Código Genético e Tradução QBQ 0102 – Educação Física Carlos

QBQ 0102 – Educação Física
Carlos Hotta
Código Genético e Tradução
16/06/15
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replicação
DNA
•
•
•
•
transcrição
RNA
tradução
proteína
RNAm possuem informação para gerar novas
proteínas
A RNA polimerase sintetiza RNA usando o DNA
como molde
A transcrição tem três fases: iniciação, alongamento
e término
O RNAm de eucariotos é processado antes de ser
traduzido
As proteínas são polímeros de
aminoácidos
•
Os aminoácidos se ligam através
de ligações peptídicas
•
A sequência de aminoácidos
determina a estrutura e função
da proteína
Um sistema de síntese de proteínas deve:
1. Catalisar a formação de ligações peptídicas
2. Selecionar os aminoácidos corretos na ordem correta
para se formar a proteína desejada
O mRNA contém a informação necessária para se fazer uma
ou mais proteínas
Quantos nucleotídeos devem codificar um aminoácido?
A maior parte dos seres vivos usam 20
aminoácidos diferentes para fazer suas
proteínas
1 nucleotídeo – 4 combinações
2 nucleotídeos – 16 combinações
3 nucleotídeos – 64 combinações
4 nucleotídeos – 256 combinações
Mas como? Trincas que se
sobrepõe? Código degenerado ou
não-degenerado? Crick & Gamow
Experimento de Nirenberg-Matthaei (1961)
1. Nirenberg e Matthaei sintetizaram
um RNA contendo somente Us
(polyU)
2. O RNA foi colocado em uma série
de tubos diferentes, cada um
contendo somente um aminoácido
marcado radioativamente
3. Extratos de bactérias foram
adicionados aos tubos para que a
síntese de proteínas ocorresse
4. 27 de maio de 1961 3 a.m. –
fenilalanina marcada.
tubos controle – 70 cpm
experimental – 38,000 cpm
UUU = fenilalanina!
Caderno de laboratório de
Nirenberg
O código genético é degenerado
Existem padrões na degeneração
Os aminoácidos são determinados por trincas de
nucleotídeos no mRNA: códons
Em uma molécula de mRNA, existem três quadros de leitura
possíveis
Existem 64 códons diferentes
Existe um códon de início e que codifica metionina (AUG)
Existem três códons de término (UAA, UAG, UGA)
Sobram 60 códons distintos para 19 aminoácidos
A síntese de proteínas tem 5 etapas
- Formação de aminoacil-tRNA
- Iniciação
- Alongamento
Tradução
- Terminação e liberação
- Enovelamento e processamento pós-traducional
A tradução requer adaptadores que juntam os códons com os
seus respectivos aminoácidos
A primeira base do anticódon é flexível
A formação de aminoacil-tRNA dependem de enzimas
específicas: aminoacil-tRNA sintetases
Mg2+
Aminoácido + tRNA + ATP aminoacil-tRNA sintetase Aminoacil-tRNA + AMP + PPi
∆G´0 ~ - 29 kJ/mol
A reação tem 2 partes:
1- formação de um aminoacil-AMP
2- transferência do grupo
aminoacila pro tRNA
aminoacil-tRNA
Lehninger
Iniciação da síntese de proteína necessita da montagem do
ribossomo
O ribossomo se inicia no start codon (geralmente AUG) que codifica
a metionina
As proteínas são sintetizadas pelo ribossomo
23S RNA - amarelo
5S RNA - laranja
Proteínas do 50S – vermelho
16S RNA - verde
Proteínas do 30S -blue
Os nomes das unidades são dadas
de acordo com o seu coeficiente
de sedimentação
O ribossomo de bactérias possui três sítios
Sítio A – aminoacyl-tRNA (tRNA ligado a um aminonácido) se liga
ao sítio A
Sítio P – peptidyl-tRNA (tRNA ligado a um peptídeo) fica ligado ao
sítio P
Sítio E – tRNA deacilado sai do via sítio E
Iniciação da síntese depende de um aminoacyl-tRNA
especializado: tRNAfMet
• A formilação bloqueia o grupo
amino do aminoácido
• O tRNAfMet se liga diretamente
ao sítio P
A proteína em formação é transferida do peptidil-tRNA para o
novo aminoacil-tRNA
• Fatores de alongamento ajudam o
pareamento codon/anticodon
• Se houver reconhecimento do
códon/anticódon, o GTP é hidrolisado
• A hidrólise do GTP serve como
mecanismo de revisão
• A translocação do ribossomo depende
de GTP
O término da síntese proteica exige sinais específicos
Fatores de liberação (Rfs)
mediam o fim da síntese
quando o ribossomo chega a
um códon término (UAA, UAG
e UGA)
Etapas da tradução
1. o ribossomo se forma no RNAm
2. ocorre a ocupação do sítio P por uma metionina formilada
3. ocorre o pareamento do códon com o anticodon do RNAt
4. ocorre a formação da ligação peptídica
5. o ribossomo anda três nucleotídeos
6. o tRNA no sítio P agora está no sítio e
se solta do ribossomo
7. o tRNA no síto A agora está no sítio P
8. volta ao item 3 ou ocorre o término da
cadeia peptídica por um fator de liberação
A expressão de um gene é
regulada em diversos níveis:
tradução
• Disponibilidade de ribossomos
• Início da tradução
• Velocidade da tradução
A expressão de um gene é
regulada em diversos níveis:
pós-tradução
• Enovelamento de proteínas
• Modificações pós-traducionais
(fosforilação, acetilação, etc.)
• Disponibilidade de cofatores
• Transporte de proteínas
• Degradação de proteínas