Síntese proteíca

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Síntese proteíca
Transporte do núcleo para o citoplasma
Os RNAsm adequadamente processados são transportados através dos 
complesxos do poro nuclear, para isso um receptor de transporte nuclear específico 
deve ser ligado ao RNAm (isso ocorre simultaneamente à clivagem e 
poliadenização 3’). Após ajudar a mover a molécula de RNA através do complexo 
do poro nuclear, o receptor se dissocia do mRNA, penetra novamente no nucleo, e é 
utilizado para exportar uma nova molécula de RNAm.
Processamento do RNAr
Montagem das unidades ribossomais (RNAr + proteina)
O nucleolo é a região onde ocorre o processamento do rRNAs e sua oganizaçãi sob 
a forma de subunidades ribossômicas. Diferente de muitas das principais organelas 
da célua, o nucleoo não está delimitado por membrana, ele é um enorde agregadp 
de macromoléculas, incluindo os próprios genes do rRNA, percursores dos rRNAs, 
rRNAs maduro, enzimas de processamento de rRNAs, snoRNPs, um grande 
conjunto de fatores de associação (incluindo ATPases, GTPases, proteínas-cinase e 
RNA-helicases), proteínas ribossômicas e ribossomos parcialmente formados. 
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Tradução
As proteínas são sintetizadas dos moldes de mRNA, além disso todo RNAm são 
lidos na direção 5’→ 3’ e as cadeias polipeptidicas são sintetizadas da extremidade 
amina para a carboxila terminal. Cda aminoácido é especificado por três bases (um 
códon) no RNAm de acordo com um código genético.
Características do código genético.
As regras pelas quais a sequência de nucleotídeo de um gene, passando por uma 
molécula intermediária de RNAm, é traduzida na sequência de aminoácido é 
chamada de codigo genético.
 A sequência de nucleotídeos em uma molécula de RNAm é lida em grupos 
consecutivos de três. Sendo assim, como o RNA é composto 4 nucleotídeos 
diferentes por combinação 4x4x4 da 64 nucleotídeo diferentes, mas há 20 
aminoácido, logo, há triplete que nuca serão usados, ou alguns aminoácidos são 
especificados por mais de um triplete.
Cada grupo de três nucleotídeo 
consecutivos sobre o RNA é 
denominado códon e cada códon 
especifica um aminoácido. No processo 
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de tradução de uma sequência 
nucleotídica em uma sequência de 
aminoácidos, a sequências nucleotídica 
é lida da extremidade 5’ para a 3’ em 
grupos consecutivos de 3 nucleotídeo. 
Uma sequência de RNA pode ser 
traduzida em 3 fases de leitura, mas 
apenas uma delas sintetiza a proteína 
correta.
 O papel do RNAt na síntese proteíca
O RNAt são moléculas adaptadoras composta por 80 nocleotídeo. Ele possui uma 
estrutura semelhante a folha de trevo, uma vez que há complementariedade do 
pareamento de bases entre seguimentos do RNAt formando regiões de dupla-hélice 
deixando essa molécula com esse aspecto. 
💡 Essa estrutura é submetida a enovelamentos adicionais para formar uma 
estrutura compacta em forma de L mantidas por ligações de hidrogênio 
adicionais entre diferentes regiões da molécula.
O anticódon está presente em uma das extremidades não pareadas do RNAt, alça 
anticódon, ele é um conjunto de 3 nucleotídeo consecutivos que pareiam com o 
códon complementar presente no RNAm. Além disso, nessa estrutura, na 
extremidade 3’, possui um sítio onde o aminoácido que corresponde aquele códon é 
ligado ao transportador.
Assim, o RNAt tem como função transportar os aminoácidos para os códons do 
RNAm, uma vez que possui na sua estrutura o anticódon que correste a uma 
sequência consecutiva de 3 nucleotídeo, a qual reconhece o códon e se liga a ele, 
além disso na sua outra extremidade 3’ possui um sítio, no qual se liga o 
aminoácido correspondente ao códon para sintetizar a proteína.
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 A importância das aminoacil sintetases para a síntese proteica.
O reconhecimento e a ligação ao aminoácido correto dependem de enzimas 
denominadas aminoacil sintetases, elas têm como função ligar covalentemente 
cada aminoácido ao seu conjunto apropriado de molécula de RNAt, ligando a sua 
extremidade 3’ onde há o sítio de ligação do aminoácido.
No processo de aminoacilação, ativação do aminoácido, Inicialmente, ele é ativado 
por meio da ligação do seu grupo carboxila diretamente a um AMP, formando um 
um aminoácido adenilado. Para isso, há a hidrólise do ATP, o qual doa o AMP que 
vai se ligar ao aminoácido. O grupo carboxila do aminoácido ligado ao AMP é 
transferido para uma hidroxila presente no açúcar na extremidade 3’ do RNAt, 
formando o aminoacil-tRNA. Essa reação produz uma ligação de alta energia entre 
o RNAt e o aminoácido. O anticódon presente no RNAt se liga ao codon no RNAm 
e, logo, o aminoácido é selecionado por seu códon.
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💡 Essa reação produz uma ligação de alta energia entre o RNAt acregado e 
o aminoácido, sendo que a energia dessa ligação é posteriormente usada 
para ligar o aminoácido covalentemente à cadeia polipeptídica crescente.
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💡 Fidelidade do processo de aminoacilação
A aminoasi sintetase seleciona o aminoácido correto, uma vez que o 
aminoácido correto tem alta afinidade pela fenda do sítio da sua 
sintetase, sendo os aminoácidos maiores excluidos do sítio ativo. A 
sintetase faz isso forçando, quando o RNAt se liga, o aminoácido para o 
seu sitío de edição, como ele possui alta afinidade pelas dimesões exatas 
do aminoácido correto, se o aminoácido for o errado ele é removido por 
hidrólise. 
Os ribossomos procarióticos e eucarióticos, além da ação catalítica do 
RNAr na reação da peptidil transferase.
A sintese proteica é realizada nos ribossomos, o qual é composto por proteínas e 
diversas moléculas de RNAs ribossômico. 
Os ribossomos de procariontes e os de eucariontes possuem estruturas 
semelhantes, sendo que os ribossomos são usualmente designados de acordo com 
suas taxas de sedimentação: 70’s para os ribossomos bacteriano e 80s para os 
ribossomos eucarióticos. Os ribossomos de ambos são compostos por duas 
subunidaes distintas diferindo em detalhes apenas, mas com a mesma 
funcionalidade.
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 A subunidade menor fornece uma região sobre a qual os RNAt’s são pareado de 
forma eficiente aos códons do RNAm e uma subunidade maior realiza a atividdae 
peptidil-transferase que catalisa a formação das ligações peptídicas que unem os 
aminoácidos formando a cadeia polipeptídica. Essa formação da ligação peptídica 
acontece entre o grupo carboxila na extremidade de uma cadeia polipeptídica em 
crescimento e um grupo amino livre do novo aminoácido. Durante o processo de 
adição de novos aminoácido a extremidade carboxila permanece ligada ao 
transportador que havia colocado o ultimo aminoácido, por meio de uma ligação 
covalente formando o peptidil-RNAt (cadeia crescente + ultimo RNAt), essa ligação 
é desfeita quando um novo aminoácido transportado por um RNAt é adionado.
💡 Os aminoácidos são adicionadoa à extremidade C-terminal da cadeia 
polipetídica crescente. 
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💡 Etapas da síntese poteíca.
Iniciação
O início da tradução entre células procarióticas e eucarióticas.
A tradução é dividida em três etapas a iniciação, alongamento e terminação. Tanto 
em procariotos como em eucariotos, o primeiro passo do estágio de iniciação é a 
ligação de um iniciador específico de RNAt metionil e do RNAm à subunidade 
ribossomal pequena. A subunidade maior, então, liga o complexo, formando um 
ribossomo funcional, no qual o alongamento da cadeia polipeptídica prossegue.
Sinais de iniciação procaiontes X eucariontes
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Sinais que identificam os códons de iniciação são diferentes em céulas procarióticas 
e eucarióticas. Os códons de iniciação no RNAm das bactérias são procedidos 
de uma sequência específica chamada de Shide-Delgarmo, a qual alinha o RNAm 
no ribossomo para a tradução pelo pareamento de bases com uma sequência 
complementar próxima ao 3’ terminal do RNAr16s. Isso vai fazer com que os 
ribossomos bacterianos iniciem a tradução não somente na extremidade 5’ de um 
RNA’m, mas também nos sítios de iniciaçãointernos de mensagens policistrônicas. 
Por sua vez em eucariotos, os ribossomos reconhecem a maioria dos RNAs 
mensageiros eucarióticos pela ligação ao cap 7-metilguanosina em sua extremidade 
5’. Os ribossomos, entaõ, procuram a partir do cap 5’ um códon de iniciação 
AUG.
Inicio da tradução do RNAm em bactérias
O primeiro passo da tradução em bactérias é a ligação dos três fatores de iniciação 
(IF-1, IF-2 e IF-3) à subunidade ribossomal 30S. Então, o mRNA e o tRNA N-
formilmetionil iniciador unem-se ao complexo, com IF-2 (que é ligado a GTP) 
reconhecendo especificamente o tRNA iniciador. O IF-3 é, então, liberado, 
permitindo que uma subunidade ribossomal 50S associe-se ao complexo. Essa 
associação desencadeia a hidrólise do GTP ligado ao IF-2, que leva à liberação de 
IF-1 e IF-2 (ligado a GDP). O resultado é a formação de um complexo de iniciação 
70S (com mRNA e tRNA iniciador ligados ao ribossomo) que está pronto para 
começar a formação da ligação peptídica durante o estágio de alongamento da 
tradução.
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Inicio da tradução em eucariotos
A iniciação em eucariotos é mais complexa e requer no mínimo dez proteínas (cada 
uma consistindo em múltiplas cadeias polipeptídicas), que são designadas eIFs 
(fatores eucarióticos de iniciação). Os fatores eIF-1, eIF-1A, eIF-3 e eIF-5 ligam-se à 
subuni- dade ribossomal 40S e ao eIF-2 (em um complexo com GTP) associado 
com o tRNA metionil iniciador . O mRNA é reconhecido e levado ao ribossomo pelo 
grupo de fatores elF-4. O cap na extremidade 5' do mRNA é reconhecido pelo eIF-
4E. Outro fator, eIF-4G, liga-se ao eIF-4E e a uma proteína PABP (proteína de 
ligação ao poli-A) associada com a cauda de poli-A na extremidade 3' do mRNA. Os 
fatores de iniciação eucarióticos, desta forma, reconhecem tanto a extremidade 5' 
como a 3' dos RNAs mensageiros, sendo responsáveis pelo efeito estimulatório da 
poliadenilação na tradução. Os fatores de iniciação eIF-4E e elF-4G, em associação 
com eIF-4A e eIF-4B, então, levam o mRNA à subunidade ribossomal 405, com eIF- 
4G interagindo com elF-3. Assim, a subunidade ribossomal 40S, em associação 
com o tRNA metionil e eIFs ligados, percorre o mRNA até identificar o códon de 
iniciação AUG. Quando o códon AUG é alcançado, o eIF-5 desencadeia a hidrólise 
do GTP ligado ao eIF-2. Os fatores de iniciação (incluindo eIF-2 ligado a GDP) são, 
então, liberados, e uma subunidade 60S une-se à subunidade 40S para formar o 
complexo de iniciação 80S de células eucarióticas.
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Alongamento
Alongamento da cadeia polipeptidica
O primeiro passo no alongamento é a ligação do próximo tRNA aminoacil ao sítil A 
pelo pareamento do segundo códon do RNAm. 
O tRNA aminoacil é acompanhado até o ribossomo por um fator de longamento 
(EF-Tu em procariontes e eEF-1alfa em eucariontes), que está complexado ao GTP. 
A inserção correta de um rRNA aminoacil desencadeia uma mdança de 
conformação que induz a hidrólise do GTP ligado ao EF-Tu e a liberação do fator de 
alongamento ligado ao GDP. Depois disso, uma ligação peptídica é formada entre o 
RNAt metionil iniciador no dítio P e o segundo RNA aminoacil no sítiio A. 
💡 Essa reação é catalizada pela subunidade grande.
O proximo passo é a translocação que requer outro fator de alongamento e é agora 
acoplado à hidrólise do GTP. Durante a translocação, o ribossomo move-se três 
nucleotídeos sobre o mRNA, posicionando o próximo códon em um sítio A vazio. 
Esse passo transloca o tRNA peptidil do sítio A para o sítio P e o tRNA 
descarregado do sítio P para o sítio E. O ribossomo é, então, deixado com um tRNA 
peptidil ligado ao sítio P e com um sítio A vazio. A ligação de um tRNA aminoacil 
novo ao sítio A, assim, induz a liberação do tRNA descarregado do sítio E, deixando 
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o ribossomo pronto para a inserção do próximo aminoácido na cadeia polipeptídica 
em formação.
💡 Slide da professora
Término
 Término da tradução.
O alongamento da cadeia polipeptídica continua até que um códon de parada (UAA, 
UAG ou UGA) seja translocado no sítio A do ribossomo. As células não contém 
RNAs transportadores com anticodons complementares a esses si-nais de 
terminação; ao invés de tRNAs, elas têm fatores de liberação que reconhecem os 
sinais e terminam a síntese protéica. Ou seja, os Fatores de liberação reconhecem 
sinais e terminam a síntese proteíca
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💡 Funcionalidade dos polirribossomos
As moléculas de mRNA que estão sendo traduzidas são, 
consequentemente e de modo geral, encontradas sob a forma de 
polirribossomos (também conhecidos como polissomos), grandes arranjos 
citoplasmáticos compostos por vários ribossomos separados por cerca de 
80 nucleotídeos sobre uma única molécula de mRNA. Essas iniciações 
múltiplas permitem que a célula produza muito mais moléculas de 
proteína em um determinado espaço de tempo do que seria possível 
se cada proteína tivesse que completar o processo antes que a 
próxima o iniciasse.
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💡 Tanto as bactérias quanto os eucariotos utilizam polissomos, e 
ambos empregam estratégias adicionais para acelerar a taxa 
de síntese proteica. Tendo em vista que o mRNA bacteriano 
não necessita de processamento e que ele está acessível aos 
ribossomos simultaneamente à sua produção, os ribossomos 
podem ligar-se à extremidade livre de uma molécula de mRNA 
bacteriano e iniciar sua tradução antes mesmo que a 
transcrição desse RNA esteja finalizada, seguindo bastante 
próximos da RNA-polimerase conforme ela se move sobre o 
DNA. Em eucariotos, as extremidades 5’ e 3’ do mRNA 
interagem; portanto, assim que um ribossomo se dissocia, suas 
duas subunidades estão em uma posição ótima para reiniciar a 
tradução sobre a mesma molécula de mRNA.
Ação de antibióticos como inibidores da síntese proteica.