Ribossomos e Ribossomos e Síntese de Síntese de proteínasproteínas

Docente: Profa. Dra. Maria Tercília Vilela de Azeredo Docente: Profa. Dra. Maria Tercília Vilela de Azeredo OliveiraOliveira

Colaboração: Priscila Pasqüetto Mendonça / Fátima Colaboração: Priscila Pasqüetto Mendonça / Fátima Adriana Mendes SiqueiraAdriana Mendes Siqueira

Microscopia Eletrônica: Ribossomos

- Organelas citoplasmáticas (Palade, década de 50)- Corpos esféricos ou elipsóides- Duas subunidades distintas- Alto conteúdo em RNA (ribossômico)

Técnicas de estudo:

Métodos físicos:- Espalhamento de nêutrons- Difração de raio X

Microscopia eletrônica:- “Coloração” negativa- Sombreamento

Imuno eletromicroscopia

Ensaios bioquímicos

Fração microssomal: Depósito de ribossomos + fragmentos de membranas, após a ultracentrifugação

diferencial dos constituintes celulares

Localização:- Citoplasma de todas as células (associados ao

Retículo Endoplasmático Rugoso ou livres no citoplasma: polissomos)

- Interior de mitocôndrias- Interior de cloroplastos

Estrutura:- Duas subunidades de diferentes tamanhos (subunidades

menor e maior)- Tamanho é dado através da velocidade com a qual eles se

sedimentam no campo de centrifugação- Unidade de Svedeberg (S)

Medida da velocidade e tamanho da partícula ou molécula(1S = 1,10-13 cm/seg)

Ribossomos de eucarioto: 80SRibossomos de procatioto: 70SCoeficiente de sedimentação 80S (Ribossomo de eucarioto)

60S (vertebrados superiores)

Forma ovóide

RNAr 28

RNAr 5S + proteínas

RNAr 5,8S

Subunidade maior

Subunidade menor

40S

Forma elipsóide

RNAr 18S + proteínas

Função: Participa no processo de biossíntese protéica (reunem os

aminoácidos em uma ordem pré-determinada)

Polissomos ou polirribossomos: Formações constituídas por uma molécula de RNA

mensageiro + vários ribossomos:

Os polissomos podem ser:

a) Polissomos livres no citoplasma:- Elaboram proteínas destinadas à célula- Células que sintetizam grande quantidade de

proteínas usadas internamente no crescimento rápidoEx.: Células cancerosas

Células embrionáriasReticulócitos

Ribossomos livres sintetizam a hemoglobina

HemáciasMaturação

b) Polissomos aderidos à membrana:- Sintetizam proteínas que serão secretadas

Ex.: Glândula mamária em repouso → polissomos livresGlândula mamária em lactação → ligados às

membranas do RetículoSintetizam proteínas que compõem as estruturas

celulares membranosas (Membrana plasmática, aparelho de Golgi, lisossomos, vacúolos, etc.)

Retículo Endoplasmático Rugoso

Composição química:

- RNAr (ribossômico) + Proteínas (± 50 tipos diferentes)

(RNP → Ribonucleoproteína)- Basofilia citoplasmáticaEx.: Hepatócitos, células do pâncreas, neurônios

• RNA ribossômico (45S) → Transcrito a partir de genes do DNAr (Região Organizadora Nucleolar) → RNAr + Proteínas → Subunidades maiores e menores (nucléolo)

Comparação entre ribossomos de procariotos e de eucariotos:

• Ribossomos de procariotos melhor caracterizados do que os de eucariotos

- Proteínas da subunidade maior → L “large”- Proteínas da subunidade menor → S “small”

Síntese protéica:

DD

NN

AA

RNA mensageiro: complementar a uma das fitas do

duplex de DNA (fita molde).

- Especifica a seqüência de aminoácidos

RNA mensageiro

Tipos de RNA

RNA mensageiro:

RNA transportador: transporte

de aminoácidos. Adaptador

- Representa um único

aminoácido

- Contém seqüência de três

nucleotídeos (anticódon)

- Complementar ao códon

- Estrutura: primária,

secundária e terciária

Estrutura secundária do RNAt

Terminal 3’ hidroxilaTerminal 3’ hidroxila

grupo hidroxilagrupo hidroxila

RNA transportador:

Anticódon

Braço do aminoácidoBraço TC

Braço DHU(resíduos10-25)

Braço do anticódon

RNA ribossômico + proteínas → ribossomos

- Fornecem o meio para controlar a interação RNAm e

RNAt

Sítios do ribossomo:Os ribossomos apresentam três sítios:

Código Genético

Seqüência de bases do DNA

Seqüência de bases do RNAm

Seqüência de aminoácidosda proteína

Leitura do código genético

Somente 20 aminoácidos dos conhecidos ocorrem em

proteínas

Tabela dos aminoácidos

4 nucleotídeos (A G C U) 20 aminoácidos?

nucleotídeo isolado: apenas 4 aa.

duplas de nucleotídeos: 42 = 16 combinações

trio de nucleotídeos: 43 = 64 combinações suficiente para especificar 20 aminoácidos

Código Genético

Proteína: codificada pela seqüência de

códons (trincas de bases

nitrogenadas presentes na molécula de

RNAm)

Códon de início: AUG (MET)

Códon de terminação: UAA, UAG e UGA (STOP)

Os aa, os seus códigos e códons correspondentes

1. LINEAR: bases ribonucleotídeos do RNAm LETRAS

2. TRIPLO: Códon 3 nucleotídeos: 1 aminoácido

3. NÃO AMBÍGUO: cada trinca de nu. especifica apenas

um aa.

4. DEGENERADO: um aa pode ser especificado por mais

de uma trinca

5. SINAIS DE INICIAÇÃO E TERMINAÇÃO

6. SEM INTERRUPÇÕES

7. NÃO SOBREPOSTO

8. UNIVERSAL

Características do Código Genético

O código genético

- Lido em trincas de nucleotídeos.

- Cada trinca 1 aminoácido.

- 1 aminoácido diferentes trincas

Código Genético

Tradução

Converte a seqüência de nucleotídeos do RNAm na

seqüência de aminoácidos da proteína

Estágios da síntese

protéica:

1. Ativação

2. Iniciação

3. Elongação

4. Terminação

Síntese Protéica

Maquinaria de Síntese Protéica

RNAm RNAt Ribossomos Enzimas

Cofatores

CITOPLASMA

Etapas da síntese protéica

Ativação dos aa.

INICIAÇÃO

ELONGAÇÃO

TERMINAÇÃO

Processamento pós-tradução

Ativação dos aminoácidos

Citosol Ligação dos aa. aos seus tRNAs Aminoacil-tRNA sintetase: ativação dos aa ligação aa-tRNA

Reação: aa + tRNA + ATP aminoacil-tRNA + AMP +2 Pi

Mg2+

Ativação

Para cada aminoácido uma enzima diferente para realizar a ativação deste com o seu RNAt

Complexo se desliga da enzima e, livre no

citoplasma, está pronto para

complementar os 3 nucleotídeos de seu anticódon com os do RNAm no ribossomo

Anticódon:

3’ 5’

Códon:

5’ 3’

Ativação

UGC

ACG

Complexo de iniciação:Componentes necessários

1. Ribossomos: percorrem a molécula de RNAm e

promovem a união dos aa transportados pelos RNAt

(Subunidades ribossômicas 30S e 50S)

2. mRNA

3. fMet-tRNAfMet:: ( Met) 1º aa de qualquer cadeia

polipeptídica

4. Fatores de Iniciação: IF-1, IF-2 e IF-3

5. GTP

fMet

fMet

IF-1

a)Acoplamento do RNAm à subunidade menor do

ribossomo

b)União do 1º RNAt (sítio P) ao códon de início da

proteína (AUG)

c) Junção das duas subunidades do

ribossomo

Iniciação

a

b

c

1. Complexo de Iniciação

2. Aminoacil-tRNA

3. Fatores de Elongação: EF-TU, EF-TS e EF-G

4. GTP

Reações desde a síntese da 1º degradação peptídica até

a última

Elongação: MicrocicloComponentes necessários

fMet

AA2

AA2

fMet AA2

a) entrada do 2º aminoacil-RNAt no sítio A do ribossomo (livre)

b) Formação da ligação peptídica

c) Movimentação do ribossomo ao longo do RNAm

d) Sítio A vazio nova seqüência de procedimentos

Elongação

3 a 5 aa adicionados por segundo

Proteína com 100 a 200 aa menos de 1 minuto de síntese

Os aminoácidos são unidos por

ligações covalentes ligações peptídicas

Ligação Peptídica

Formação de ligações

peptídicas

Seqüência:- Instalação de outro aminoacil-RNAt no sítio A- Ligação peptídica- Translocação do ribossomo

O processo se repete até que todos aa codificados

pelo RNAm sejam adicionados à cadeia

polipeptídica

GTP

GDP + Pi

Elongação

1. Um dos códons de terminação: UAA, UAG, UGA

2. Fatores de Terminação (Liberação): RF1, RF2 e RF3

3. GTP

Terminação:Componentes necessários

Terminaçãoa)Prosseguimento da

síntese é interrompido quando o ribossomo alcança um dos códons de terminação: UAA, UAG, UGA

b)Fatores de liberação reconhecem códons de terminação

c) Peptidil do sítio A passa para o sitio P

d)Liberação

- Subunidade >

- Subunidade <

- RNAt

- RNAm

Terminação

Sítios do Ribossomo

Ribossomos possuem 3 sítios:

Diferenças na síntese de Procariotos e Eucariotos

Característica Procariotos Eucariotos

Ribossomos 70S 80S

Aminoácido iniciador n-formilmetionina metionina

Códon de iniciação AUG GUG AUG

Identificação do códon Shine-Dalgarno Ribossomo + Cap

de iniciação 1º AUG

Fatores de iniciação IF-1, IF-2 e IF-3 eIF-2, eIF-3, eIF-4c,

CBPI, eIF-4ª, eIF4B,

eIF-4F, eIF-5, eIF-6

mRNA Policistrônico Monocistrônico

Fatores de elongação EF-TU, EF-TS e EF-1 α, EF-1 β e

EF-G EF-2

Fatores de terminação RF-1, RF-2 e RFe

RF-3

Seqüência da síntese protéica

Seqüência da síntese protéica

Seqüência da síntese protéica

Seqüência da síntese protéica

Seqüência da síntese protéica

Seqüência da síntese protéica

Destino das proteínas:

a) Polissomos livres no citoplasma

Ex.: hemoglobina

b) Polissomos associados ao Retículo Endoplasmático

- Lançadas diretamente no citoplasma

- Enzimas lisossomais

- Lançadas fora da célula

“A ciência é conhecimento cumulativo. Cada geração de

cientistas trabalha para enriquecer o tesouro congregado por seus predecessores. Uma

descoberta feita hoje pode não ter significado ou mesmo não

ser compreensível por si mesma, mas ela fará sentido

quando associada às que foram conhecidas antes.”

Dobzhanky, 1974

Obrigada!!!

Canela, RS