TraduçãoDo RNA às Proteínas

Manual de instruções

Peças Montar as

peças na ordem correta até obter o modelo...

Como montar um aeromodelo?

Manual de instruções: DNA Construção das peças:

proteínas Construir as peças e montá-

las até obter o organismo...

Como “montar” um organismo?

Água Gorduras Minerais Proteínas

Através de suas proteínas, os demais componentes são meramente estruturais...

Do que é feito um organismo?

Como funciona um organismo?

Cópias do manual de instruções:◦ Replicação do DNA garante que os organismos serão

construídos corretamente, geração após geração.◦ Além disso, cada célula do corpo deve ter uma cópia do

manual, de modo a saber quais proteínas produzir e quando produzi-las.

Separação do tipo de peça que deve ser construído:◦ Transcrição do RNA – Repare que cada peça deve ser

construída a seu tempo. Com isso, o RNA leva a mensagem do que deve ser construído agora para o citoplasma.

Construção das peças:◦ Tradução das proteínas no citoplasma

Processos envolvidos

Como sequências de apenas 4 bases poderiam conter o manual de instruções do organismo?

Seria necessário codificar, ou seja, fazer com que uma base, ou conjunto de bases, codifiquem um aminoácido...

Código Morse.

Tradução

O conjunto ficaria limitado a 4 aminoácidos.

1 base, 1 aminoácido?

A

T

C

G

aa 1

aa 2

aa 3

aa 4

◦ Código binário (0,1) diferentes

combinações de zeros e uns codificam diferentes caracteres

Computadores

(2+8=10)

Código Binário

128 64 32 16 8 4 2 1

0 0 0 0 1 0 1 0

0 0 0 1 1 0 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0

1 0 1 1 1 0 1 0

(16+8=24) (128+64=192) (128+32+16+8+2=186)

AC → aa1 CA → aa2 AG → aa3 GA → aa4 AT → aa5 TA → aa6 CG → aa7 GC → aa8 CT → aa9 TC → aa10 GT → aa11 TG → aa12

2 bases, 1 aminoácido?

O conjunto ficaria restrito a 12 aminácidos de um total de 20.

3 bases, 1 aminoácido

Código Genético

Cada códon tem 3 bases (triplete) Degenerado: 18 dos 20 aminoácidos são

codificados por mais de um triplete Ordenado: cada códon só pode ser lido de um

lado e em uma direção Quase universal: quase todos os organismos

possuem o mesmo código

Características do código

61 dos 42 códons codificam os 20 aa.

3 são códons “stop” Códon de

iniciação= Metionina

Combinações

“Câncer hereditário: O vilão escondido no código genético” (Boa Saúde – UOL)

“Regime segundo cada código genético” (veja on line)

“Cientistas mapeiam o código genético da malária”

Desvendando com hesitação o meu código genético (JC e-mail)

Código genético e a imprensa brasileira...

A U G G C A G U C U U C C A G

Leitura do código

Trp Met Gly Ala Val Phe Gln

Os códons são lidos sequencialmente Cada códon é lido somente uma vez Cada base é lida somente uma vez

5´ 3´

Converter o que está escrito em uma língua em outra, de modo que outras pessoas, que falam línguas diferentes, possam compreender.

Tradução

DNA RNA Proteínatranscrição Tradução

A informação passa da “língua” dos ácidos nucléicos para a “língua” das proteínas...

Ribossomos: rRNA + proteínas mRNA tRNA Aminoácidos

Estão envolvidos na tradução:

Abra o arquivo translation.mov e veja um esquema simplificado da tradução das proteínas

Filme

Os ribossomos, que nada mais são que moléculas formadas por proteínas e RNA ribossômico devem ser montados na célula. Eles devem estar à disposição para entrar em ação a qualquer momento…

Os aminoácidos devem ser produzidos pelas células do organismo ou mesmo ingeridos na alimentação (aqueles que um organismo não produz são chamados de aminoácidos essenciais).

Componentes da tradução

mRNA deve ser transcrito no núcleo e repassado ao citoplasma. Ele também deve ser editado para que possa ser traduzido corretamente. Se você não se lembra como isso acontece, assista aos seguintes filmes, e veja como ele é produzido, modificado e editado:

Transcription.mov Mrnaprocessing.mov Mrnasplicing.mov

Componentes da tradução

RNAs transportadores◦ Devem ser combinados aos ribossomos corretos, para

que a tradução ocorra corretamente. ◦ Enzimas que unem os tRNAs a seus respectivos

aminoácidos utilizam as formas dos diferentes tRNAs e dos aminoácidos para fazer a montagem.

◦ Estas diferenças de forma são fundamentais para que o processo de tradução ocorra corretamente.

Componentes da tradução

tRNAs + aminoácidos na aminoacil tRNA sintetase

Repare que o sítio de ligação dos aminoácidos e dos tRNAs dependem da estrutura tridimensional destas moléculas.

tRNA

Aminoacil tRNA sintetase

A subunidade menor do ribossomo encontra o cap 5’ do mRNA.

Esta subunidade “caminha” pelo mRNA até encontrar o códon de iniciação, que é o AUG, logo preenchido pelo tRNA-Met.

Iniciação

O complexo subunidade menor, tRNA, rRNA encontra a subunidade maior do ribossomo

Iniciação

Depois disso, os sucessivos tRNAs são adicionados ao sítio A do ribossomo

O tRNA a ser adicionado no próximo códon é necessariamente o que contém o anti-códon apropriado.

Elongação

Se nenhum tRNA for adicionado, o sítio A fica vazio e é então preenchido pelo fator de terminação, e todo o complexo se desfaz.

Finalização

As estruturas das proteínas predizem suas funções◦ Enzimas devem ter estruturas específicas nos sítios

ativos para o reconhecimento dos reagentes

Considerações sobre estrutura

Enzimas

Proteínas de membrana devem ter estruturas que permitam a passagem de substâncias ou a transdução de sinal. Devem ter componentes hidrofóbicos em contato com a camada bilipídica, e hidrofílicos em contato com a matriz extracelular e com o citoplasma.

Considerações sobre estrutura

Proteínas de membrana

Histonas devem ter uma estrutura que permita o correto enovelamento do DNA. Caso contrário, não é possível o enovelamento, e a reprodução celular fica comprometida.

Considerações sobre estrutura

Histonas

Assim como a estrutura está relacionada à função das moléculas, ela também está relacionada ao tempo de duração das mesmas

Exemplos claros disso são as diferenças entre o DNA e o RNA, que você já deve ter decorado várias vezes..

Considerações sobre estrutura

DNA◦ Fita dupla◦ Pentose = desoxirribose◦ Timina

RNA◦ Fita simples◦ Pentose = ribose◦ Uracila

DNA x RNA

Esta estrutura protege as bases, que ficam na parte interna, hidrofóbica da molécula.

A fita simples deixa as bases mais expostas a reações

Repare que a timina tem um metil que a Uracila não tem,o que lhe confere mais estabilidade

Toda a estrutura do DNA (desoxirribose, timina, o fato de estar em dupla fita), além do fato de estar armazenado no núcleo, indicam que o DNA é uma molécula a ser preservada. É nela que o manual de instruções de como construir um organismo é gravado.◦ Lembre-se que cada célula precisa ter uma cópia

funcional do manual, já que cada uma delas monta peças especificas, fundamentais para a formação do organismo

DNA

Por outro lado o RNA parece bem mais frágil◦ Se pensarmos em função, ele deve ser produzido no

momento em que uma determinada proteína se faz necessária.

◦ Além disso, ele não deve ficar eternamente na célula, de modo que se for rapidamente degradado, permite que um mecanismo de liga-desliga seja eficiente.

RNA