Aula 5: O cdigo gentico

O dogma central da biologia:

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Decifrando cdigos:

A professora legal

Thr-His-Glu-Thr-Glu-Ala-Cys-His-Glu-Arg-Ile-Ser-Gly-Arg-Glu-Ala-Thr

THETEACHERISGREAT

ACUCAUGAAACCGAGGCUUGUCACGAACGUAUUAGCGGAAGAGAAGCAACG

O RNA mensageiro sintetizado no ncleo; aonde as protenas so sintetizadas?

Experimento de pulse-chasing com aminocidos radioativos em ratos

Horas ou dias Minutos

Todas as sub-estruturas celulares Frao contendo pequenas partculas ribo-proteicas

Ribossomos

Como a informao contida na seqncia de nucleotdeos do RNA mensageiro convertida em seqncia de aminocidos em uma protena?

A hiptese de um adaptador que decodificasse ou traduzisse a informao

A observao de que aminocidos eram ativados quando incubados com extratos celulares na presena de ATP, indicou que o aac deveria se acoplar ao adaptador para ser utilizado em sntese protica.

Esse adaptador foi ento identificado como um RNA, e denominado RNA transportador

Os RNAs de transferncia, ou tRNAs:

1. Constitudos por uma nica cadeia nucleotdica, contendo entre 73 e 93 ribonucleotdeos (~25KDa)

2. Contm muitas base modificadas covalentemente (7-15/molcula), como bases metiladas

3. Aproximadamente metade das bases so encontradas em dupla fita, e a outra metade em regies no pareadas.

4. O terminal 5 sempre fosforilado, e usualmente uma pG.

5. O aminocido ativado covalentemente ligado ao grupo hidroxila de uma resduo de adenosina da haste aceptora

6. O anticodon esta em um gancho no meio da molcula, oposta haste aceptora do aminocido

A estrutura secundria dos tRNAs:

A estrutura terciria dos tRNAs:

As RNAs so constitudos por 4 bases distintas.......As protenas so constitudas por 20 aminocidos diferentes.....

Como se resolve esse problema de escala?

Combinaes de + de 1 nucleotdeos:

1 letra = 2 nucleotdeos 42 = 16 insuficiente1 letra = 3 nucleotdeos 43 = 64 suficiente 1 letra = 3 nucleotdeos 43 = 64 suficiente

Cada aminocido deve ser codificado por, pelo menos, 3 nucleotdeos

CODON

Como os codons so lidos na estrutura primria do mRNA? Overlapping x non-overlapping

Experimentos genticos proveram boas evidencias da natureza non-ovelapping do cdigo gentico:

A implicao de um cdigo gentico triplete, com leitura non-overlapping, que cada seqncia de RNA pode ter 3 fases de leitura

ORFs (Open reading frames): em uma sequncia aleatria de nucleotdeos, 1 em cada 20

codons um codon de terminao. Em geral, uma fase de leitura sem um codon de

terminao em mais de 50 codons indica que essa sequncia codifica algum polipeptideo,

e esta referida como Open Reading Frame

Marshall Nirenberg quebra o cdigo gentico:

5-UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU-3

Extrato de E. coli, ATP, GTPCada tubo continha: 1 aac radioativo + 19 aacs no-radioativos

Identificao de polipeptideos radioativos

O cdigo gentico foi ento sendo montado empiricamente:

1. Polmeros de RNA com combinaes randmicas

2. Poliribonucleotdeos com seqncias repetitivas definidas:

(AC)n possveis codons = ACA ou CAC

O cdigo gentico:

Parada de traduo

Iniciao de traduo

O cdigo gentico degenerado:

Quando mais do que um codon codifica o mesmo aminocido, a variao entre eles sempre na ltima posio do codon

Ex: Val GUU GUC GUA GUG

Clulas necessitariam 1 tRNA especifico para cada codon

O Wobble da primeira base do anticodon permite que um mesmo tRNA reconhea mais do que um codon

As regras da hiptese wobble;

1. As primeiras 2 base de um codon no mRNA formam pares de bases canonicos com as

bases correspondentes no anticodon do tRNA e conferem a maior parte da

especificidade da codificao

2. A primeira base do anticodon determina o numero de codons reconhecidos pelo

tRNA. Quando a primeira base C ou A, o pareamento especifico e s um codon

reconhecido; quando a primeira base G ou U, o pareamento menos especfico e

dois codons podem ser lidos; quando a primeria base I, 3 diferentes codos podem

ser reconhecidos ( o nmero maximo por tRNA).

3. Quando um aminocido codificado por vrios codons distintos, os codons que

diferem em alguma das duas primeiras bases requerem tRNAs distintos.

4. Um nmero mnimo de 32 tRNAs so necessrios para traduzir todos os 61 codons

(31 para codificar aminocidos e 1 para iniciao)

Mudanas de fase de leitura (frameshifts):

1. Slipping durante traduo

2. Insero de nucleotdeos durante o processo de editorao do mRNA

As mitocndrias utilizam um cdigo gentico variante do cdigo gentico universal