Programa de
Pós-Graduação
em Genética
RIBOSSOMOS E
SÍNTESE PROTÉICA
Doutoranda: Leiza V. Penariol
RIBOSSOMOS
• 20-30 nm de diâmetro
• observados em microscopia eletrônica
• E. coli 20.000 ribossomos (25% peso seco)
• céls. mamíferos em proliferação: 10 milhões
ribossomos
____________________________________________________Ribossomos
Composição e estrutura
• constituídos por moléculas de RNAr e proteínas
• formado por duas subunidades: maior e menor
• subunidade menor se liga ao RNAm e ao RNAt
durante a síntese de proteínas
• a subunidade maior catalisa a ligação peptídica
entre os aminoácidos durante a síntese de proteínas
____________________________________________________Ribossomos
____________________________________________________Ribossomos
Procariotos x Eucariotos
____________________________________________________Ribossomos
Localização
• livres no citoplasma
• associados
à
membrana
do
retículo
endoplasmático rugoso
• associados à membrana externa do envoltório
nuclear
• no interior das mitocôndrias e dos cloroplastos
____________________________________________________Ribossomos
Polissomos ou Polirribossomos
Formações constituídas por uma molécula de RNA
mensageiro + vários ribossomos
Polissomos podem estar:
a) Livres no citoplasma
b) Aderidos à membrana
____________________________________________________Ribossomos
a) Polissomos livres no citoplasma
• sintetizam proteínas destinadas à célula
• ocorrem em células que sintetizam grande quantidade
de proteínas usadas internamente no crescimento rápido
• ex:
células
reticulócitos
cancerosas,
células
embrionárias
e
(precursores das hemáceas, polissomos sintetizam hemoglobina)
____________________________________________________Ribossomos
a) Polissomos aderidos à membrana
• sintetizam proteínas que serão secretadas
Ex: glândula mamária:
em repouso → polissomos livres
em lactação → ligados a memb. do retículo
• sintetizam proteínas que
compõem estruturas
celulares membranosas
Ex: memb. plasmática,
Golgi, lisossomos, vacúolos
Síntese de proteínas
a transcrição e a tradução são os meios pelos
quais as células expressam suas instruções
genéticas (seus genes)
Gene A
Os genes
podem ser
Gene B
Transcrição
expressos com
RNA
diferentes
RNA
Tradução
eficiências
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
B
As informações nas células
DNA
Gene: sequência linear nucleotídeos
NÚCLEO
RNA
RNAm: sequência códons
CITOPLASMA
PROTEÍNAS
TRANSCRIÇÃO
TRADUÇÃO
Formação da cadeia polipeptídica
________________________________________________________Síntese protéica
DNA
• todas as células
armazenam a informação
hereditária em moléculas de DNA
• dupla hélice, formada nucleotídeos
• nucleotídeo: açúcar (desoxirribose) + gr. fosfato + base
nitrogenadas (A,T, C, G)
• produz cópias de si mesmo durante a divisão celular
• capaz de expressar sua informação, usando-a para guiar a
síntese de outras moléculas na célula
________________________________________________________Síntese protéica
RNA
• fita simples (hélice)
• açúcar ≠ DNA: ribose
• bases: A, C, G e U
• cadeia pode dobrar-se
• conformação tridimensional permite executar diversas
funções
________________________________________________________Síntese protéica
Tipos de RNA
• RNAm: codifica proteínas (transcrito DNA)
• Outros RNAs não mensageiros (produto final do gene)
- componentes estruturais e enzimáticos das céls
- traduzem a mensagem genética para a proteína
RNAr: forma os ribossomos, síntese protéica
RNAt: adaptadores entre RNAm e aa
________________________________________________________Síntese protéica
RNA mensageiro (RNAm)
• transcrito complementar a uma das fitas do
DNA (fita molde)
• especifica a sequência de aminoácidos (aa)
__________________________________________________________________Síntese protéica
Transcrição
• copia do gene (DNA) em uma seq. nucleotídeos do RNA
• informação escrita na mesma linguagem: nucleotídeos
• abertura e desenrolamento pqna região DNA
• formação da cadeia de RNA: transcrito (5’  3’)
• liberação fita RNA (processo rápido)
• enzima atuante: RNA polimerase
__________________________________________________________Síntese protéica
RNA polimerase
• desenrola a hélice de DNA
• catalisa as ligações que unem os nucleotídeos
• adiciona nucleotídeos, a cd 3 bases (trinca): códon
• não possui atividade de revisão e correção
nucleotídica
• 1 erro a cd 104 nucleotídeos (107 DNA polimerase)
__________________________________________________________Síntese protéica
Transcrito primário: molécula de RNAm
• processado antes de sair do núcleo
• íntros são removidos
• restam apenas os éxons
• RNAm maduro contém apenas as sequências
que codificam proteínas
• migra para citoplasma (através do complexo
de poros), onde vai ocorrer a tradução
Transcrição:
Vídeo
________________________________________________________Síntese protéica
RNA transportador (RNAt)
• formado por uma pqna cadeia de nucleotídeos
dobrada sobre si mesma (forma de trevo)
• produzido no núcleo e migra p/ citoplasma
• adaptador entre aa e RNAm
• captura aa e o transporta até o RNAm no
ribossomo
• primeira base, G modificada em inosina (I),
“oscilante”: pareia com C, A e U
• por isso pouco mais de 30 tipos RNAt e não 61
________________________________________________________Síntese protéica
Duas regiões importantes no RNAt
Ligação com aa
Ligação com RNAm
RNA transportador:
Braço TC
Braço do
aminoácido
Braço
DHU
(resíduos
10-25)
Braço do
anticódon
Anticódon
________________________________________________________Síntese protéica
RNA ribossômico (RNAr) + proteínas
Ribossomos
• fornecem o meio para controlar a interação RNAm e RNAt
• grande complexo formado por mais de 50 proteínas
• movem-se ao longo da cadeia do RNAm
• em células eucarióticas: 1 ribossomo adiciona 2 aa/segundo
• em células procarióticas: 20 aa/segundo
________________________________________________________Síntese protéica
4 sítios de ligação nos ribossomos
• um para se ligar ao RNAm
• três para se ligar ao RNAt (A, P, E)
________________________________________________________Síntese protéica
Proteínas
• dirigem › dos processos químicos das células (enzimas)
• outras funções: estruturais, movimentação, sensorial, etc
• colocam em AÇÃO a informação genética da célula
• polímeros constituídos por 20 tipos ≠ aminoácidos (aa)
• cada tipo aa codificado por 3 nucleotídeos (trincas),
chamadas de CÓDONS
• 64 códons possíveis: 3 stop codons, 61 codificam aa
(desses, 1 tb inicia síntese)
• › aa são codificados por mais de 1 códon
________________________________________________________Síntese protéica
Ligação entre os aa
Os aminoácidos são unidos por
ligações covalentes  ligações peptídicas
________________________________________________________Síntese protéica
Somente 20 aminoácidos dos conhecidos
ocorrem em proteínas
________________________________________________________Síntese protéica
Os aa, os seus códigos e códons correspondentes
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)
________________________________________________________Síntese protéica
Características do Código Genético
1. LINEAR: bases ribonucleotídeos do RNAm  LETRAS
2. TRIPLO: Códon  3 nucleotídeos: 1 aminoácido
3. NÃO AMBÍGUO: cd trinca nucleot. especifica apenas um
aa
4. DEGENERADO: um aa pode ser especificado por + 1
trinca
5. SINAIS DE INICIAÇÃO E TERMINAÇÃO
6. SEM INTERRUPÇÕES
7. NÃO SOBREPOSTO
8. UNIVERSAL
As informações nas células
DNA
Gene: sequência linear nucleotídeos
NÚCLEO
RNA
RNAm: sequência códons
CITOPLASMA
PROTEÍNAS
TRANSCRIÇÃO
TRADUÇÃO
Formação da cadeia polipeptídica
_________________________________________________________Síntese protéica
Tradução
• processo complexo
• tradução da informação genética a partir do alfabeto
de 4 letras dos nucleotídeos (C, G, U, A) do RNAm em
letras das proteínas (aa)
_________________________________________________________Síntese protéica
Maquinaria da tradução
Ocorre no citoplasma
• RNAm
• RNAt
• ribossomos
• enzimas
• cofatores
_________________________________________________________Síntese protéica
Etapas da tradução
Ativação dos aa
INICIAÇÃO
ELONGAÇÃO
TERMINAÇÃO
Processamento
pós-tradução
_________________________________________________________Síntese protéica
Ativação dos aminoácidos
• ligação do aa ao seu RNAt
• aminoacil-tRNA sintetase: ativação dos aa e
ligação aa-RNAt
Reação:
Mg2+
aa + RNAt + ATP 
aminoacil-tRNA + AMP +2 Pi
_________________________________________________________Síntese protéica
Ligação do aa ativado ao RNAt
_________________________________________________________Síntese protéica
Ativação do aa
Para cada
aminoácido uma
enzima diferente
para realizar a
ativação deste
com o seu RNAt
_________________________________________________________Síntese protéica
Ativação do aa
1. Enzima
reconhece o
aa (lisina) e
seu RNAt com
o anticódon
UUU
_________________________________________________________Síntese protéica
Ativação do aa
2. A energia
para a
ligação do
aa ao RNAt
provém da
hidrólise do
aminoacilAMP
_________________________________________________________Síntese protéica
Ativação do aa
3. O
aminoacilRNAt é
liberado
4. Enzima
disponível p/
ativar outro
aa
_________________________________________________________Síntese protéica
Pareamento do complexo aa – RNAt
(aminoacil-RNAt) ao códon do RNAm
A base presente
na primeira
posição (3’  5’)
do anticódon é
oscilante e pode
emparelhar-se com
mais de um tipo de
base na terceira
posição do códon
(5’  3’)
_________________________________________________________Síntese protéica
Complexo de iniciação: componentes
1. ribossomos: percorrem a molécula de RNAm
e
promovem a união dos aa transportados pelos
RNAt
2. RNAm
3. fMet-tRNAfMet:: (Met) 1º aa de qualquer cadeia
polipeptídica
4. fatores de iniciação: IF-1, IF-2 e IF-3
5. GTP
_________________________________________________________Síntese protéica
Iniciação
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
_________________________________________________________Síntese protéica
Elongação: Microciclo
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
_________________________________________________________Síntese protéica
Elongação
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
3 a 5 aa/s
Proteína com 100 a
200 aa menos 1minuto
_________________________________________________________Síntese protéica
Terminação:
Componentes:
1. Um dos códons de terminação: UAA,
UAG, UGA
2. Fatores de Terminação (liberação): RF1,
RF2 e RF3
3. GTP
_________________________________________________________Síntese protéica
Terminação
a) 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
- Subunidades > e <
- RNAt
- RNAm
Diferenças na síntese de Procariotos e Eucariotos
Característica
Ribossomos
Aminoácido iniciador
Códon de iniciação
Identificação do códon
Procariotos
Eucariotos
70S
80S
n-formilmetionina
AUG
GUG
Shine-Dalgarno
de iniciação
Fatores de iniciação
metionina
AUG
Ribossomo + Cap
1º AUG
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
Fatores de terminação
EF-G
EF-2
RF-1, RF-2 e
RFe
RF-3
_________________________________________________________Síntese protéica
Sequência da síntese protéica
_________________________________________________________Síntese protéica
_________________________________________________________Síntese protéica
_________________________________________________________Síntese protéica
_________________________________________________________Síntese protéica
_________________________________________________________Síntese protéica
Obrigada!!! Dúvidas???