Tradução do RNA Prof. Dr. Sídio Werdes Machado

Transcrição

1 Tradução do RNA Prof. Dr. Sídio Werdes Machado

2 O QUE É TRADUÇÃO? Introdução Stryer: é a orientação da sequência dos aminoácidos em uma proteína a partir da sequência de nucleotídios do RNAm. Campbell: é o processo de síntese de proteínas no qual a sequência de aminoácidos da proteína reflete a sequência de bases no gene que codifica esta proteína. Lehninger: é o processo total da síntese de proteínas guiada pelo RNAm.

3 Tradução gênica

4 Ribossomos 70S e 80S Ribossomo 70S encontrado em procariontes (bactérias) e formado por subunidades 50S e 30S. O sulco que existe entre as duas subunidades é o local onde ocorre a síntese proteica. Ribossomo 80S encontrado em eucariontes (leveduras) e formado pelas subunidades 60S e 40S. Apresenta estrutura semelhante ao 70S, porém é mais complexo, mais denso e maior.

5 Ribossomos 70S e 80S (imagens em alta resolução) A síntese proteica ocorre nos ribossomos, que são complexos supramoleculares formados por proteínas e RNAr.

6 Composição do ribossomo Ribossomos procarióticos 70S (S = unidade de sedimentação) possuem 3 moléculas de RNAr e 52 moléculas de proteínas). Ribossomos eucarióticos 80S contém mais proteínas e mais RNAr.

7 Local da tradução gênica

8 RNAm de procarioto e eucarioto Em procariotos, um RNAm pode codificar mais que uma proteína, sendo chamada de policistrônico, enquanto RNAm de eucarioto, que codifica para uma cadeia polipeptídica é monocistrônico.

9 RNA transportador (Modelo da estrutura terciária) Os RNAt correspondem a 10% do RNA total da célula, e são denominados de adaptadores. Os RNAt são adaptadores que se ligam, de modo específico às bases do RNAm para inserir os aminoácidos durante a síntese proteica. Cada RNAt tem uma estrutura específica (anticódon) que reconhece uma determinada sequência (códon) na molécula de RNAm.

10 RNA transportador (Modelo da estrutura secundária) RNAt tem entre 73 e 93 nucleotídios. O braço do anticódon possui um trio de bases (anticódon) que traduz o códon do RNAm durante a síntese proteica. O braço do aminoácido possui a sequência CCA, que se liga ao aminoácido a ser transportado. Os pontos em negrito representam os nucleotídios do RNAt; as linhas azuis representam o pareamento de bases. Os nucleotídios comuns a todos os RNAt estão em cor salmão.

11 Ativação do RNA-transportador (Formação do aminoacil-rnat) Após o processamento, o RNAt precisa ser ativado, passando a ser designado aminoacil-rnat. A ativação dá-se pela ligação de um aminoácido ao terminal 3, reação com gasto de ATP e mediada pela enzima aminoacil-rnat sintetase. Existe uma enzima para cada aminoácido, verificando-se que a ativação de diferentes RNAt que transportam o mesmo aminoácido é feita pela mesma enzima.

12 Polissomos Conjunto de 8 a 20 ribossomos, separados por uma distância de 80 nucleotídeos, que constitui a unidade funcional da síntese proteica.

13 Polissomos em bactérias Transcrição e tradução ocorrerem no citoplasma, ao mesmo tempo. Durante a transcrição, a síntese de proteínas já se inicia porque os ribossomos (dos polissomos) reconhecem as sequências específicas na extremidade 5 do RNAm e começam a tradução. As bactérias são muito velozes na síntese de proteínas porque células procariotas não precisam fazer processamento do RNAm, somente do RNAt e o RNAr.

14 Polissomos aderidos Os polissomos podem ser livres ou aderidos ao RetículoEndoplasmático. Polissomos livres síntese de proteínas para uso da própria célula. Polissomos aderidos ao RE síntese de proteínas para exportação.

15 Código genético Os três códons de parada (códons stop) estão sombreados em cor salmão e o códon de iniciação AUG em verde. O código genético é degenerado, ou seja, um aminoácido pode ser codificado por mais de um códon. Todos os aminoácidos, com exceção da metionina e do triptofano, têm mais de um códon.

16 Sítios ribossômicos Ribossomo tem 3 sítios para interagir com aminoacil-rnat. Sítio A recepção do aminoacil-rnat; Sítio P tradução gênica e da formação do laço peptídico; Sítio E liberação do RNAt para citoplasma.

17 Síntese de proteínas

18 Síntese e processamento da proteína Em eucarioto, o RNAr, RNAt e RNAm são processados após a transcrição. Em alguns procariotos, há processamento de RNAr e RNAt, mas não do RNAm.

19 Etapas da síntese de proteínas Ativação do aminoácido Formação do complexo de iniciação Alongamento da cadeia proteica Terminação da síntese proteica Dobramento da proteína Processamento pós-tradução

20 Fase de Iniciação-1 Subunidade 30S liga IF-1 e IF-3 e depois RNAm. IF-1 impede a ligação prematura do RNAt no sítio A e facilita a atividade de IF-3 e IF-2. IF-3 liga-se à subunidade 30S e impede associação prematura da subunidade 50S. Ao mesmo tempo, aumenta a especificidade do sítio P pelo fmet-rnat.

21 Fase de Iniciação-2 IF-2 facilita a ligação do fmet-rnat à subunidade 30S do ribossomo. IF-2 liga-se ao GTP e à subunidade 30S ajudando na identificação do fmet-rnat, que forma pares de bases com o códon de iniciação.

22 Fase de Iniciação-3 A subunidade 50S associa-se ao complexo. Para favorecer energia ao processo, IF-2 hidrolisa o GTP. IF-1, IF-2 e IF-3 se dissociam do complexo de iniciação 70S.

23 Fase de Alongamento-1 O fator de alongamento EF-Tu liga-se ao GTP e depois liga ao aminoacil-rnat. O aminoacil-rnat energizado liga-se ao sítio A do ribossomo.

24 Fase de Alongamento-2 O fator de alongamento EF-Tu é liberado pelo ribossomo. A seguir, o fator EF-Tu é regenerado em um processo que requer o fator de alongamento EF-Ts e GTP. O fator EF-Tu torna-se apto para ser novamente usado na síntese de proteínas.

25 Fase de Alongamento-3 O fmet é transferido para o novo aminoacil-rnat, formando dipeptidil-rnat. A ligação peptídica é formada, resultando em um RNAt não carregado no sítio P. O fator de alongamento EF-G liga GTP e acopla-se no sítio A para coordenar a translocação do ribossomo.

26 Fase de Alongamento (Formação da 1ª ligação peptídica) Na primeira reação, o aminoácido fmet é transferido para o grupo amino do novo aminoacil-rnat (AA2). A peptidil-transferase que catalisa a reação é a ribozima RNAr 23S.

27 Fase de Alongamento-4 A translocação do ribossomo encerra a fase de alongamento. O movimento do ribossomo ao longo do RNAm transloca o dipeptidil-rnat do sítio A para o sítio P, um processo que requer hidrólise de GTP. O RNAt não carregado é translocado para o sítio E.

28 Fase de Alongamento-5 O RNAt de iniciação (UAC), agora descarregado, dissocia-se do sítio E do ribossomo. O fator de alongamento EF-G e GTP são necessários para isso.

29 Fase de Terminação-1 Um sinal de parada (UAG, UGA ou UAA) é necessário para a terminação da síntese de proteínas. O códon de parada é reconhecido por um dos fatores de terminação (RF-1, RF-2 ou RF-3). Fator de terminação liga no sítio A, o que provoca a hidrólise da ligação éster entre o polipeptídeo nascente e o RNAt no sítio P e a liberação do polipeptídeo completo.

30 Fase de Terminação-2 RF-1 liga UAA ou UAG, enquanto RF-2 liga UAA ou UGA. RF-3 não liga em nenhum códon, mas favorece a ação de RF-1 e RF-2. Também auxilia na dissociação das subunidades 30S e 50S. Finalmente, ocorre a dissociação do complexo e o final da síntese proteica.

31 Processamento pós-tradução Após a síntese, os polipeptídeos e proteínas dobram-se nas suas formas ativas tridimensionais. São necessárias proteínas especiais conhecidas como chaperonas e chaperoninas. Muitas proteínas são ainda processadas por reações de modificação pós-traducional para formar síntese de glicoproteínas, lipoproteínas, além da ativação de hormônios e enzimas.

32 F I M Aula baseada em Princípios de Bioquímica (Lehninger) Capítulos 1, 2 e 3 pg. 1-60