Traducao

Tradução
„
Tradução: refere-se a todo o processo pelo qual a sequência
de bases de um mRNA é usada como molde para unir
aminoácidos para a formação de uma proteína.
„
O DNA guarda as informações para a síntese protéica;
„
O RNA leva estas informações para o citoplasma, local onde
ocorre efetivamente a síntese das proteínas.
„
A ordem dos aminoácidos ao longo da cadeia protéica
determina a função desta nova proteína; portanto o
mecanismo que mantém esta ordem durante a síntese é crítico.
3 tipos de RNA estao envolvidos no processo da
traducao:
rRNAs
tRNAs
mRNA
Gene IX, 2008
„
„
„
Um aa e trazido ao ribossomo pelo aminoacyl-tRNA
O mesmo e adicionado a cadeia polipeptidica em
crescimento pela interacao com o tRNA que trouxe o aa
anterior
Cada um desses tRNA ocupam um sitio distinto no
ribossomo
‹ Sitio A: aminoacyl-tRNA (novo aa + novo codon)
‹ Sitio P: peptidyl-tRNA (tRNA carregando a cadeia
polipeptidica em crescimento)
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Tradução:
A tradução é subdividida em 3 estágios:
Iniciação: compreende o conjunto de reações que precedem a
formação da primeira ligação peptídica da proteína.
-o acoplamento da subunidade menor do ribossomo ao mRNA,
-A união do primeiro tRNA ao códon de início da protéina (AUG),
-A junção das duas subunidades do ribossomo.
Elongação: inclui todas as reações que ocorrem desde a
formação da primeira ligação peptídica até a incorporação do
último aa à proteína.
Terminação: abrange os processos envolvidos na liberação
do polipeptídeo já pronto. O ribossomo separa-se do mRNA
e suas duas subunidades dissociam-se.
Iniciacao
Alongacao
Terminacao
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Iniciação em Procariotos
Sitio de ligacao do ribossomo – Shine Dalgarno:
35 bases no mRNA – complementar ao rRNA
Um tRNA “iniciador” especial inicia a cadeia
polipeptidica:
A sintese de proteina tem inicio com o aa
metionina (codon AUG)
„ tRNAs diferentes estao envolvidos na
iniciacao e na alongacao
„ O tRNA iniciador tem estrutura unica que o
distingue de todos os outros tRNAs
„ fMet-tRNA pode iniciar síntese protéica:
metionina formilada
„
fMet-tRNA: reconhece o codon AUG ou GUG
3
„
„
A energia necessária
aos diferentes passos
da síntese protéica é
fornecida pela
hidrólise de GTP.
Neste caso, GTP é
necessário para o
posicionamento
correto do códon AUG
na subunidade
ribossômica.
IF-2 liga o iniciador
fMet-tRNA e permite
sua entrada no sitio P
da subunidade 30S
Um mRNA contem muitos codons AUG: Como o codon de
iniciacao eh reconhecido como o ponto de inicio da traducao?
„
„
Sitio de ligacao do ribossomo: como eh a sequencia do
mRNA bacteriano?
‹ AUG (menos frequente GUG ou UUG) sempre
presente
‹ 10 baes antes do AUG eh a sequencia:
 5’…AGGAGG…3’: poli-purinas = sequencia
Shine-Dalgarno
 Complementar a uma sequencia altamente
conservada com a extremidade 3’ do rRNA 16S.
Mutacoes na sequencia Shine-Dalgarno podem impedir um
mRNA de ser traduzido.
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Quando um mRNA bacteriano eh
policistronico:
„ Cada regiao a ser traduzida apresenta um
sitio de ligacao do ribossomo
„
Cistron
Iniciação da sintese de proteinas em Eucariotos
„
„
„
„
„
Processo de iniciacao semelhante ao de bacteria
No que difere?
‹ Ordem dos eventos diferente e
‹ Numero de fatores de iniciacao maior
O mecanismo de reconhecimento do sinal de iniciação do
mRNA em eucariotos é diferente: o passo mais importante é o
reconhecimento da extremidade 5' do mRNA.
O terminal 5' dos mRNAs eucarióticos têm uma modificação
especial, um resíduo metilado de guanilato, ligado ao primeiro
nucleotídeo normal da cadeia por uma ligação 5' - 5', chamado
"cap".
a iniciação da tradução em eucariotos envolve o
reconhecimento do "cap", seguido da localização da seqüência
de consenso que envolve o códon AUG.
5
„
Ao contrário dos três fatores de iniciação bem definidos que
iniciam a tradução em bactérias, em eucariontes existe uma
multiplicidade de fatores de iniciação (chamados"eIFs“ – fatores
de iniciacao eucariontes).
‹
Onde atuam?

Formacao do complexo de iniciacao com a extremidade 5’

Na formacao do complexo com o Met-tRNA

No escaneamento do mRNA pelo ribossomo a partir da
extremidade 5’ ate o primeiro AUG

Deteccao da ligacao do tRNA iniciador no sitio AUG

Conexao da subunidade 60S
„
A subunidade pequena (40S) é a primeira a se complexar com o
mRNA e com o tRNA iniciador. O GTP, também em eucariotos,
é hidrolisado após o acoplamento da subunidade grande (60S) ao
complexo.
„
Entretanto, há vários aspectos em que a iniciação de eucariotos
difere de iniciação em procariotos:
„
Met-tRNA iniciador é diferente daquele utilizado na
fase de alongamento, mas a metionina não é
formilada no grupo N-terminal;
„
Em levedura: o Met-tRNA apresenta estrutura
terciaria diferente e uma fosforilacao na base 64
„
há um número muito maior de fatores de iniciação
em eucariotos (12 eIFs registrados em levedura) que
em procariotos,
„
A presença de um terminal 5' com "cap" no mRNA é
necessária para a iniciação.
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Elongação
„
„
„
„
„
„
Depois que a região de iniciação do mRNA foi corretamente
ligada ao ribossomo, ele sempre se move em uma direção fixa
durante a síntese protéica.
O ribossomo não tem a opção de mover-se para a direita ou para
a esquerda, refletindo o fato do mRNA ter uma direção, definida
pela orientação dos seus terminais 5' e 3'.
A entrada de um novo aminoacyl-tRNA no sitio A é mediada
pelo “Fator de elongacao” (EF-Tu em bacteria)
EF-Tu é uma proteina altamente conservada entre as bacterias e
eucariotos.
EF-Tu esta associada ao ribossomo somente durante o processo
de entrada do aminoacyl-tRNA (associacao ciclica)
Ha cerca de ~70.000 moleculas de EF-Tu por bacteria (~ 5% da
proteina total bacteriana)
Exemplo aplicado:
Kirromicina é um antibiotico que inibe a
função do EF-Tu.
„ Quando EF-Tu liga-se a kirromicina,
permanece capaz de ligar o aminoacyltRNA ao sitio A, MAS
„ Não se solta do sitio A
„ Assim o ribossomo fica “parado” no mRNA
sem prosseguir com a síntese da proteina
„
„
Cada ribossomo tem dois sítios para ligação de tRNA. São os
sítios peptidil (P) e Aminoacil (A).
„
A especificídade para um determinado aminoacil-tRNA é dada
pelo códon específico do mRNA, isto é, embora a cavidade do
ribossomo possa aceitar qualquer aminoacil-tRNA, a superfície
contendo mRNA a torna específica para uma molécula específica.
„
Met-tRNA i met entra no sítio P.
„
Todos os aminoacil-tRNAs subsequentes entram no sítio A.
„
Depois que o segundo aminoacil-tRNA é colocado, corretamente,
no sítio A, uma ligação peptídica se forma entre a carboxila do
primeiro aminoácido e o grupo amina do segundo.
„
O dipeptídeo resultante fica, portanto, ligado, através da carboxila
do segundo aminoácido, ao segundo tRNA.
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„
Então, numa etapa chamada translocação, o peptidil-tRNA e o
códon do mRNA ao qual ele está acoplado, movem-se
coordenademente para o sítio P do ribossomo.
„
Este processo de adição de aminoácido se repete várias vezes,
até que a cadeia completa se forme.
„
Alguns pontos devem ser enfatizados:
‹
‹
A formação da ligação peptídica move o ponto de ligação do
sítio P para sítio A (através da enzima peptidil transferase)
O novo tRNA terminal move-se, então, do sítio A para o
sítio P. Ao mesmo tempo, o molde de mRNA ligado à
subunidade pequena do ribossomo move-se para colocar o
códon n+l na posição ocupada anteriormente pelo códon n;
„
Conjuntamente com a etapa (3), a molécula de tRNA que
liberou seu aminoácido para a formação da ligação peptídica, é
ejetado do sítio P,
„
O sítio A fica, então, livre para aceitar um novo aminoaciltRNA, cujo especificidade é determinada pelo pareamento
correto de bases entre o anticódon e o códon do mRNA.
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Terminação
„
Duas condições são necessárias para a terminação da
síntese protéica:
‹
‹
Uma é a presença de um códon que dá o sinal para o
processo de terminação.
A outra é a presença de uma proteína, o "releasing
factor" (RF), que lê o sinal de terminação de cadeia.
„
Como a cadeia polipeptídica, após ter sido completada,
ainda está ligada a um peptidyl-tRNA, a etapa de
terminação envolve a quebra de ligação com este tRNA.
„
Quando isto acontece, a cadeia nascente se dissocia
rapidamente, uma vez que sua ligação com o ribossomo
ocorria através desta ligação.
„
Há três sinais que significam o final da tradução: UAG,
UAA e UGA.
„
estes códons são reconhecidos por proteínas, os "releasing
factors“ (RF).
„
Em E. coli, há dois RFs bem caracterizados:
‹
RF l, que reconhece os codons UAG e UAA, e
‹
RF2, que reconhece UGA e UAA.
„
Em eucariotos, há apenas um fator de terminação RF, que
reconhece os três codons de terminação.
„
Eles funcionam induzindo a peptidil transferase a transferir
a cadeia crescente para água, ao inves do aminoacil-tRNA.
„
Após a terminação da cadeia, a subunidade maior do ribossomo
(50S em procariotos e 60S em eucariotos), é liberada do mRNA
antes da subunidade menor (30S em procariotos, 40S em
eucariotos).
„
As subunidades ficam, então, disponíveis para iniciar a síntese
de outro polipeptídeo.
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