Estrutura e Função de proteínas. Continua...

Transcrição

1 Estrutura e Função de proteínas Continua...

2 Estrutura Quaternária Descreve o número e as posições relativas das subunidades nas proteínas multiméricas; O nível + alto da estrutura são os arranjos macromoleculares... Muito grandes Dezenas de cadeias polipeptídicas Podem ter ác. Nucléicos Ex. citoesqueleto, maquinaria de transcrição

3 A maquinaria de transcrição do DNA Fatores gerais de transcrição RNA polimerase Complexo mediador promotor Complexo préiniciação da transcrição

4 Dobramento (enovelamento) Como a célula promove o enovelamento adequado de uma proteína? qualquer cadeia polipeptídica pode, em tese, sofrer dobramentos em 8 n conformações... onde n = número de resíduos (há 8 ângulos de ligação permitidos no esqueleto) Porém adotam uma conformação específica Estado nativo (para a maioria é o estado + estável) A informação está codificada na seqüência...

5 O enovelamento in vivo é promovido por chaperonas Estudos de desnaturação e renaturação in vitro Muitas proteínas sofrem renaturação espontânea Mas a maioria não... Nas células há mecanismos que garantem o rápido e eficiente enovelamento, mesmo sob altas [ ] Isso se dá pela presença de chaperonas, Proteínas que atuam no dobramento

6 Chaperonas Há 2 famílias gerais: 1) Chaperonas moleculares: ligam e estabilizam proteínas não enoveladas (ou parcialmente); 2) Chaperoninas: facilitam diretamente o enovelamento.

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8 Como as proteínas trabalham? Ligam-se à outras moléculas (=ligante) (forte ou fracamente, mas muito específica) A ligação envolve ligações fracas simultâneas Do ligante no sítio de ligação Enzimas são uma classe especial de proteínas: Ligam-se aos substratos produtos

9 Alguns tipos comuns de enzimas ENZIMA Nucleases Proteases Sintetases Isomerases Polimerases Quinase Fosfatase ATPase REAÇÃO CATALISADA Hidrólise ligações entre nucleotídeos Hidrólise ligações entre aminoácidos Condensação de duas moléculas menores Rearranjo de ligações dentro de uma única molécula Polimerização Adição de grupos fosfatos Remoção de grupos fosfatos Hidrólise de ATP

10 Desempenho das enzimas é dado por K M e V max Velocidade de formação dos produtos de reação (unidades relativas) Concentração de substrato [S]

11 Enzimas de uma via comum em geral estão associadas fisicamente Enzimas que participam num processo comum, em geral, estão localizadas no mesmo compartimento celular reagentes produtos reagentes produtos reagentes produtos reagentes ou produtos Suporte estrutural

12 A degradação controlada de proteínas A degradação controlada é uma forma de regular a quantidade de proteína presente num espaço de tempo. A vida média varia de segundos a anos... A via de degradação citosólica tira de circulação proteínas de vida curta e reconhece e elimina aquelas danificadas; No citossol, as proteínas são degradadas em Proteossomos = complexo de enzimas proteolíticas.

13 Como os proteossomos reconhecem as proteínas que vão para degradação? Atuam em proteínas marcadas para a destruição Ligadas a ubiquitina...

14 Ácidos nucléicos

15 Bases nitrogenadas purinas pirimidinas

16 Ligação fosfodiéster Ligação fosfodiéster

17 A dupla hélice: modelo 3D do B DNA

18 Modelos das diversas estruturas do DNA 10,5pb/volta 11 pb/volta Hélice levógira

19 Não há pontes de H paralelas ao eixo da hélice...há flexibilidade

20 O DNA dupla fita pode sofrer separação reversível Absorção de luz 260nm DNA fita simples DNA fita dupla Porcentagem de pares GC Temperatura

21 Muitas moléculas de DNA são circulares Supertorcido Círculo relaxado Micrografia eletrônica do DNA viral SV40

22 RNAs de diferentes tipos e funções O RNA é quimicamente mais instável que o DNA... Mas pode assumir função catalítica... as Ribozimas. O RNA pode aparecer como: Fita simples Fita dupla (RNA-RNA ou RNA-DNA)

23 Estrutura secundária e terciária do RNA

24 A polimerização de ribonucleotídeos é mediada pela RNA polimerase

25 A síntese de RNAm inicia-se em sítios específicos no DNA molde Como a enzima acha o início do gene? A RNA polimerase liga-se a promotores Seqüências específicas, que nas bactérias são reconhecidas pela RNApol+fator σ ~40pb localizados a 5 do início da transcrição (Seqüências consenso) 5 Em E. coli: Pribnow box TTGACA TATAAT Início da transcrição

26 Iniciação Transcrição

27 Transcrição Extensão Terminação

28 Modelo de uma RNA polimerase bacteriana ligada a um promotor

29 Transcrição em eucariotos Mesmos princípios fundamentais de procariotos; Distingue-se por ter múltiplas RNA polimerases e seqs. de controle: RNA pol. I sintetiza a maioria dos rrnas RNA pol. II sintetiza os precurssores do mrna; RNA pol. III sintetiza os precurssores do rrna 5S, trnas e outros RNA pol. mitocondriais e em cloroplastos. Em geral: variam de 500 a 700 kda.

30 A organização dos genes difere entre pro e eucariotos Procariotos: Organização mais comum dos genes em OPERONS Genes operando como uma unidade de resposta a um único promotor um RNAm comum para várias proteínas relacionadas Há poucas regiões não codificantes Eucariotos: Cada gene é transcrito a partir de seu próprio promotor Em geral, há RNAm precursores que são processados

31 O processamento do RNAm Nos procariotos transcrição e tradução podem ser simultâneos, nos eucaritos não; Modificação no pré-rnam : 5 : cap 5 de 7-metilguanilato 3 : clivagem e poliadenilação (100 a 250 A s) pelo complexo da poli A polimerase; splicing: retirada dos íntrons e união dos éxons.

32 Demonstração de splicing no gene de ovoalbumina por hibridização

33 Seqüências conservadas delimitam os íntrons

34 Splicing alternativo da α tropomiosina Organização dos exons no gene Músculo estriado Músculo estriado mioblasto Músculo da boca Fibroblasto Hepatoma cérebro

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36 Os 3 papéis do RNA na tradução cadeia polipeptídica em crescimento chegando Ribossomo de partida Movimento do ribossomo

37 O ribossomo

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39 A informação do RNA mensageiro

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41 Pareamento Watson-Crick Posição Wobble

42 RNA transportador (trna) Estrutura e características gerais dos trnas

43 RNA transportador (trna) Estrutura e características gerais do trna ala de leveduras Símbolos usados: T - ribotimidina Ψ pseudouridina I Inosina D 5,6-diidrouridina m 1 I 1-metilinosina m 1 G 1-metilguanosina m 2 G N 2 -dimetilguanosina

44 O carregamento dos transportadores é feito pelas Aminoacil-tRNA-sintetases (aars) Classe II Classe I

45 A tradução pode ser dividida em 3 etapas: iniciação, extensão e terminação

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47 Fatores de liberação auxiliam esta etapa Terminação

48 As proteínas são produzidas em polirribossomos Modelo de síntese protéica em polissomos circulares

49 O que acontece com o RNAm após a síntese protéica?