IFSC Campus Lages Tradução Biologia Molecular Prof. Silmar Primieri
Relação DNA RNA Proteína
Estrutura das proteínas
Gene - Proteína Hipótese Gene - Proteina Os genes são responsáveis pelo funcionamento das enzimas e, cada gene aparentemente controla uma enzima.
Experimento de Beadle e Tatum
Hemoglobina humana
Tradução O mrna é a receita que deverá ser traduzido em aminoácidos, pelo ribossomo A tradução é realizada pelo trna, que é apto a reconhecer e ligar aminoácidos a cadeia de mrna. CÓDON 3 nucleotídeos de mrna ANTICÓDON 3 nucleotídeos de trna
Vários códons para um aminoácido Existe 20 aminoácidos que formam a estrutura protéica Se a combinação fosse 2 a 2 (4 2 ) = 16 arranjos Se 3 a 3 (4 3 ) = 64 arranjos A leitura é feita em trincas
Código genético
Estrutura dos trnas trna transfere a informação contida no genoma para uma sequência de aminoácidos; Deve existir, pelo menos, um trna para cada aminoácido presente na célula; Os trnas de eucariotos e procariotos apresentam uma estrutura secundária de folha de trevo, mantida por sequências complementares na própria molécula; Em sua estrutura, apresentam 4 braços principais, contendo regiões pareadas (hastes) e regiões de fita simples (alças), e um braço variável.
trna
Aminoacil-tRNA sintetase Enzima que sintetiza a ligação do trna com o aminoácido (existem, pelo menos, 20 sintetases); Ativação do aminoácido: reage com ATP e libera pirofosfato (PPi); O aminoácido ativado é transferido, então, para o trna, formando a aminoacil-trna; A enzima aminoacil-trna sintetase tem um mecanismo de correção de erro, para evitar a incorporação de um aminoácido incorreto no trna.
Estrutura dos Ribossomos Estrutura compacta de ribonucleoproteínas com 2 subunidades. Cada subunidade é formada por proteínas associadas a moléculas de rrnas; Ribossomos são organelas assimétricas, compostas por uma região de base e outra contendo uma cabeça, ou protuberância.
Subunidades Ribossomais Procariotos: Subunidade 50S: maior Subunidade 30S: menor 70S Eucariotos: Subunidade 60S: maior Subunidade 40S: menor 80S
Sítios Ativos dos Ribossomos Sítio A: subunidades 50S ou 60S; liga-se com o aminoacil-trna; Sítio P: subunidades 30S ou 40S; liga-se peptidil-trna; Sítio E: sítio de saída das novas proteínas sintetizadas. ao
Códon de iniciação e trna iniciador Em procariotos, o início da síntese proteica é definida pelo códon iniciador AUG (metionina); Nesse caso, o trna iniciador está ligado a uma metionina; Esse trna é utilizado somente como iniciador;
Tradução Durante a síntese de proteínas, os ribossomos deslocam-se ao longo do mrna, possibilitando um pareamento entre esse e os trnas que carregam os diferentes aminoácidos que irão compor as proteínas; Os ribossomos deslocam-se ao longo do mrna, na direção 5 3, Um mesmo mrna é traduzido por diferentes ribossomos
Início Complexo de iniciação: ribossomo, mrna e aminoacil-trna inicial 1º - liga-se a subunidade menor 30S no sítio do mrna, seguido pelo aminoacil-trna inicial, formando o complexo de iniciação; 2º - adição de 50S formando o ribossomo completo. No sítio P está o trna fmet e no A o códon do aminoácido seguinte Em eucariotos, a subunidade 40S reconhece o 5 e desloca-se até o primeiro AUG. Após, liga-se o aminoacil-trna inicial no sítio P, formando o complexo de iniciação. Por fim, a subunidade 60S une-se ao complexo, formando o ribossomo completo.
Alongamento Os aminoácidos são adicionados isoladamente, devendo ocorrer o processo de forma cíclica; Dessa forma, sempre o aminoacil-trna a ser incorporado estará no sítio A e o peptídeo localizado no sítio P; O peptídeo ligado no sítio P é transferido para o aminoacil-trna do sítio A pela peptidil-transferase, localizada na subunidade maior do ribossomo (50S ou 60S); O trna fica sem aminoácido ligado no sítio P e o peptidil-trna no sítio A.
Fig 9.17
Translocação O ribossomo avança 3 nucleotídeos no mrna: O trna não carregado é liberado do sítio P; O peptidil-trna move-se do sítio A para o sítio P; Um novo códon é exposto no sítio A, o qual está preparado para receber o aminoacil-trna correspondente; O alongamento será sempre seguido pela translocação e assim por diante; Ambos eventos não acontecem simultaneamente.
Terminação Aparece no sítio A um dos códons de terminação UAG, UGA, ou UAA; Tais códons não são reconhecidos por trnas, mas sim por proteínas; A peptidil-transferase libera o peptídeo do trna; O trna é liberado do ribossomo; O peptídeo é liberado através do sítio E; As subunidades dos ribossomos são dissociadas.
Fig 9.18 Terminação
Proteína Ribossomo Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly aa livre trna 5 3 A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A His Molécula de mrna códon Direção do avanço do ribossomo
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His 5 3 A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His 5 3 A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His 5 3 A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile 5 3 A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys 5 3 A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys 5 3 A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys 5 3 A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys Leu 5 3 G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys Leu Met 5 3 U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys Leu Met Asn 5 3 G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys Leu Met Asn Pro 5 3 G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys Leu Met Asn Pro Gln 5 3 U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys Leu Met Asn Pro Gln 5 3 G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A
Met Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys Leu Met Asn Pro Gln 5 STOP 3 C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A
Ala Cys Asp Glu Phe Met Gly His Ile Lys Leu Met Asn Pro Gln 5 STOP 3 A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A A A A
Ala Cys Asp Glu Phe Met Gly His Ile Lys Leu Met Asn Pro Gln 5 STOP 3 A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C
Ala Cys Asp Glu Phe Met Gly His Ile Gln Lys Pro Leu Asn Met 5 3 A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C
VARIAÇÃO GENÉTICA = MUTAÇÃO E POLIMORFISMO Ala Cys Asp Glu Phe Met Gly His Ile Gln Lys Pro Leu Asn Met 5 3 A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C Ala Cys Asp Glu Phe Met Gly His Ile Gln Lys Pro Leu Asn CYS Muda a forma e função 5 3 A U A A A A U U A A U G A A C AA A C A A U A A T A C