Bioquímica síntese de proteínas
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Síntese de Proteínas
Equipe:
Amanda AngelinaCarla CastroJúlio CésarLara Milena Larissa MarquesRamon Camilo
Maceió-AL, Dezembro de 2012
Universidade Estadual de Ciências da Saúde de AlagoasCampus Governador Lamenha Filho
Bioquímica
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Nucleotídeos• É a unidade formadora
dos ácidos nucléicos: DNA e RNA
• É composto por um radical fosfato, uma pentose (ribose RNA e desoxirribose DNA) e uma base nitrogenada (Adenina, Guanina, Citosina, Timina e Uracila)
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DNA RNA
Adenina
Guanina
Citosina
Timina Uracila
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DNA• Ácido Desoxirribonucléico• Molécula de fita dupla
formando uma dupla hélice
• Cada filamento é composto por vários nucleotídeos
• As cadeias se ligam por meio das bases nitrogenadas
• As fitas estão unidas pelas ligações de Hidrogênio
A = T C = G
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RNA• Ácido Ribonucléico• Molécula de fita simples• É produzido pelo DNA• É encontrado no núcleo e no
citoplasma• Sua função é realizar a síntese protéica
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O RNA é divido em:
• RNA mensageiro (RNAm)
• RNA transportador (RNAt)
• RNA ribossômico (RNAr)
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RNAm• Leva a informação da sequência proteica a ser
formada do núcleo para o citoplasma, onde ocorre a tradução.
• Contém uma sequência de trincas correspondente a uma das fitas do DNA
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RNAt• Levam os aminoácidos
para o RNAm durante o processo de síntese protéica. As moléculas de RNAt apresentam, em uma determinada região, uma trinca de nucleotídeos que se destaca, denominada anticódon.
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•É através do anticódon que o RNAt reconhece o local do RNAm onde deve ser colocado o aminoácido por ele transportado
•Cada RNAt carrega um aminoácido específico, de acordo com o anticódon que possui
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RNAr• São componentes dos ribossomos, organela onde
ocorre a síntese proteica. • É encontrado no nucléolo, onde é produzido, e no
citoplasma, associado às proteínas, formando os ribossomos
Ribossomo + RNA
Proteína
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Fases
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Visão global da expressão gênica
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Transcrição• Processo pelo qual uma
molécula de RNA é produzida usando como molde o DNA
• Ocorre no núcleo e na presença da enzima RNA polimerase
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As pontes de hidrogênio se rompem .
MOLÉCULA ORIGINAL (DNA)
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As fitas originais se separam
Nucleotídeos LIVRES encaixam – se em uma das fitas
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Molécula de RNAMOLÉCULA ORIGINAL
(DNA)
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Código genético• Cada trinca (três nucleotídeos) no RNAm é
denominado códon e corresponde a um aminoácido na proteína que irá se formar
1 códon 3 nucleotídeos no RNAm
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Código genético• Características:o Especificidade – um determinado códon sempre codifica o
mesmo aminoácidoo Universalidade – é conservado em todas as espécieso Redundância ou Degeneração – um aminoácido pode ter mais
de 1 trinca que o codificao Contínuo – sempre lido de 3 em 3 baseso Não ambiguidade – um códon codifica apenas um aminoácidoo Códon de iniciação – o códon AUG tem uma dupla função:
inicia a leitura do código ( para a síntese proteica ) e codifica o aminoácido metionina.
o Códon de terminação / finalização – os códons UAA, UAG e UGA terminam a síntese da proteína
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2a. Letra do códon1a.
Letr
a d
o c
ód
on
Degeneração do código genético
3a. L
etra
do c
ód
on
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Etapas da síntese de proteínas
• Etapa 1: Ativação dos aminoácidos
• Etapa 2: Iniciação
• Etapa 3: Alongamento
• Etapa 4: Terminação e liberação
• Etapa 5: Enovelamento/processamento pós-tradução
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Etapa 1: Ativação dos aminoácidos
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Etapa 2: Iniciação
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Etapa 3: Alongamento
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Etapa 3: Alongamento
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Etapa 3: Alongamento
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Etapa 4: Terminação e liberação
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Etapa 4: Terminação e liberação
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Etapa 5: Enovelamento e processamento pós-
tradução
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Os ribossomos• 20 nm (200 angstroms) em diâmetro, por
isso são facilmente detectados em microscopia eletrônica
• Constituídos por 65% RNAr e 35 % proteínas • ribossomais• O sitio ativo, é onde ocorrem as ligações • peptídicas, é constituído basicamente de
RNA, • Por isso os ribossomos são atualmente • classificados como “ribozimas”• Alguns ribossomos estão livres no citosol,
mas a maioria esta ligada a membrana externa de
• Algumas regiões do reticulo endoplasmático, que passa a ser chamado de reticulo endoplasmático rugoso
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Todos os ribossomos são constituídos por duas
subunidades• Cada subunidade contem um RNAr e varias Proteínas
• A unidade de medida dos ribossomos é o Svedberg (S), que mede a velocidade de sedimentação em um centrifugação.
• Procariotos tem ribossomos 70S, constituídos de uma unidade 30S (16S RNA e 21 proteínas) e outra 50S (5S RNA, 23S RNA e 34 proteínas)
• Eucariotos tem ribossomos 80S, constituídos de uma unidade 40S (18S RNA e 33 proteínas) e uma 60S (5S RNA, 28S RNA, 5,8S RNA e ~49
• proteínas)
• Mitocôndrias e cloroplastos tem ribossomos 70S, similares aos bacterianos
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Ribossomo bacteriano
70S (2,7 x 106)
Ribossomo Eucariótico
80S (4,6 x 106)
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O ribossomo acomoda dois tRNAs carregados
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Os tRNAs possuem características estruturais
especiais
RNAt
- Estrutura secundária com grampos e alças formando um trevo
- Alto número de bases modificadas depois da sua transcrição
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Estágio 1: Ativação dos aminoácidos
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Estágio 1: Ativação dos aminoácidos
• Reação catalisada por uma aminoacil- tRNA sintetase:
Aminoácido + tRNA + ATP aminoacil- tRNA + AMP +PPi
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A estratificação do tRNA cumpre dois fins
• A ativação de um aminoácido para a formação da ligação peptídica
• A ligação do aminoácido a um tRNA adaptador garante a colocação apropriada do aminoácido em uma cadeia polipeptítica em crescimento
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A interação entre uma aminoacil- do tRNA sintetase e
um do tRNA
• “Segundo código genético”
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Etapa 2: Iniciação
• O RNAm liga-se a menor das 2 subunidades ribossômicas e ao aminoacil-RNAt de iniciação;
• Na E. coli, a seqüência reconhecida no RNAm pelo ribossomo é chamada de seqüência de Shine-Dalgarno (nos eucariotos o “quepe” do RNAm é reconhecido pelo ribossomo) → 6 a 10 bases longe do códon de iniciação AUG;
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Etapa 2: Iniciação
• O aminoacil-RNAt de iniciação pareia com o códon AUG, que é o códon que sinaliza o início da proteína a ser sintetizada;
• Em bactérias e na mitocôndria, esse RNAt de iniciação carrega uma metionina N-formilada (grupo formila é adicionado pela enzima transformilase). Nos eucariotos, a metionina não está formilada;
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Requer:
• RNAm
• aminoacil-tRNA de iniciação –
metionina
• códon de iniciação - AUG
• Subunidade 30S e 50S
• Fatores de iniciação
• GTP
• Cofator enzimático – Mg+2
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Sequências do RNA mensageiro que funcionam como sinais para a iniciação da síntese de
proteínas nas bactérias
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Complexos proteicos na
formação de um complexo de
iniciação eucariótico
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Etapa 3: Alongamento
• 1-complexo de iniciação
• 2-aminoacil-tRNA
• 3-conjunto de três proteínas citosolúveis
• 4-GTP
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Etapa 1 do alongamento
- Ligação de um aminoacil-tRNA- Ligação de GTP
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Etapa 2 do alongamento
- Ligação pepitídica- Ligados pelos tRNA’s- Enzima peptidil transferase
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Translocação
Etapa 3 do alongamento
- Translocação- Deslocamento do anticódon e do tRNA- Adição de um novo resíduo de aminoácido
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Etapa 4: Terminação
• O alongamento continua até que o ribossomo adicione o último aminoácido codificado pelo mRNA
• Sinalizada pela presença de um dos três códons de terminação no mRNA
• OS três fatores de liberação
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Etapa 4: TerminaçãoO custo energético da fidelidade na síntese de proteínas • Dois grupos de fosfato de alta energia
• Formação de uma ligação entre dois aminoácidos específicos
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Etapa 4: TerminaçãoOs polissomos permitem a tradução rápida de uma mensagem única
• Agregados de 10 a 100 ribossomos• Fita comunicante de mRNA• RNAs mensageiros são sintetizados e traduzidos
na direção 5’---- 3’ (bactérias)• Em eucariontes os mRNA devem ser transferidos
para fora do núcleo antes que possam ser traduzidos
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Polissomo
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Etapa 5:
Enovelamento/processamento
pós-tradução
• Na quinta e última etapa da síntese de proteínas, a cadeia polipeptídica nascente é enrolada e processada na sua forma biologicamente ativa.
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Etapa 5:
Enovelamento/processamento
pós-tradução
• Modificações nos grupos amino e carboxiterminais
• Perda das sequências sinalizadoras• Modificações de aminoácidos individuais• Ligação de cadeias laterais de carboidratos• Adições de grupos isoprenil• Adição de grupos prostéticos• Processamento proteolítico• Formação das ligações cruzadas de dissulfeto
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A síntese de proteínas é inibida por
muitos antibióticos
e toxinas
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Resumo da síntese proteica
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Referências• Nelson, D.L., Cox, M.M. Lehninger, Princípios
de Bioquímica. Quarta edição (2004).
• Disponível em:
http://www.slideshare.net/LariYamazaki/dna-rna-
sntese-protica. Acessado em 22 de dezembro de
2012.
Dúvidas?
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