ÁCIDOS NUCLEÍCOS RIBOSSOMO E SÍNTESE PROTEÍCA

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1 ÁCIDOS NUCLEÍCOS RIBOSSOMO E SÍNTESE PROTEÍCA

2 ÁCIDOS NUCLÉICOS: Moléculas orgânicas complexas, formadas polimerização de nucleotídeos (DNA e RNA) pela Contêm a informação que determina a seqüência de aminoácidos (aa) e a estrutura e função das proteínas (DNA); (1) (2) Fazem parte das estruturas celulares e alinham os aa de forma correta quando uma cadeia polipeptídica está sendo sintetizada (RNA); (3) Catalisam uma série de reações químicas fundamentais nas células (pontes peptídicas entre os aa)

3 ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLÉICO (DNA) - Polímero linear longo e de fita dupla, composto por unidades de desoxirribonucleotídeo ligadas covalentemente. Serve como armazenador e o carreador da informação genética. - Contém toda a informação necessária para a construção das células e tecidos de um organismo.

4 ÁCIDO RIBONUCLÉICO (RNA) Polímero formado por monômeros de ribonucleotídeos covalentemente ligados. Apresenta 3 tipos de RNA celular (mrna, trna e rrna), com papéis diferentes na síntese de proteínas. -RNAm: transporta as instruções do DNA que especificam a ordem exata dos aa durante a síntese de proteínas. -RNAt: interpreta as informações do RNAm e transporta aa durante a síntese de proteínas. -RNAr: auxilia o RNAt no processo de tradução.

5 DNA e RNA Estrutura comum: um grupo de fosfato ligado por uma ligação fosfodiéster a uma pentose (molécula de açúcar com 5 carbonos), que por sua vez esta ligada a uma base nitrogenada.

6 Nucleosídeo: açúcar + base BASE NITROGENADA Nucleotídeo: fosfato + açúcar + base GRUPO FOSFATO AÇUCAR Estrutura geral dos Nucleotídeos. (a) Adenosina-5-monofosfato (AMP), presente no RNA e (b) ribose e desoxirribose, as pentoses dos RNAs e DNAs.

7 DNA e RNA - quimicamente muito semelhantes - constituídos por 4 nucleotídeos A, G purinas (contém um par de anéis fusionados) T, C e U pirimidinas (anéis simples) Bases Nitrogenadas

8 Esqueleto do ácido nucléico Formado por unidades repetidas de fosfato-pentose a partir das quais as bases purinas e pirimidinas se estendem como grupamentos laterais. -orientação: sempre 5 para 3 -Ligação fosfodiéster: ligação química entre nucleotídeos adjacentes no DNA e RNA (estrutura 1º) Fita de Ácido Nucléico ilustrando sua orientação

9 DNA: -Dupla hélice -Fitas antipararelas (reverse) -Pontes de Hidrogênio entre as bases nitrogenadas (A=T e C=G) -Fitas Complementares A dupla hélice de DNA. (a) Modelo tridimensional e (b) estrutura química.

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11 Ribossomos Ribossomos são os locais de síntese de proteína. Eles não são limitados por membranas e portanto ocorrem tanto em procariontes quanto em eucariontes. Unidos pelo RNAm formam o polissomo

12 Ribossomos são complexos grandes de RNA e proteínas. Mais da metade do peso do ribossomo é de RNA. Possui 2 subunidades (pequena e grande); A subunidade pequena se liga ao mrna e trna; A subunidade grande catalisa a ligação peptídica entre os aas

13 A maioria dos genes produz moléculas de RNAm que geram proteínas. Como a célula converte a informação presente no RNAm em proteína? Problema da codificação: informação linear de nt é traduzida em uma seqüência de aa.

14 Transferência de informação por meio da transcrição: DNA (ác. nucléico) RNA (ác. nucléico): pareamento de bases complementares origina um transcrito (ex. escrito a mão x escrito no computador). Tradução: transferência da informação para outra língua (4nt x 20aa).

15 RNAm é traduzido em seqüência de aa por meio do código genético. Seqüência de nt é lida consecutivamente em grupos de 3 (códons). RNA: polímero de nt; existem 64 (4x4x4) possíveis combinações de códons. aa: existem apenas 20.

16 Cada códon especifica um aa, o código é degenerado e existe mais de um códon para cada aa (CÓDIGO DEGENERADO) O código genético é universal.

17 A tradução do RNAm depende de moléculas adaptadoras que reconhecem tanto o códon quanto o aa designado (RNAt). 2 regiões de nt não pareados em cada uma das extremidades: Extremidade 3 : sítio de ligação com o aa correspondente ao códon. Anticódon: 3 nt consecutivos pareiam com o códon complementar no RNAm.

18 O pareamento de bases é mais rigoroso nas posições 1 e 2 do códon: apenas pareamentos convencionais são permitidos. Posição 3: presença de inosina (por ex.) permite o reconhecimento de U ou C no RNAm (códon). Ex: aa VALINA, códons GUA, GUC, GUG e GUU.

19 Cada RNAt se liga ao seu aa apropriado. Reconhecimento e ligação do RNAt ao aa correto aminoacil-trna sintetase (ligação covalente entre o aa e o RNAt). Uma enzima sintetase para cada aa.

20 Síntese de proteínas: subunidades do ribossomo se unem sobre o RNAm, próximo à extremidade 5. Encontro com o códon de terminação: ribossomo libera a proteína finalizada e as duas subunidades se separam.

21 Eficiência de síntese: 2aa/seg. Como manter a rapidez e eficiência? 4 sítios de ligação para moléculas de RNA: 1 sítio: ligação do RNAm. 3 sítios (A, P e E): ligação de RNAt.

22 Sítio de início da síntese de RNAm: indica a fase de leitura. Códon de iniciação: AUG (ATG no DNA) possui um RNAt especial (iniciador) que carrega o aa METIONINA. Somente o RNAt iniciador carregado com metionina é capaz de se ligar à subunidade menor do ribossomo (sem a presença da subunidade maior).

23 A subunidade menor do ribossomo faz uma varredura no RNAm a procura do primeiro AUG (códon de iniciação). Encontrado o AUG, os fatores de iniciação se dissociam e a subunidade maior do ribossomo pode se acoplar.

24 O ribossomo está completo. O RNAt encontra-se no sítio P e o sítio A está livre para que o próximo aa seja incorporado.

25 Iniciada a síntese de proteínas: cada aa novo é adicionado à cadeia em extensão em um ciclo de 3 etapas. PASSO 1: um RNAt carregando o próximo aa a ser incorporado chega ao sítio A, pareando com o códon do RNAm já posicionado.

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27 PASSO 2: O rrna da subunidade grande catalisa a ligação peptídica entre os aas do aminoaciltrna e do peptidiltrna e os dois trnas vão para os sítios P e E;

28 PASSO 3: O ribossomo desliza sobre o mrna exatamente 3 nt adiante, fazendo com que o o sítio A fique liberado para uma nova ligação de um novo aminoaciltrna.

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30 Final da mensagem: presença de códons de terminação (UAA, UAG e UGA). Não são reconhecidos por RNAt e não determinam um aa mas sinalizam o término da tradução para o ribossomo. Fatores de liberação se ligam ao ribossomo que apresenta um códon de terminação no sítio A. Uma molécula de água é adicionada à extremidade C terminal (ao invés de outro aa).

31 A adição da molécula de água libera a extremidade C terminal da proteína de sua ligação com o RNAt e com o ribossomo. O RNAm é liberado e as duas subunidades do ribossomo se separam.

32 A síntese da maioria das proteínas leva entre 20s e alguns minutos. No entanto, assim que o ribossomo tenha traduzido o suficiente de uma seqüência polipeptídica, a extremidade 5 do RNAm é capturada por um novo ribossomo. Tradução ocorrem em polirribossomos ou polissomos permite a produção de um número grande de moléculas protéicas.

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