Estrutura e Função de proteínasContinua...

Estrutura Quaternária

• Descreve o número e as posições relativas das subunidades nas proteínas multiméricas;

• O nível + alto da estrutura são os arranjos macromoleculares...

Muito grandesDezenas de cadeias polipeptídicas Podem ter ác. NucléicosEx. citoesqueleto, maquinaria de transcrição

A maquinaria de transcrição do DNA

Fatores gerais de transcrição

RNA polimeraseComplexo mediador

promotor

Complexo mediador

promotor

Complexo pré-iniciação da transcrição

Dobramento (enovelamento)

• Como a célula promove o enovelamento adequado de uma proteína?

qualquer cadeia polipeptídica pode, em tese, sofrer dobramentos em 8n conformações...onde n = número de resíduos (há 8 ângulos de ligação permitidos no esqueleto)

Porém adotam uma conformação específica

Estado nativo(para a maioria é o estado + estável)

A informação está codificada na seqüência...

O enovelamento in vivo é promovido por chaperonas

• Estudos de desnaturação e renaturação in vitro

Muitas proteínas sofrem renaturação espontâneaMas a maioria não....

Nas células há mecanismos que garantem o rápido e eficiente enovelamento, mesmo sob altas [ ]

Isso se dá pela presença de chaperonas,Proteínas que atuam no dobramento

Chaperonas• Há 2 famílias gerais:

1) Chaperonas moleculares: ligam e estabilizam proteínas não enoveladas (ou parcialmente);

2) Chaperoninas: facilitam diretamente o enovelamento.

Como as proteínas trabalham?

Ligam-se à outras moléculas (=ligante)(forte ou fracamente, mas muito específica)

A ligação envolve ligações fracas simultâneasDo ligante no sítio de ligação

Enzimas são uma classe especial de proteínas:Ligam-se aos substratos → produtos

Alguns tipos comuns de enzimas

Hidrólise de ATPATPaseRemoção de grupos fosfatosFosfatase

Adição de grupos fosfatos QuinasePolimerizaçãoPolimerases

Rearranjo de ligações dentro de uma única molécula

IsomerasesCondensação de duas moléculas menoresSintetases

Hidrólise ligações entre aminoácidosProteasesHidrólise ligações entre nucleotídeosNucleases

REAÇÃO CATALISADAENZIMA

Desempenho das enzimas é dado por KM e Vmax

Velo

cida

de d

e fo

rmaç

ão d

os p

rodu

tos

de re

ação

(uni

dade

s re

lativ

as)

Concentração de substrato [S]

Enzimas de uma via comum em geral estão associadas fisicamente

• Enzimas que participam num processo comum, em geral, estão localizadas no mesmo compartimento celular

reagentes

reagentes

reagentes

reagentes

produtos

produtos

produtos

produtos

ouSuporte estrutural

A degradação controlada de proteínas

• A degradação controlada é uma forma de regular a quantidade de proteína presente num espaço de tempo.

• A vida média varia de segundos a anos...

• A via de degradação citosólica tira de circulação proteínas de vida curta e reconhece e elimina aquelas danificadas;

• No citossol, as proteínas são degradadas em Proteossomos = complexo de enzimas proteolíticas.

Como os proteossomos reconhecem as proteínas que vão para degradação?

Atuam em proteínas marcadas para a destruição

Ligadas a ubiquitina....

Ácidos nucléicos

Bases nitrogenadaspurinas

pirimidinas

Ligação fosfodiéster

Ligação fosfodiéster

A dupla hélice: modelo 3D do B DNA

Modelos das diversas estruturas do DNA

10,5pb/volta 11 pb/volta Hélice levógira

Não há pontes de H paralelas ao eixo da hélice...há flexibilidade

O DNA dupla fita pode sofrer separação reversível

Temperatura

DNAfita simples

DNAfita dupla

Abs

orçã

o de

luz

260n

m

Porc

enta

gem

de

pare

s G

C

Muitas moléculas de DNA são circulares

Micrografia eletrônica do DNA viral SV40

Supertorcido Círculo relaxado

RNAs de diferentes tipos e funções

O RNA é quimicamente mais instável que o DNA...

Mas pode assumir função catalítica... as Ribozimas.

O RNA pode aparecer como:• Fita simples• Fita dupla (RNA-RNA ou RNA-DNA)

Estrutura secundária e terciária do RNA

A polimerização de ribonucleotídeos é mediada pela RNA polimerase

A síntese de RNAm inicia-se em

sítios específicos no DNA molde

Como a enzima “acha” o início do gene?A RNA polimerase liga-se a promotores

↓Seqüências específicas, que nas bactérias são

reconhecidas pela RNApol+fator σ

~40pb localizados a 5’do início da transcrição(Seqüências consenso)

Em E. coli:

TTGACA TATAAT+1

Início da transcrição5’

Pribnow box

-10-35

Transcrição

Iniciação

Transcrição

Extensão

Terminação

Modelo de uma RNA polimerase bacteriana ligada a um promotor

Transcrição em eucariotos

Mesmos princípios fundamentais de procariotos;

Distingue-se por ter múltiplas RNA polimerases e seqs. de controle:

RNA pol. I ⇒ sintetiza a maioria dos rRNAsRNA pol. II ⇒ sintetiza os precurssores do mRNA;RNA pol. III ⇒ sintetiza os precurssores do rRNA 5S,

tRNAs e outrosRNA pol. mitocondriais e em cloroplastos.Em geral: variam de 500 a 700 kDa.

A organização dos genes difere entre pro e eucariotos

Procariotos:• Organização mais comum dos genes

em OPERONS

Genes operando como uma unidade de resposta a um único promotor

um RNAm comum para várias proteínas relacionadas

• Há poucas regiões não codificantes

Eucariotos:– Cada gene é transcrito a partir de seu

próprio promotor– Em geral, há RNAm precursores que

são processados

O processamento do RNAm

• Nos procariotos transcrição e tradução podem ser simultâneos, nos eucaritosnão;

• Modificação no pré-RNAm :5’: cap 5’ de 7-metilguanilato3’: clivagem e poliadenilação(100 a 250 A’s) pelo

complexo da poli A polimerase;splicing: retirada dos íntrons e união dos éxons.

Demonstração de splicing no gene de ovoalbumina por hibridização

Seqüências conservadas delimitam os íntrons

Splicing alternativo da α tropomiosina

Organização dos exons no gene

Músculoestriado

Músculoestriado

Fibroblasto

Músculo da boca

Hepatoma

cérebro

mioblasto

Os 3 papéis do RNA na tradução

cadeiapolipeptídica em

crescimento

de partida

Movimento do ribossomo

chegando

Ribossomo

O ribossomo

A informação do RNA mensageiro

1

2

PareamentoWatson-Crick

Posição Wobble

RNA transportador (tRNA)Estrutura e características

gerais dos tRNAs

RNA transportador (tRNA)

Estrutura e característicasgerais do tRNAala de leveduras

Símbolos usados:

T - ribotimidinaΨ – pseudouridinaI – InosinaD – 5,6-diidrouridinam1I – 1-metilinosinam1G – 1-metilguanosinam2G – N2-dimetilguanosina

O “carregamento” dos transportadores é feito pelas

Aminoacil-tRNA-sintetases (aaRS)

Classe I

Classe II

A tradução pode ser dividida em 3 etapas:

iniciação, extensão e terminação

Terminação

Fatores de liberação auxiliam esta etapa

As proteínas são produzidas em polirribossomos

Modelo de síntese protéica em polissomos circulares

O que acontece com o RNAm após a síntese protéica?