Aula-4-Síntese-de-Proteínas-Farmácia

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Tradução /
Síntese de Proteínas
Código Genético
• “Dicionário” → correspondência da seqüência
de nucleotídeos levando à seqüência de
aminoácidos;
• Códon → 3 bases nucleotídicas no RNAm que
codificam cada aminoácido (“palavra”);
• Códon:
– RNAm → A, G, C e U;
– “escrita” da direção 5’ para 3’;
– 64 combinações diferentes de bases;
1 códon  3 nucleotídeos no RNAm
7 códons  21 nucleotídeos
Código Genético
Código 
Genético
61 dos 64 códons 
possíveis codificam os 
20 aminoácidos padrão
Códons de terminação ou de 
parada ou sem sentido; não 
codificam AA.
UAG / UGA / UAA
Código Genético
• Características:
– Especificidade – um determinado
códon sempre codifica o mesmo
AA;
– Universalidade – é conservado em
todas as espécies;
– Redundância ou Degeneração – um
AA pode ter mais de 1 trinca que o
codifica;
– Contínuo – sempre lido de 3 em 3
bases.
Degeneração do código
Mutações no Código Genético
• Mutação silenciosa:
– Códon com 1 base alterada ainda codifica o 
mesmo AA;
• Mutação com perda de sentido:
– Códon com 1 base alterada codifica um AA 
diferente;
• Mutação sem sentido:
– Códon com 1 base alterada se torna um dos 
códons de terminação;
Outras Mutações no Código Genético
• Expansão de repetições trinucleotídicas:
– Inserções de várias repetições de 1 códon. Ex:
doença de Huntington;
• Mutações em sítios de corte-junção:
– Alteração de íntrons removidos;
• Mutações com alteração de módulo de
leitura:
– 1 ou 2 nucleotídeos perdidos ou adicionados →
seqüência de AAs altera radicalmente.
Componentes da Tradução
• AAs:
– Dieta → AAs essenciais;
• RNAt ou moléculas adaptadoras:
– Em humanos existem em torno de 50 espécies de
RNAt, enquanto bactérias possuem em torno de
30-40 espécies;
– Sítios de ligação ao AA – extremidade 3’ do RNAt
se liga ao grupo carboxila do AA;
– Anticódon → seqüência de 3 nucleotídeos que
reconhece o códon específico do RNAm;
– Pode estar carregado ou descarregado.
AA é ligado aqui
•RNAt:
50 tipos de RNAt para 20 aa: 
alguns aas possuem mais de um RNAt específico
Estrutura secundária: folha de trevo
O pareamento códon-anticódon é 
complementar e antiparalelo
1 anticódon pode reconhecer mais de um códon
Componentes da Tradução
Componentes da Tradução
• Aminoacil-RNAt sintetase:
– Família de enzimas que ligam AA
aos seus RNAt → ↑
especificidade que aumenta a
fidelidade da tradução da
mensagem genética;
Componentes da Tradução
• RNAm (molde);
• Ribossomos:
Ribossomos: grandes complexos de RNAr e
proteínas compostos por duas subunidades.
São as estruturas responsáveis pela síntese
protéica (local da síntese). Livres ou no RER.
Ribossomo de eucariotos: subunidades 60S (5S,
5.8S e 28S/49 proteínas) + 40S (18S/33
proteínas)
Em procariotos: subunidades 50S (5S e 23S/36
proteínas) + 30S (16S/21 proteínas)
RNAr: responsáveis pela estabilização do
complexo de iniciação e dos demais participantes
da tradução
Componentes da Tradução
• Fatores protéicos:
– Fatores de iniciação, alongamento e terminação
ou liberação.
• ATP e GTP.
• Sítio P: neste sítio, o códon de iniciação é posicionado para seu pareamento 
com o anticódon do RNAt que transposta metionina – primeiro aa da tradução.
• Sítio A: neste sítio, o códon adjacente é posicionado para seu pareamento 
com o anticódon do RNAt que transposta o próximo aa da cadeia polipeptídica.
• Sítio E: depois de ser traduzido, o códon é posicionado no sítio E (ou sítio de 
saída) para seu desligamento com o RNAt, agora descarregado.
Ribossomos:
Reconhecimento dos Códons pelo RNAt
• A ligação entre códon do RNAm e
anticódon do RNAt é
antiparalela;
• O códon é lido de 5’ para 3’; o
anticódon também deve ser lido
de 5’ para 3’. Portanto a primeira
base do códon pareia com a
última base do anticódon;
Reconhecimento dos Códons pelo RNAt
• Hipótese da Oscilação:
– Se a trinca do anticódon reconhecesse apenas 1 trinca
do códon por pareamento, as células deveriam ter 1
RNAt para cada códon de AA → NÃO É O QUE
OCORRE!;
– As 2 primeiras bases do códon formam pares de bases
Watson-Crick com fortes pontes de hidrogênio → dão
especificidade da codificação;
– A terceira base do códon que pareia com a primeira
base do anticódon forma pontes de hidrogênio mais
fracas e a primeira base do anticódon pode parear com
mais de 1 base.
Hipótese da Oscilação
OBS: I (inosina) contém base hipoxantina pode ser encontrado como a 
primeira base do anticódon → base oscilante que pareia com mais de 1 base
1 anticódon pareia com mais de 1 códon!
Lig. + específica
Lig. - específica
As interações códon-anticódon otimizam tanto a exatidão quanto a 
velocidade de síntese protéica
Etapas da Síntese Protéica
• Ativação dos AAs:
– Ligação dos AAs aos seus RNAt ocorre no
citosol pelas aminoacil-RNAt sintetases.
– Duas lig. de alta energia
Aminoacilação do RNAt
Etapa 1
Requer:
• 20 aas
• 20 aminoacil-tRNA sintetases
•Energia – ATP
• RNAt
Etapas da Síntese Protéica
• Iniciação:
– O RNAm liga-se a menor das 2 subunidades
ribossômicas e ao aminoacil-RNAt de iniciação;
– Na E. coli, a seqüência reconhecida no RNAm pelo
ribossomo é chamada de seqüência de Shine-
Dalgarno (nos eucariotos o “quepe” do RNAm é
reconhecido pelo ribossomo) → 6 a 10 bases longe
do códon de iniciação AUG;
Etapa 2
Etapas da Síntese Protéica
• Iniciação:
– O aminoacil-RNAt de iniciação pareia com o
códon AUG, que é o códon que sinaliza o início da
proteína a ser sintetizada;
– Em bactérias e na mitocôndria, esse RNAt de
iniciação carrega uma metionina N-formilada
(grupo formila é adicionado pela enzima
transformilase). Nos eucariotos, a metionina não
está formilada;
Etapa 2
IniciaçãoEtapa 2
Requer:
• RNAm
• aminoacil-tRNA de iniciação –
metionina
• códon de iniciação - AUG
• Subunidade 30S e 50S
• Fatores de iniciação
• GTP
•Cofator enzimático – Mg+2
Formação do complexo de 
iniciação em eucariotos
Etapas da Síntese Protéica
• Alongamento:
– Fatores de alongamento são necessários (EF-Tu, EF-Ts, EF-G);
– Peptidiltransferase (ribozima) → liga o peptídeo em formação e o
AA a ser adicionado;
– Após a ligação peptídica se formar, o ribossomo avança 3
nucleotídeos na direção 3’→Translocação (requer energia, GTP) .
– O RNAt não-carregado vai para o sítio E antes de ser liberado e o
RNAt carregando o peptídeo vai para o sítio P .
Etapa 3
Alongamento
Etapa 3
Requer:
• Complexo de iniciação
• aminoacil-tRNA 
especificados pelos códons
• Fatores de alongamento
• Peptidiltransferase
• GTP
Alongamento 
Tanslocação
O ribossomo se move em 
direção à extremidade 3´do 
mRNA, o peptidil-tRNA está, 
agora, no sítio P deixando o 
sítio A aberto para o terceiro 
aminoacil-tRNA. O tRNA não-
carregado é deslocado para o 
sítio E, desligando-se 
imediatamente do ribossomo. A 
translocação envolve o 
complexo fator de elongação 
EF-G-GTP.
Etapa 3
Etapa 4
• Terminação:
– Ocorre quando 1 dos 3 códons (UAA, UAG, UGA) de
terminação é “colocado” no sítio A;
– Na E. coli, os fatores de terminação ou liberação
reconhecem esses códons e ocorre a liberação do
complexo ribossomal.
Terminação
Etapa 4
-Hidrólise da lig. peptidil-RNAt 
terminal;
-Liberação do peptídeo livre e 
do RNAt;
-Dissociação do ribossomo 70S.
Requer:
• Códons de terminação
• Fatores de liberação
Etapas da Síntese Protéica
• Polissomos ou Polirribossomos:
– Complexo de 1 RNAm e vários ribossomos.
Após a tradução, algumas proteínas, antes de assumirem a sua 
conformação nativa, têm a sua estrutura primária alterada por 
modificações pós-translacionais, como por exemplo: 
Fosforilação
Carboxilação
Modificações Pós-translacionais e a 
Estrutura Tridimensional
Etapa 5:
Protrombina
Metilação
Outras
Modificações
Modificações Pós-translacionais e a 
Estrutura Tridimensional
Etapa 5:
Monometil e dimetilisina-Proteínas musculares 
e citocromoc
Trimetilisina- Calmodulina
As proteínasassumem a sua conformação nativa com o 
auxílio das chaperonas ou proteínas do estresse ou
proteínas do choque térmico (heat shock proteins).
Conformação 
Desnaturada
Conformação 
Nativa
Modificações Pós-translacionais e a 
Estrutura Tridimensional
Etapa 5:
Ajudam as proteínas a se moldar, associar a outras proteínas de maneira estável e
tornarem-se estruturas ativas, evitando a associação de proteínas ainda não dobradas
corretamente
Diferenças entre procariotos e eucariotos
Ligação do mRNA à
subunidade menor ribossomal
O 5´-CAP do mRNA liga-se
aos fatores de iniciação e à
subunidade 40S. O mRNA é lido
a partir do códon de iniciação
Primeiro Aminoácido Metionina (não formilada)
Fatores de iniciação eIFs (8 ou mais)
Fatores de terminação eRF 
Fatores de alongamento EF1a (EF-Tu)
EFbg (EF-Ts)
EF2 (EF-G)
Ribossomo · 80S (40S + 60S)
· ausência de sítio E (exit
· tradução não simultânea com
transcrição
EUCARIOTOS
Diferenças e semelhanças entre eucariotos e procariotos
O esquema geral é o mesmo, e a síntese em si ocorre em 
estruturas similares: os ribossomos 
Mas, em eucariotos a transcrição está separada da síntese de 
proteínas (tradução) pela membrana nuclear
Síntese Protéica no 
Retículo Endoplasmático Rugoso
Síntese protéica no retículo endoplasmático rugoso daquelas 
proteínas que serão localizadas na membrana plasmática ou nos 
lisossomos, ou serão secretadas. 
Síntese Protéica no RER
Síntese proteíca no reticulo endoplasmático rugoso 
daquelas proteínas que serão localizadas na 
membrana plasmática ou nos lisossomos, ou serão 
secretadas 
Inibidores de Síntese Protéica
Tetraciclina: 
bloqueia o sítio A ribossomal
Estreptomicina: 
Liga-se à subunidade 30S e distorce 
sua estrutura inibindo a iniciação
X
X
Inibidores de Síntese Protéica
Cloranfenicol:
Inibe a atividade de peptidil-
transferase procariótica
X
Clindamicina e Eritromicina:
Ligam-se de maneira irreversível à 
subunidade 50S do ribossomo 
bacteriano, inibindo o deslocamento.
X
Bibliografia:
Voet, D., Voet, J.G., Pratt, C.W. Fundamentos de
Bioquímica (2000).
Champe, P.C.; Harvey, R.A.; Ferrier, D.R. Bioquímica
Ilustrada (3a ed, 2006).
Nelson, D.L., Cox, M.M. Lehninger, Princípios de
Bioquímica. Quarta edição (2004).