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DECODIFICAÇÃO DADECODIFICAÇÃO DA
INFORMAÇÃO GENÉTICA:INFORMAÇÃO GENÉTICA:
- - TRADUÇÃOTRADUÇÃO EE ENDEREÇAMENTOENDEREÇAMENTO DEDE PROTEÍNASPROTEÍNAS
TRADUÇÃOTRADUÇÃO
Fluxo da Informação GenéticaFluxo da Informação Genética
DNADNA RNARNA ProteínaProteína TranscriçãoTranscrição TraduçãoTradução
Estrutura das Proteínas : subunidadesEstrutura das Proteínas : subunidades →→ vinte aminoácidos (aa)vinte aminoácidos (aa) diferentesdiferentes HH
++HH 33 NN^ CC^ COOHCOOH
RR
AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOS
LigaçãoLigação PeptídicaPeptídica :: LigaçãoLigação covalentecovalente entreentre oo grupogrupo carboxilacarboxila dede umum aaaa ee oo grupogrupo aminoamino dede outrooutro aaaa comcom liberaçãoliberação dede umauma moléculamolécula dede HH 22 OO..
PROTEÍNASPROTEÍNAS
Proteínas: estrutura tridimensional complexaProteínas: estrutura tridimensional complexa
- - PrimáriaPrimária –– seqüência linear dos aaseqüência linear dos aa - - SecundáriaSecundária –– interaçõesinterações dede aaaa queque estãoestão juntosjuntos nana cadeiacadeia linear,linear, maismais comumentecomumente formandoformando umauma hélicehélice αα..
Primária
Secundária
PROTEÍNASPROTEÍNAS
Proteínas: estrutura tridimensional complexaProteínas: estrutura tridimensional complexa
- TerciáriaTerciária – – Dobra da hélice ou outra estrutura secundáriaDobra da hélice ou outra estrutura secundária (força de Van der Walls, pontes dissulfeto)(força de Van der Walls, pontes dissulfeto)
- QuaternáriaQuaternária – – JunçãoJunção dede duasduas ouou maismais estruturasestruturas terciáriasterciárias atravésatravés dede ligaçõesligações covalentescovalentes
Terciária QuaternáriaQ
CÓDIGO GENÉTICOCÓDIGO GENÉTICO
Características:Características:
- trêstrês nucleotídeosnucleotídeos porpor “códon”“códon”
- 44 basesbases (A,(A, U,U, CC ee G)G);; 44XX44XX44 == 6464 códonscódons escritosescritos dede 55’’→→ 3 3’’
- “códons”“códons” dede iniciaçãoiniciação (AUG)(AUG) ee terminaçãoterminação (UAA,(UAA, UAG,UAG, UGA)UGA)
- CódigoCódigo degeneradodegenerado (mais(mais dede umum códoncódon podepode codificarcodificar umum aa)aa)
- CódonsCódons sinônimossinônimos especificamespecificam oo mesmomesmo aaaa..
- QuaseQuase universaluniversal :: umum códoncódon codificacodifica oo mesmomesmo aaaa emem todostodos osos organismosorganismos (na(na mitocôndriamitocôndria éé ligeiramenteligeiramente diferente)diferente).. ExEx.:.: UGAUGA codificacodifica FimFim nono códigocódigo universaluniversal UGAUGA codificacodifica TrpTrp nono códigocódigo mitocondrialmitocondrial humanohumano
TRADUÇÃOTRADUÇÃO TRADUÇÃOTRADUÇÃO
- - RNAtsRNAts isoaceptoresisoaceptores:: RNAtsRNAts diferentesdiferentes comcom anticódonsanticódons diferentesdiferentes queque especificamespecificam oo mesmomesmo aaaa.. - - OscilaçãoOscilação:: maismais dede umum códoncódon podepode sese parearparear comcom oo mesmomesmo anticódonanticódon..
TRADUÇÃOTRADUÇÃO
Tradução : síntese de polipeptídeos usando moldes de RNAm e acopladores (RNAt);
Estágios : iniciação, alongamento e término;
Local : Citoplasma;
MaquinariaMaquinaria necessárianecessária : ribossomos (formados por RNAr + proteínas: ribossomos (formados por RNAr + proteínas ribossomais), RNAt e RNAm.
RIBOSSOMORIBOSSOMO
Um ribossomo liga-se perto da ponta 5’ de um filamento de RNAm e move-se para ponta 3’, traduzindo os códons à medida que progride.
A síntese começa na ponta amino da proteína e a proteínaamino da proteína, e a proteína é alongada pela adição de novos aa à ponta carboxila.
Cada RNAm pode ser simultaneamente traduzido por vários ribossomos, produzindo polirribossomos.
AMINOACILAÇÃOAMINOACILAÇÃO
Ligação das moléculas de RNAt a seus aminoácidos apropriados : quando ligado a seu aa, um RNAt leva seu aa ao ribossomo, onde o anticódon do RNAt faz par com um códon no RNAm.
Enzimas aminoacil RNAt sintetases : 20 enzimas para os 20 aa diferentes. Cada sintetase reconhece um aa, bem como todos os RNAts que aceitam esse aa. Formação dos aminoacil-RNAt.
INICIAÇÃO DA TRADUÇÃOINICIAÇÃO DA TRADUÇÃO
Procariotos
- Ribossomos: 70S = subunidade 30S + 50S (vivem se unindo e se separando);
- Requer que a seqüência conservada AGGAGG ( Shine-Dalgarno ) localizada na posição -7 antes do AUG (códon de iniciação) pareie com uma seqüência complementar do RNAr da subunidade 30S doq p ribossomo;
- O primeiro aminoácido ligado ao RNAt adicionado é uma fMet- RNAt ( Metionil-RNAt formilada ). Auxílio de Fatores de Iniciação ( IFs ): → IF3 + subunidade menor do ribossomo, impedindo a ligação da subunidade maior e auxiliando a ligação da subunidade menor ao RNAm. → IF2 + fMet-RNAt → IF1 + GTP
ALONGAMENTO DA TRADUÇÃOALONGAMENTO DA TRADUÇÃO ALONGAMENTO DA TRADUÇÃOALONGAMENTO DA TRADUÇÃO
ALONGAMENTO DA TRADUÇÃOALONGAMENTO DA TRADUÇÃO TÉRMINO DA TRADUÇÃOTÉRMINO DA TRADUÇÃO
ProcariotosProcariotos::
- AA terminaçãoterminação éé sinalizadasinalizada pelospelos códonscódons dede terminaçãoterminação UAA,UAA, UAGUAG ee UGAUGA nana seqüênciaseqüência dodo RNAm,RNAm, requerrequer doisdois fatoresfatores dede liberaçãoliberação (( RFsRFs )):: RFRF11 reconhecereconhece UAAUAA ee UAG,UAG, RFRF22 reconhecereconhece UAAUAA ee UGAUGA ee RFRF33 sese ligaliga aa GTPGTP ee estimulaestimula aa ligaçãoligação ribossômicaribossômica dede RFRF1 1 ee RFee RFRF2RF22;2;;;
EucariotosEucariotos ::
- PossuemPossuem umum únicoúnico fatorfator dede liberaçãoliberação eRFeRF queque reconhecereconhece osos trêstrês códonscódons dede terminaçãoterminação..
TÉRMINO DA TRADUÇÃOTÉRMINO DA TRADUÇÃO TÉRMINO DA TRADUÇÃOTÉRMINO DA TRADUÇÃO
MODIFICAÇÕES PÓSMODIFICAÇÕES PÓS--TRADUÇÃOTRADUÇÃO
Para que as proteínas apresentem a estrutura tridimensional final (conformação nativa) pode ocorrer:
- Dobramento espontâneo, por "automontagem" dependente apenas da estrutura primária;
- Ligação da proteína a um co-fator;Li ã d t í f t
- Modificações catalisadas por proteínas quinases ou outras enzimas;
-Interações com outras proteínas, nesse caso, a conformação final estável e ativa surge somente por interferência de outras moléculas protéicas;
Na compactação correta da proteína a maioria dos resíduos hidrofóbicos ficam escondidos na região central.
MODIFICAÇÕES PÓSMODIFICAÇÕES PÓS--TRADUÇÃOTRADUÇÃO
Cadeia polipeptídicaCadeia polipeptídica em formaçãoem formação
Dobramento e ligaçãoDobramento e ligação com o cocom o co--fatorfator
P
Modificações covalentesModificações covalentes catalisadas por enzimascatalisadas por enzimas específicasespecíficas (fosforilação, acetilação)(fosforilação, acetilação)
P
A (^) A
Ligações a outrasLigações a outras subunidades protéicassubunidades protéicas Proteína funcional maduraProteína funcional madura
MODIFICAÇÕES PÓSMODIFICAÇÕES PÓS--TRADUÇÃOTRADUÇÃO
Chaperonas moleculares : proteínas que têm por função assistir outras proteínas na obtenção de seu dobramento apropriado. Convertem a forma glóbulo maleável em uma conformação compacta final;
- Inicialmente identificadas em E. coli ;
- Muitas chaperonas são proteínas heat shock ( Hsp ) , ou seja, proteínas expressas em resposta a elevação de temperatura (~42°C) ou outra criticidade celular. O dobramento da proteína é muito afetada pelo calor e, portanto, estas chaperonas agem em reparar o dano potencial causado pela falha de dobramento;o dano potencial causado pela falha de dobramento;
- Outras chaperonas estão envolvidas no dobramento de novas proteínas que deixam o ribossomo. Apesar da maioria das novas proteínas sintéticas poderem dobrar-se na ausência destas.
MODIFICAÇÕES PÓSMODIFICAÇÕES PÓS--TRADUÇÃOTRADUÇÃO
ProteínasProteínas queque tenhamtenham umauma áreaárea considerávelconsiderável dede aminoácidosaminoácidos hidrofóbicoshidrofóbicos expostosexpostos emem suasua superfíciesuperfície éé geralmentegeralmente anormalanormal porqueporque ouou::
→→ FalhouFalhou nono dobramentodobramento apósapós deixardeixar oo ribossomo,ribossomo, ouou;; →→ SofreuSofreu umum acidenteacidente queque aa desdobroudesdobrou parcialmente,parcialmente, ouou;;
→→ FalhouFalhou nono encontroencontro dede umauma subunidadesubunidade companheiracompanheira parpp par formarpp formar umum complexocomplexo protéicoprotéico maiormaior..
EstaEsta proteínaproteína éé inútilinútil ee podepode serser perigosaperigosa;;
FormaçãoFormação dede agregadosagregados queque sese precipitamprecipitam ee sãosão tóxicostóxicos;;
CausamCausam doençasdoenças humanashumanas..
MODIFICAÇÕES PÓSMODIFICAÇÕES PÓS--TRADUÇÃOTRADUÇÃO
AsAs chaperonaschaperonas molecularesmoleculares podempodem atuaratuar nono reparoreparo dede proteínasproteínas defeituosas,defeituosas, reconhecendoreconhecendo ee removendoremovendo asas regiõesregiões hidrofóbicas,hidrofóbicas, dandodando outraoutra chancechance dede dobramentodobramento àà proteínaproteína ee evitandoevitando suasua degradaçãodegradação precoceprecoce;;
QuandoQuando háhá falhafalha nessenesse redobramento,redobramento, aa proteínaproteína éé destruídadestruída porpor proteóliseproteóliseproteóliseproteólise ;;;;
A viavia proteolíticaproteolítica seguesegue doisdois passospassos principaisprincipais::
- ReconhecimentoReconhecimento dada regiãoregião hidrofóbicahidrofóbica anormalanormal dada proteínaproteína;;
- DestruiçãoDestruição protéicaprotéica atravésatravés dede umum complexocomplexo dede proteasesproteases denominadadenominada proteossomoproteossomo ;;
MODIFICAÇÕES PÓSMODIFICAÇÕES PÓS--TRADUÇÃOTRADUÇÃO
OO proteossomoproteossomo éé umum complexocomplexo proteásicoproteásico dependentedependente dede ATP,ATP, presentespresentes emem muitasmuitas cópiascópias dispersasdispersas nono citososlcitososl ee nono núcleonúcleo;;
ConsisteConsiste emem umum cilindrocilindro vaziovazio (central(central 2020S)S) formadoformado porpor múltiplasmúltiplas subunidadessubunidades protéicas,protéicas, associadoassociado aa umum grandegrande complexocomplexo protéicoprotéico (( capacapa 19 19SS )) comcom ~~2020 polipeptídeospolipeptídeos diferentes,diferentes, localizadolocalizado emem cadacada extremidadeextremidade ee queee queque contêmque contêmcontêm proteínascontêm proteínasproteínas ATPasesproteínas ATPasesATPasesATPases..
CapaCapa CilindroCilindro
ENDEREÇAMENTO DAS PROTEÍNASENDEREÇAMENTO DAS PROTEÍNAS
DuasDuas formasformas pelaspelas quaisquais umum sinalsinal dede endereçamentoendereçamento estáestá embutidoembutido emem umauma proteínaproteína::
- OO sinalsinal residereside numanuma seqüênciaseqüência únicaúnica dede ~~1515 aa 6060 aa,aa, denominadadenominada seqüênciaseqüência sinalsinal ,, emem geralgeral localizadalocalizada nana extremidadeextremidade dada cadeiacadeia protéicaprotéica;; EstasEstas seqüênciasseqüências podempodem serser removidasremovidas porpor peptidasespeptidases dede sinalsinal apósapós oo processoprocesso dede endereçamentoendereçamento terter ocorridoocorrido;;
- UmaUma regiãoregião sinalizadorasinalizadora podepode serser formadaformada pelapela justaposiçãojustaposição dede aminoácidosaminoácidos dasdas regiõesregiões queque estãoestão fisicamentefisicamente separadasseparadas antesantes dodo enovelamento,enovelamento, masmas sese aproximamaproximam comcom oo enovelamentoenovelamento..
NHNH (^22)
NHNH (^22)
NHNH (^22)
COOHCOOH COOHCOOH
COOHCOOH (^) COOHCOOH
NHNH (^22)
Seqüência Sinal (SS)
Regiões Sinalizadoras (RS)
SS RS
Proteína Distendida Proteína Enovelada
