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TRADUÇÃO SÍNTESE PROTEICA. Fluxo da Informação Genética Código genético 3 bases nitrogenadas 1 amino ácido.

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1 TRADUÇÃO SÍNTESE PROTEICA

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3 Fluxo da Informação Genética Código genético 3 bases nitrogenadas 1 amino ácido

4 Marcos no metabolismo de proteínas 1. ~1950- síntese proteica em pequenas partículas de ribonucleoproteínas (Paul Zamecnik- fracionamento celular, radioativo)- ribossomos 2. aminoacil-tRNA sintetases- tRNA, ATP Hoagland & Zamecnick) 3. hipótese do adaptador (tRNA, anti- codon Francis Crick)

5 Síntese proteica ~300 moléculas envolvidas ~90% da energia gasta nos processos biossintéticos Bactérias: ~35% do peso: ribossomos, proteinas (fatores e enzimas), tRNAs Processo rápido: ~20 resíduos/seg Erro: 1 a cada aa adicionados

6 Síntese e Processamento de Proteínas Transcrito primário mRNA maduro Proteína (inativa) Tradução Transcrição Processamento pós-transcricional Dobramento Modificações covalentes nos aminoácidos Processamento pós-traducional Proteína ativa

7 Código genético (degenerado)

8 Outras seqüências de mRNA podem especificar a mesma seqüência de aminoácidos

9 Código genético alternativo em mitocôndrias

10 Troca de frame Virus (sarcoma de Rous): gag e pol (1/20) Gag:... ACA AAU UUA UAG GGA GGG Pol:.... ACA AAU UUAUA GGG AGG

11 Código genético Códon de iniciação- AUG (raro- GUG, UUG) Códon de terminação- UAA, UAG, UGA

12 RNAs TipoTamanhoFunção tRNAPequenoTransporte de aa para o local de síntese rRNADiversosForma os ribossomos, juntamente com proteínas mRNADiversosDetermina a sequência de aa na prteína snRNAPequenoProcessa o mRNA inicial nos eucariotos miRNAPequenoAfeta a expressão gênica (crescimento, desenvolvimento) siRNApequenoAfeta a expressão gênica. Cientistas utilizam para bloquear a expressão do gene de interesse

13 tRNA

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15 O ribossomo acomoda dois tRNAs carregados

16 Etapas da síntese de proteínas 1. Ativação do aminoácido 2. Iniciação 3. Elongação 4. Terminação 5. Dobramento/processamento pós-tradução Etapas da síntese de proteínas 1. Ativação do aminoácido 2. Iniciação 3. Elongação 4. Terminação 5. Dobramento/processamento pós-tradução

17 1. Ativação do aminoácido ATP + aa aminoacil-AMP + Pp i aminoacil-AMP + tRNA aminoacil-tRNA + AMP Aminoacil tRNA sintetase

18 1. Ativação do aminoácido aminoacil-AMP Aminoacil tRNA sintetase

19 aminoacil-AMP aminoacil-tRNA Classe IClasse II

20 1. Ativação do aminoácido Ligação do aminoácido ao tRNA Aminoacil t-RNA A etapa de ativação do aminoácido é determinante na fidelidade da tradução

21 2. Iniciação (bactéria) Ribossomo bacteriano reconhece uma sequência no mRNA- Shine Delgarno

22 fMet-tRNA f tem características que o distinguem como tRNA iniciador (tRNAi) Nas bactérias, o primeiro amino ácido é formil- metionina Só tRNAi liga no sítio P e ao fator de iniciação (IF1 ou IF2) Eucariotos- primeiro aa é metionina

23 Adição do grupo formil no metionil-tRNA f : dependente de ácido fólico H tRNA para formil-metionina é diferente da tRNA para metionina

24 3. Elongação AA2

25 Peptidil-transferase- 23S? Sítio E- bactéria

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27 Translocação

28 4. Terminação Proteínas de terminação (RFs): diferentes de acordo com o códon de terminação (bactérias) RFs- estrutura semelhante aos tRNAs, mas ligam em regiões distintas nos ribossomos Túnel de saída do ribossomo para a proteína Å

29 Polissomo : ribossomos

30 Fatores proteicos necessários para iniciação da tradução Bactéria: IF-1 – Previne ligação prematura dos tRNAs ao sítio A IF-2 – Facilita ligação do fMet-tRNA f a subunidade 30S (liga GTP) IF-3 – Liga suunidade 30S e previne associação prematura da subunidade 50S. Aumenta especificidade do sítio P pelo fMet-tRNA f Eucariotos: eIF1- Liga mRNA eIF2 –Facilita ligação do Met-tRNA i a subunidade 40S (liga GTP) eIF2B, eIF3 – Ligam subunidade 40S/ mRNA eIF4A – Helicase de RNA para remover estrutura secundária do mRNA eIF4B – Liga mRNA, facilita varredura para localizar o primeiro AUG eIF4E – Liga 5´cap do mRNA eIF4G – Liga e IF4E e protéina que liga cauda poliA (PAB) eIF5 – Promove dissociação de outros fatores para facilitar associação de 60S eIF6 – Facilita dissociação de 80S inativo em 40S e 60S

31 Processamento após (ou durante) a síntese de proteínas Dobramento (Folding) Clivagem proteolítica (incluindo amino- terminal) Modificações covalentes nos aminoácidos Degradação Influencia a estrutura e função de proteínas

32 ~200 aminoácidos diferentes (modificados covalentemente) 20 aminoácidos diferentes Modificações covalentes nos aminoácidos (modificações pós- traducionais): Ex: Metilação Acetilação Hidroxilação Glicosilação Fosforilação Grupos prostéticos Acilação

33 Modulação da atividade de proteínas, modulação de interações moleculares, sinalização celular Fosforilação Fosfo-serina Fosfo-treonina Fosfo-tirosina Fosfo-histidina

34 Glicosilação Os carboidratos são ligados aos resíduos de aminoácidos através de ligações N- ou O- glicosídicas

35 Endereçamento de proteínas

36 Peptídeo sinal direciona proteínas secretadas e/ou glicosiladas para o retículo endoplasmático (ER)

37 Síntese de proteínas acoplada ao ER

38 Glicosilação Os carboidratos são ligados aos resíduos de aminoácidos através de ligações N- ou O- glicosídicas

39 Puromicina: estrutura similar a extremidade 3 do aminoacil-tRNA, ocorrendo a formação de peptidil-puromicina e interrupção da síntese proteica

40 Inibição da síntese proteica por antibióticos e toxinas Tetraciclina Bloqueia o sítio A do ribossomo bacteriano e inibe associação do aminoacil-tRNA Estreptomicina Causa leitura incorreta dos códons e inibe iniciação

41 Inibição da síntese proteica por antibióticos e toxinas Cloranfenicol Bloqueia atividade de peptidil transferase de ribossomos bacterianos e mitocondriais Cicloheximida Bloqueia atividade de peptidil transferase do ribossomo eucariótico

42 Inibição da síntese proteica por antibióticos e toxinas Toxinas proteicas que inibem a tradução: Toxina da difteria: inativa o fator eEF2 (ADP-ribosila histidina) Ricina : inativa a subunidade 60S (depurina uma adenosina do rRNA 23S)

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44 Ribossomos Nucleoide (DNA compactado) Pili Flagelo Envelope celular (membrana)

45 Ribossomos Envelope nuclear Núcleo Ribossomos Mitocondrias Cloroplasto Informação genética- DNA nuclear nos eucariotos

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47 A T G C

48 T A C A

49 Estrutura do DNA

50 DNA fita dupla: cadeias antiparalelas

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52 4 nucleotídeos diferentes no DNA Decifrando o Código Genético Código de um nucleotídeo = 4 combinações Código de dois nucleotídeos (4 2 ) = 16 combinações Código de três nucleotídeos (4 3 ) = 64 combinações 20 aminoácidos diferentes na proteína 1.Quantos nucleotídeos seriam necessários?

53 Decifrando o Código Genético 2.O código não é superposto ABCDCD aa1 aa2 aa1 aa2 aa3 aa4 Análise da seqüência de aminoácidos de mutantes da proteína da capa do vírus mosaico do tabaco mostraram que o código não era superposto. A mutação em um nucleotídeo leva a mudança de um aminoácido e não de três aminoácidos

54 Decifrando o Código Genético 3.O código não tem pausas O código é lido sequencialmente sem pausas a partir do início determinado (3 fases de leitura são possíveis). Fase de leitura 1 Fase de leitura 2 Fase de leitura 3 5 A U G C A C U U U A C U A A

55 Decifrando o Código Genético 4. O código é degenerado 61 códons codificam 20 aminoácidos. Para a maioria dos aminoácidos há mais de um códon 3 códons não codificam aminoácidos. São códons de terminação da síntese de proteínas 64 códons para codificar 20 aminoácidos???

56 Tanto as sequências de bases do DNA com a de aminoácidos das proteínas eram desconhecidas!!! Decifrando o Código Genético 5. Como o código foi decifrado? Nirenberg em 1961 mostrou que a adição de o RNA sintético poliuridilato (poli U) em um sistema de síntese proteíca livre de células (extrato de E.coli) levava a síntese de polifenilalanina: UUU = Phe Poli U foi sintetizado in vitro pela polinucleotídeo fosforilase...

57 Tradução - Síntese das proteínas da célula - Ocorre nos ribossomos Tradução - Síntese das proteínas da célula - Ocorre nos ribossomos Direção da Tradução Direção da Transcrição Ribossomo Nas bactérias, transcrição e tradução estão acopladas....


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