26/04/2015 Tradução JoséFranciscoDiogodaSilvaJunior– MestrandoCMANS/UECE Traduçãoemeucarióticoseprocarióticos Eventos pós‐transcricionais 1 26/04/2015 Processodesíntesedeproteínas ▪ mRNA contém o código do gene ▪ tRNA é o adaptador que liga o mundo do ácido nucléico ao mundo das proteínas ▪ rRNA faz parte do ribossomo e contém a enzima que catalisa a ligação entre aminoácidos adjacentes tRNAéoadaptadordeCrick 2 26/04/2015 Transcriçãoe processamentodo tRNA ▪ É transcrito de um gene presente no DNA ▪ ... E então processado ▪ Contém o código do adaptador Ocódigogenético 3 26/04/2015 Ocódigogenético Ocódigogenéticoéredundante ▪ 20 aminoácidos devem ser codificados por, pelo menos 3 bases UUA CCU AUU AAA CGG Leu Pro Ile Lis Arg três nucleotídeos CUG CCG AUA AAG CGA consecutivos Códon: cada grupo de 4 26/04/2015 Openreadingframe ▪ Determinação da janela de leitura (ORF) ▪ Cada uma das sequências de DNA que possui o potencial para codificar uma proteína e estão compreendidas entre um códon de iniciação, geralmente a metionina (ATG) da tradução e um códon de terminação (TAA, TAG ou TGA). Encontram‐se delimitados pelos UTRs, ou sequências não traduzidas. Openreadingframe 5 26/04/2015 Pareamentocódon‐anticódon ▪ Pareamento de bases Watson‐Crick nas duas primeiras bases do códon ▪ 3’‐5’ para 5’‐3’ (pareamento anti‐paralelo) ComooaminoácidocorretoéligadoaotRNA? ▪ Como o tRNA correto é ligado ao aminoácido? ▪ Como o código genético funciona molecularmente? ▪ tRNA‐aminoacil sintetases ▪ Ligam o tRNA e o aminoácido ▪ Reconhecem o anticódon e carregam o aminoácido correto 6 26/04/2015 Aminoácidosativados Ativaçãodotriptofano 7 26/04/2015 QuantastRNA‐aminoaciltransferases? ▪ Uma por aminoácido? ▪ Ou uma por códon? ▪ Uma única amino acil tRNA sintetase liga um aminoácido a todos os seus tRNAs ClassesdetRNAaminoaciltransferases 8 26/04/2015 ControledatraduçãoI ▪ Afinidade da enzima pelo tRNA disposto no código ▪ tRNA errado liga‐se lentamente e desliga‐ se rapidamente ▪ A adição do aminoácido ao tRNA incorreto é muito lenta ControledatraduçãoII ▪ O aminoácido deve se encaixar no sítio sintético da tRNA‐aminoacil‐sintetase ▪ ... e não ao sítio de edição ▪ Mecanismo de peneira dupla 9 26/04/2015 (des)ControledatraduçãoIII ▪ Não acontece verificação do aminoácido na tradução ▪ O controle, portanto, é feito apenas no momento da aminoacilação do tRNA Ribossomos 10 26/04/2015 Ribossomoseucarióticos ▪ O peso do ribossomo se deve mais ao componente de RNA do que ao componente protéico Reciclagemribossomal 11 26/04/2015 Sítiosribossomaisutilizadosnatradução Sítiosribossomaisutilizadosnatradução 12 26/04/2015 Startcodon ▪ Normalmente codifica metionina IniciaçãodaTradução ▪ Fatores de iniciação da tradução ▪ IF‐1 e IF‐3 ▪ tRNA carregado formil‐metionina 13 26/04/2015 IniciaçãodaTradução ▪ Seleção do tRNA correto ▪ Somente se pareia o anti‐códon é que... ▪ Liga‐se também ao rRNA Detalhedatraduçãodeproteínas 14 26/04/2015 Complexodeiniciação datradução ▪ mRNA liga à subunidade menor do ribossomo ▪ tRNA contendo metionina (formilada) liga‐se ao complexo ▪ Fatores de iniciação da tradução ajudam ▪ Subunidade maior reúne‐se ao complexo Figure 7-35 (part 1 of 5) Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 15 26/04/2015 Figure 7-35 (part 2 of 5) Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) Figure 7-35 (part 3 of 5) Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 16 26/04/2015 Figure 7-35 (part 4 of 5) Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) Figure 7-35 (part 5 of 5) Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 17 26/04/2015 Figure 7-36 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 5´ N‐terminal H H H ‐OOC – C – N ‐ COH ‐OOC – C ‐ NH2 R R Ribossomo U A C A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U 3´ 5´ RNA mensageiro 18 26/04/2015 • Formação da ligação peptídica U A C A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U • Translocação • Requer GTP H ‐OOC – C ‐ NH2 R A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U 19 26/04/2015 H ‐OOC – C ‐ NH2 R A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U ‐ ‐ ‐ H O H H H H ‐OOC – C – N – C – C – N – C‐ C –N ‐COH R H R O R A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C C A G 20 26/04/2015 Ordemdeligaçãodeaminoácidos Alongamentodatradução 21 26/04/2015 Alongamentoainda... ▪ O alongamento continua até o aparecimento de um códon de parada (stop codon) UAA UAG UGA 22 26/04/2015 TerminaçãodaTradução ▪ Fator de terminação liga‐se ao stop codon ▪ UAA, UGA, UAG ▪ Proteína é liberada ▪ Complexo é desfeito Figure 7-38 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 23 26/04/2015 ▪ Tempo de execução do processo ChaperonasI ▪ Complexo protéico que auxilia na montagem da estrutura 3D de uma proteína 24 26/04/2015 ChaperonasII Modificaçõespós‐traducionais ▪ Regulação da função protéica ▪ Formação de ligações dissulfeto/dobramento ▪ Clivagem da cadeia ▪ Fosforilação ▪ Glicosilação ▪ Metilação/Acetilação ▪ Adição de âncoras lipídicas 25 26/04/2015 ProteínaPronta! ▪ E agora? ▪ Destinos possíveis... Endereçamentodeproteínas ▪ I ‐ Co‐traducional (vias de secreção): ▪ ER ▪ Golgi ▪ Membrana plasmática ▪ Meio extracelular ▪ II‐ pos‐traducional: ▪ núcleo ▪ mitocôndria ▪ cloroplasto ▪ Lisossomos/peroxissomos Sinais de endereçamento na Proteína: 1‐ Seqüência sinal (16‐30 aminoácidos no N‐terminal) 2‐ Sinal de endereçamento nuclear ( 4‐8 aminoácidos com carga positiva, ex.: PKKKRLV) 3‐ Sinal de retenção no RE (KDEL) 26 26/04/2015 Proteínasorganelares ▪ Produzidas com sinal de exportação ▪ Sinal é clivado quando a proteína alcança seu destino celular Proteínastransmembrana ▪ Domínios hidrofóbicos são capazes de invadir as regiões lipídicas (também hidrofóbicas) da membrana plasmática 27 26/04/2015 Conclusões ▪ Tradução é o processo de produção de proteínas ▪ A regulação ocorre principalmente na transcrição ▪ Modificações pós‐traducionais são importantes para regular a função protéica ▪ Diferentes tipos de RNAs e proteínas atuam no processo ▪ A tRNA aminoacil sintetase é a protéina responsável pelo código genético ▪ A última molécula a se juntar ao complexo de iniciação é a subunidade maior do ribossomo ▪ As proteínas normalmente começam com o aminoácido metionina ▪ A tradução continua até que haja um stop codon ▪ As proteínas precisam ter uma conformação 3D correta pra funcionar (chaperonas ajudam na montagem) ▪ Muitas proteínas contêm sinais de sinalização celular 28