Professoras responsáveis Profa. Dra. Maria Tercília. Vilela de Azeredo Oliveira

Transcrição

1 Professoras responsáveis veis: : Profa. MSc.. Rosana Silistino de Souza Pós Graduanda: : Bruna Victorasso Jardim Profa. Dra. Maria Tercília Vilela de Azeredo Oliveira

2 Nosso organismo é composto por células que contêm todo o genoma. Cada célula expressa apenas alguns genes para produzir proteínas específicas. Genes são sequencias de nucleotídeos que oferecem as informações básicas para a produção de todas as proteínas que o corpo precisa produzir Nucleotídeos se organizam em na dupla hélice do DNA e são compostos por açúcar (desoxirribose) + gr. fosfato + base nitrogenadas (A, T, C, G)

3 A informação contida no DNA é transcrita em uma molécula intermediária, o RNAm. O RNAm é lido pelos RIBOSSOMOS pelo processo de TRADUÇÃO Replicação NÚCLEO Transcrição m CITOPLASMA Tradução

4 DNA Dupla Hélice Acuçar: Desoxirribose Bases: A T, C G RNA Fita simples Acuçar: Ribose Bases: C G, A U

5 Tipos de RNA que participam da síntese s de proteínas ❶ RNA mensageiro (RNAm): moldes de genes nucleares (DNA) ❷ RNA transportador (RNAt): adaptadores entre RNAm e aminoácidos ❸ RNA ribossômico (RNAr): formam as subunidades dos ribossomos Outras moléculas que participam da tradução Ribossomos: 2 subunidades (maior e menor) Proteínas que interagem com esses elementos durante o processo

6 Replicação Transcrição Tradução

7 Transcriçã ção Formaçã ção o do RNAm Cópia do gene em uma sequencia de nucleotídeos (nt( nt.) do RNAm Enzima atuante: RNA polimerase Sintetiza apenas no sentido 5-3 Ligação fosfodiéster: C 3 da pentose do 1º nt. com o C 5 da pentose do 2º nt. Filamento não-molde (sense) Filamento Molde (antisense)

8 Reconhecem e se ligam a seqüências específicas de DNA Desenrolam a dupla hélice de DNA expondo a seqüência de nucleotídeos a ser transcrita Mantêm as fitas de DNA separadas na região de síntese Adicionam nucleotídeos formando a fita de RNAm Renaturam o DNA na região imediatamente posterior à síntese sintetizam somente no sentido DNA molde no sentido

9 Processamento do RNAm Antes de sair do núcleo o RNAm de eucariotos é processado e migra para o citoplasma (através do complexo de poros) onde vai ocorrer a tradução adição de revestimento (cap) na extremidade 5 ; adição da cauda poli A (POLIADENILAÇÃO); retirada de seqüências não codificantes (introns) RNAm maduro

10 1. Adiçã ção o de revestimento na extremidade 5 5 Adição de G modificada na extermidade 5 do RNAm Ligação 5-5. protege o RNAm da degradação por enzimas; Importantes para o reconhecimento de fatores ligados ao processo de tradução Guanina invertida formando uma ligação 5-5

11 2. Poliadenilaçã ção Adição da cauda poli (A) na extremidade 3 do RNAm: ~200 Adeninas Cauda poli(a) aumenta a estabilidade do RNAm Papel importante no transporte do núcleo para o citoplasma RNAm poliadenilado chega no citoplasma e sua cauda poli(a) vai diminuindo com o tempo devido ação de nucleases Proteínas reconhecem a sequência específica e a enzima polimerase poli-a adiciona Adeninas

12 3. Retirada das seqüê üências não n codificantes (introns).

13 RNAm de Eucariotos RNAm de Procariotos Splicing

14 TRANSCRIÇÃO SPLICING TRADUÇÃO TRANSPORTE

15 Tipos de RNA que participam da síntese s de proteínas ❶ RNA mensageiro (RNAm): moldes de genes nucleares (DNA) ❷ RNA transportador (RNAt): adaptadores entre RNAm e aminoácidos ❸ RNA ribossômico (RNAr): formam as subunidades dos ribossomos

16 ❷ RNA transportador (RNAt) Produzido no núcleo e migra para o citoplasma 70 a 90 nucleotídeos (nt) de comprimento se dobram em estruturas em forma de trevo São adaptadores para a tradução da informação do RNAm em aminoácidos (aa). Captura aa e o transporta até o RNAm no ribossomo

17 Duas regiões importantes no RNAt Extermidade 3 Ligação com o aa específico Trinca de nt (anticodon): reconhece o códon no RNAm

18 Um RNAt é capaz de reconhecer mais de um códon A 1ª base do anticódon do RNAt na posição 5 (oscilante) com a 3ª base do códon do RNAm na região 3 não seguem o padrão. Pareamentos possíveis considerando a oscilação 1ª base (5 ) do anticódon U C A G I 3ª base (3 ) do códon A/G G U C/G A/U/C

19 Definições importantes RNAts são denominados em função do aa que representam. RNAt contendo o anticódon da metionina - RNAt-Met Quando um RNAt está ligado a seu aa, é denominado aminoacil-rnat - Met-RNAt

20 Tipos de RNA que participam da síntese s de proteínas ❶ RNA mensageiro (RNAm): moldes de genes nucleares (DNA) ❷RNA transportador (RNAt): adaptadores entre RNAm e aminoácido ❸ RNA ribossômico (RNAr): formam as subunidades dos ribossomos

21 ❸ RNA ribossômico (RNAr) RNAr + proteínas Ribossomos interagem com um conjunto de proteínas para formar os ribossomos RNAr 28S, 5,8S e 18S são sintetizadas no nucléolo RNAr 5S é sintetizada no núcleo As duas subunidades ribossomais (RNAr + proteínas) são formadas no nucléolo e migram para o citoplasma separadas Ribossomos ligados aos RNAts e proteínas específicas podem se mover, fisicamente, sobre moléculas de RNAm para traduzir as informações codificadas.

22 Ribossomos Constituídos por RNAr e mais de 50 proteínas formado por duas subunidades: maior e menor - subunidade menor se liga ao RNAm e ao RNAt durante a síntese de proteínas - subunidade maior catalisa a ligação peptídica entre os aminoácidos durante a síntese de proteínas Contém sítios para ligação de todas as moléculas que interagem durante o processo de síntese proteica nm de diâmetro - observados em microscopia eletrônica

23 Ribossomos de Procariotos Ribossomos de Eucariotos

24 Localizaçã ção o dos Ribossomos livres no citoplasma associados à membrana do retículo endoplasmático rugoso associados à membrana externa do envoltório nuclear no interior das mitocôndrias e dos cloroplastos

25 Polissomos ou Polirribossomos Uma molécula de RNAm + vários v ribossomos Polissomos podem estar: a) Livres no citoplasma b) Aderidos à membrana

26 a) Polissomos livres no citoplasma sintetizam proteínas destinadas à célula ocorrem em células que sintetizam grande quantidade de proteínas usadas internamente no crescimento rápido ex: células cancerosas, células embrionárias e reticulócitos (precursores das hemáceas, polissomos sintetizam hemoglobina)

27 b) Polissomos aderidos à membrana sintetizam proteínas que serão secretadas Ex: glândula mamária: em repouso polissomos livres em lactação ligados a memb. do retículo sintetizam proteínas que compõem estruturas celulares membranosas Ex: memb. plasmática, Golgi, lisossomos, vacúolos

28 Proteínas Colocam em AÇÃO a informação genética da célula (DNA) Funções: estruturais, movimentação, sensorial, além de dirigir a maioria dos processos químicos das células (enzimas), etc. São o polímeros (polipeptídios) constituídos por 20 tipos aminoácidos (aa) cada tipo de aa é codificado por 3 nucleotídeos (trincas), chamadas de CÓDONS 64 códons: : 3 stop codons,, 61 codificam aa (incluindo o códon c de iniciaçã ção)

29 20 aminoácidos diferentes podem compor proteínas

30 O Código C Genético Proteína: codificada pela seqüência de códons do RNAm

31 Características do Código C Genético 1. LINEAR: bases ribonucleotídeos do RNAm LETRAS 2. TRIPLO: Códon 3 nucleotídeos: 1 aminoácido 3. NÃO AMBÍGUO: cada trinca nucleotídeos especifica apenas um aa 4. DEGENERADO: um aa pode ser especificado por + 1 trinca 5. NÃO SOBREPOSTO: A inserção ou deleção de uma base resulta na leitura diferencial em cadeia. 6. SEM INTERRUPÇÕES

32 O Código C Genético possui sinais de Iniciaçã ção Códon de Iniciação - Todas as proteínas de procariotos e eucariotos começam com um mesmo aa - a metionina, cujo códon é AUG. - Em bactérias, pode ser utilizado GUG ou, mais raramente, UUG

33 O Código C Genético possui sinais de Terminaçã ção Códons de terminação - Stop códons -códons que não especificam aa -não são reconhecidos por RNAt, mas por fatores protéicos denominados fatores de liberação UAG UGA UAA

34 O Código C Genético é UNIVERSAL Exceções são encontradas em mitocôndrias de mamíferos, protozoários ciliados e em leveduras. Ex: mitocôndrias UGA: que seria término de cadeia, em mitocôndria é triptofano AUA: isoleucina, mas em mitocôndria é metionina AGA e AGG: arginina, mas em mitocôndria é término da cadeia.

35 O Código C Genético Lembrem-se da base oscilante do RNAt Permite que 1 tipo de RNAt carregando um aa possa reconhecer mais de um códon no RNAm Ex.: Serina: codificado por 6 códons, porém possui apenas 3 trnas Códon RNAt Anticódon UCU,UCC RNAt Ser1 AGG UCA,UCG RNAt Ser2 AGU AGU,AGC RNAt Ser3 UCG

36 Replicação Transcrição Tradução

37 Etapas da traduçã ção Ativaçã ção o dos aa INICIAÇÃ ÇÃO ELONGAÇÃ ÇÃO TERMINAÇÃ ÇÃO Processamento pós-tradução

38 Ativaçã ção o dos aminoácidos Enzima aminoacil-trna sintetase: ativação dos aa e ligação entre o aa e seu RNAt correspondente Reaçã ção: Mg 2+ aa + RNAt + ATP aminoacil-rnat + AMP + 2 P

39 Ativaçã ção o do aa 1. Enzima reconhece o aa (lisina) e seu RNAt com o anticódon UUU 2. A ligação do aa ao RNAt ocorre com a energia resultante da hidrólise do aminoacil-amp 1 2 1

40 Ativaçã ção o do aa 3. O aminoacil-rnat é liberado 4. Enzima disponível p/ ativar outro aa

41 Etapas da traduçã ção Ativaçã ção o dos aa INICIAÇÃ ÇÃO ELONGAÇÃ ÇÃO TERMINAÇÃ ÇÃO Processamento pós-tradução

42 Iniciação Essa etapa requer: - Acoplamento da subunidade menor do ribossomo ao RNAm - União do primeiro RNAt ao códon de início da proteína (AUG) - Junção das 2 subunidades do ribossomo - Fatores de iniciação IF-1, IF-2 e IF-3 (Procariotos) mais de 10 IF (Eucariotos) - GTP (Guanosina trifosfato) - Hidrólise fornece energia para a síntese protéica

43 Iniciaçã ção a) Subunidade menor do ribossomo + GTP + RNAt + iniciador + IFs ligam-se ao RNAm b) O 1º RNAt se liga ao sítio P do ribossomo no códon de início da proteína (AUG) c) Liberação das IFs e GTP é clivado A subunidade maior pode se acoplar ao complexo formando o ribossomo funcional

44 Como os ribossomos reconhecem o local onde deve iniciar a síntese de proteínas, uma vez que podem existir várias sequencias AUG no RNAm?

45 Procariotos Uma sequencia no RNAr 16S (subunidade menor) reconhece e se pareia com uma sequencia especifica no RNAm, chamada (Shine-Dalgarno (SR) ou Sítio de ligação do ribossomo (RBS) localizada antes do AUG onde a síntese terá início.

46 Eucariotos Reconhecimento do "cap", seguido por um deslizamento da subunidade 40S até o códon AUG. Ligação da subunidade menor do ribossomo AUG

47 Complexo de Iniciação Completo

48 Etapas da traduçã ção Ativaçã ção o dos aa INICIAÇÃ ÇÃO ELONGAÇÃ ÇÃO TERMINAÇÃ ÇÃO Processamento pós-tradução

49 Elongação: Reações que ocorrem desde a formação da primeira ligação peptídica até a incorporação do último aa à proteína. Essa etapa requer: 1. Complexo de Iniciação 2. Aminoacil-RNAt (Met-RNAt) 3. Fatores de Elongação: EF-TU, EF-TS e EF-G 4. GTP

50 Elongação: Os ribossomos tem 3 sítios onde os RNAt se ligam Sítio A: região onde chega o RNAt com o aa ligado (sítio de entrada de um aminoacil-rnat) Sítio P: região onde ocorre a ligação do aa do RNAt à fita crescente da cadeia polipeptídica; Sítio E: região onde ocorre a liberação do RNAt sem aa

51 Elongação Repetição cíclica 1. O aminoacil-rnat do sítio A entra no sítio P 2. O sítio A fica livre para o 2º aminoacil-rnat entrar Regeneração do EF-Tu-GTP (EF- Ts) 3. Escolta do próximo aminoacil- RNAt ao sítio A (EF-Tu) 4. Formação da ligação peptídica entre os dois aa* 5. Movimentação do ribossomo ao longo do RNAm (EF-G) 6. Saída do RNAt (sem aa) pelo sítio E pareamento ANTICODON CÓDON no SÍTIO A

52 * Ligaçã ção o entre os aa Os aminoácidos são unidos por ligações covalentes ligações peptídicas GRUPO AMINA do aa (RNAt no sítio A) se liga ao GRUPO CARBOXILA de outro aa (RNAt no sítio P), formando uma molécula de água Catalisada pela enzima PEPTIDIL TRANSFERASE (subunidade maior ribossômica)

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54 Etapas da traduçã ção Ativaçã ção o dos aa INICIAÇÃ ÇÃO ELONGAÇÃ ÇÃO TERMINAÇÃ ÇÃO Processamento pós-tradução

55 Terminação: O ribossomo separa-se do RNAm e suas subunidades dissociam-se. Essa etapa requer: 1. Um dos códons de terminação: UAA, UAG, UGA 2. Fatores de Terminação (liberação): RF1, RF2 e RF3 3. GTP

56 1. A síntese é interrompida quando o ribossomo alcança um dos códons de terminação: UAA, UAG, UGA 2. Fatores de liberação reconhecem códons de terminação 3. RNAt do sítio A passa para o sitio P 4. Liberação - Subunidades > e < - RNAt - RNAm

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58 Diferenças na síntese s de Procariotos e Eucariotos Característica Procariotos Eucariotos Ribossomos 70S 80S Aminoácido iniciador n-formilmetionina metionina Códon de iniciação AUG GUG AUG Identificação do códon Shine-Dalgarno Ribossomo + Cap de iniciação 1º AUG Fatores de iniciação IF-1, IF-2 e IF-3 eif-2, eif-3, eif-4c, CBPI, eif-4ª, eif4b, eif-4f, eif-5, eif-6 Fatores de elongação EF-TU, EF-TS e EF-1 α, EF-1 β e EF-G EF-2 Fatores de terminação RF-1, RF-2 e RFe RF-3

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