas (Release factor-RF)
Fatores de liberação;
➔ Liberação dos componentes;
➔ Dissociação das subunidades do
ribossomo;
➔ Reciclagem do RNAm;
➔ Recolocação de aminoácidos nos
tRNA;
Polirribossomos
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