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Estrutura e Função de proteínasContinua...
Estrutura Quaternária
• Descreve o número e as posições relativas das subunidades nas proteínas multiméricas;
• O nível + alto da estrutura são os arranjos macromoleculares...
Muito grandesDezenas de cadeias polipeptídicas Podem ter ác. NucléicosEx. citoesqueleto, maquinaria de transcrição
A maquinaria de transcrição do DNA
Fatores gerais de transcrição
RNA polimeraseComplexo mediador
promotor
Complexo mediador
promotor
Complexo pré-iniciação da transcrição
Dobramento (enovelamento)
• Como a célula promove o enovelamento adequado de uma proteína?
qualquer cadeia polipeptídica pode, em tese, sofrer dobramentos em 8n conformações...onde n = número de resíduos (há 8 ângulos de ligação permitidos no esqueleto)
Porém adotam uma conformação específica
Estado nativo(para a maioria é o estado + estável)
A informação está codificada na seqüência...
O enovelamento in vivo é promovido por chaperonas
• Estudos de desnaturação e renaturação in vitro
Muitas proteínas sofrem renaturação espontâneaMas a maioria não....
Nas células há mecanismos que garantem o rápido e eficiente enovelamento, mesmo sob altas [ ]
Isso se dá pela presença de chaperonas,Proteínas que atuam no dobramento
Chaperonas• Há 2 famílias gerais:
1) Chaperonas moleculares: ligam e estabilizam proteínas não enoveladas (ou parcialmente);
2) Chaperoninas: facilitam diretamente o enovelamento.
Como as proteínas trabalham?
Ligam-se à outras moléculas (=ligante)(forte ou fracamente, mas muito específica)
A ligação envolve ligações fracas simultâneasDo ligante no sítio de ligação
Enzimas são uma classe especial de proteínas:Ligam-se aos substratos → produtos
Alguns tipos comuns de enzimas
Hidrólise de ATPATPaseRemoção de grupos fosfatosFosfatase
Adição de grupos fosfatos QuinasePolimerizaçãoPolimerases
Rearranjo de ligações dentro de uma única molécula
IsomerasesCondensação de duas moléculas menoresSintetases
Hidrólise ligações entre aminoácidosProteasesHidrólise ligações entre nucleotídeosNucleases
REAÇÃO CATALISADAENZIMA
Desempenho das enzimas é dado por KM e Vmax
Velo
cida
de d
e fo
rmaç
ão d
os p
rodu
tos
de re
ação
(uni
dade
s re
lativ
as)
Concentração de substrato [S]
Enzimas de uma via comum em geral estão associadas fisicamente
• Enzimas que participam num processo comum, em geral, estão localizadas no mesmo compartimento celular
reagentes
reagentes
reagentes
reagentes
produtos
produtos
produtos
produtos
ouSuporte estrutural
A degradação controlada de proteínas
• A degradação controlada é uma forma de regular a quantidade de proteína presente num espaço de tempo.
• A vida média varia de segundos a anos...
• A via de degradação citosólica tira de circulação proteínas de vida curta e reconhece e elimina aquelas danificadas;
• No citossol, as proteínas são degradadas em Proteossomos = complexo de enzimas proteolíticas.
Como os proteossomos reconhecem as proteínas que vão para degradação?
Atuam em proteínas marcadas para a destruição
Ligadas a ubiquitina....
Ácidos nucléicos
Bases nitrogenadaspurinas
pirimidinas
Ligação fosfodiéster
Ligação fosfodiéster
A dupla hélice: modelo 3D do B DNA
Modelos das diversas estruturas do DNA
10,5pb/volta 11 pb/volta Hélice levógira
Não há pontes de H paralelas ao eixo da hélice...há flexibilidade
O DNA dupla fita pode sofrer separação reversível
Temperatura
DNAfita simples
DNAfita dupla
Abs
orçã
o de
luz
260n
m
Porc
enta
gem
de
pare
s G
C
Muitas moléculas de DNA são circulares
Micrografia eletrônica do DNA viral SV40
Supertorcido Círculo relaxado
RNAs de diferentes tipos e funções
O RNA é quimicamente mais instável que o DNA...
Mas pode assumir função catalítica... as Ribozimas.
O RNA pode aparecer como:• Fita simples• Fita dupla (RNA-RNA ou RNA-DNA)
Estrutura secundária e terciária do RNA
A polimerização de ribonucleotídeos é mediada pela RNA polimerase
A síntese de RNAm inicia-se em
sítios específicos no DNA molde
Como a enzima “acha” o início do gene?A RNA polimerase liga-se a promotores
↓Seqüências específicas, que nas bactérias são
reconhecidas pela RNApol+fator σ
~40pb localizados a 5’do início da transcrição(Seqüências consenso)
Em E. coli:
TTGACA TATAAT+1
Início da transcrição5’
Pribnow box
-10-35
Transcrição
Iniciação
Transcrição
Extensão
Terminação
Modelo de uma RNA polimerase bacteriana ligada a um promotor
Transcrição em eucariotos
Mesmos princípios fundamentais de procariotos;
Distingue-se por ter múltiplas RNA polimerases e seqs. de controle:
RNA pol. I ⇒ sintetiza a maioria dos rRNAsRNA pol. II ⇒ sintetiza os precurssores do mRNA;RNA pol. III ⇒ sintetiza os precurssores do rRNA 5S,
tRNAs e outrosRNA pol. mitocondriais e em cloroplastos.Em geral: variam de 500 a 700 kDa.
A organização dos genes difere entre pro e eucariotos
Procariotos:• Organização mais comum dos genes
em OPERONS
Genes operando como uma unidade de resposta a um único promotor
um RNAm comum para várias proteínas relacionadas
• Há poucas regiões não codificantes
Eucariotos:– Cada gene é transcrito a partir de seu
próprio promotor– Em geral, há RNAm precursores que
são processados
O processamento do RNAm
• Nos procariotos transcrição e tradução podem ser simultâneos, nos eucaritosnão;
• Modificação no pré-RNAm :5’: cap 5’ de 7-metilguanilato3’: clivagem e poliadenilação(100 a 250 A’s) pelo
complexo da poli A polimerase;splicing: retirada dos íntrons e união dos éxons.
Demonstração de splicing no gene de ovoalbumina por hibridização
Seqüências conservadas delimitam os íntrons
Splicing alternativo da α tropomiosina
Organização dos exons no gene
Músculoestriado
Músculoestriado
Fibroblasto
Músculo da boca
Hepatoma
cérebro
mioblasto
Os 3 papéis do RNA na tradução
cadeiapolipeptídica em
crescimento
de partida
Movimento do ribossomo
chegando
Ribossomo
O ribossomo
A informação do RNA mensageiro
1
2
PareamentoWatson-Crick
Posição Wobble
RNA transportador (tRNA)Estrutura e características
gerais dos tRNAs
RNA transportador (tRNA)
Estrutura e característicasgerais do tRNAala de leveduras
Símbolos usados:
T - ribotimidinaΨ – pseudouridinaI – InosinaD – 5,6-diidrouridinam1I – 1-metilinosinam1G – 1-metilguanosinam2G – N2-dimetilguanosina
O “carregamento” dos transportadores é feito pelas
Aminoacil-tRNA-sintetases (aaRS)
Classe I
Classe II
A tradução pode ser dividida em 3 etapas:
iniciação, extensão e terminação
Terminação
Fatores de liberação auxiliam esta etapa
As proteínas são produzidas em polirribossomos
Modelo de síntese protéica em polissomos circulares
O que acontece com o RNAm após a síntese protéica?