bioquímica síntese de proteínas

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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