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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19846
Tipo: TCC
Título: História natural das aminoacil-tRNA sintetase de classe I e seu papel no estabelecimento do código genético
Autor(es): Dantas, Pedro Henrique Lopes Ferreira
Primeiro Orientador: Farias, Sávio Torres de
Resumo: O código genético é a linguagem pela qual a informação contida no DNA possa ser traduzida em proteínas. A relação da informação contida no DNA e o código genético é mantida pela maquinaria de tradução, que é responsável pela identificação do códon e associação com seu respectivo aminoácido. Dentre as proteínas envolvidas na tradução, destacam-se as aminoacil tRNA sintetase (aaRS), enzimas responsáveis pela associação de cada aminoácido com seu respectivo tRNA. As aaRS compreendem 20 proteínas altamente conservadas, divididas simetricamente entre duas classes: classe I (ArgRS, CisRS, GlnRS, GluRS, IleRS, LeuRS, MetRS, TrpRS, TirRS, ValRS) e classe II (AlaRS, AsnRS, AspRS, GliRS, HisRS, LisRS, PheRS, ProRS, SerRS, ThrRS). Para uma melhor compreensão do estabelecimento do código genético, se faz necessário diversas análises a respeito da evolução dos componentes da maquinaria de tradução, uma vez que ambos estão relacionados. Dessa forma, esse trabalho se propõe a analisar a evolução molecular das aaRS de classe I, o papel desempenhado pelos tRNA e a implicação desses eventos no estabelecimento do código genético. Para tal análise, foram geradas sequências ancestrais para 9 aaRS da classe I e posteriormente essas sequências foram modeladas. Estudos de docking molecular entre as estruturas ancestrais modeladas com o loop do anticódon e o braço aceptor do tRNA cognato de cada aaRS foram conduzidos. Nossos resultados apontam para uma evolução gradual das estruturas das aaRS, com a aquisição de alguns domínios como o domínio responsável pela revisão dos aminoácidos, e o domínio de ligação aos peptídeos (CP). É hipotetizado que a aquisição dessas estruturas partiu de eventos de duplicação gênica, transferência gênica horizontal e mecanismos de troca e fusão de domínios. Além disso, as estruturas dos tRNA, quando ligadas às estruturas ancestrais, mostraram uma maior preferência pela região catalítica das aaRS, levando a crer que essa região foi a primeira a surgir nas aaRS. Em um primeiro momento, essa ligação entre o tRNA e as aaRS era forte, atuando na estabilidade das proteínas, e foi diminuída ao longo do tempo. Esse diminuição na força de ligação pode ser reflexo da plasticidade adquirida pelas duas estruturas, uma vez que ambas foram adquirindo complexidade, sendo posteriormente cooptadas para carregar informações. Dessa forma, é possível delinear um modelo onde o tRNA e as aaRS se estabilizavam mutuamente e medida que adquiriam complexidade, sendo subsequentemente cooptadas de uma função estrutural, para uma função informacional.
Abstract: The genetic code is the language whose data stored in the DNA can be translated into proteins. The relation between this stored data in the DNA and the genetic code is held by the machinery of translation, which is responsible for the identification of the codons and the association with its respective amino acid. Among the proteins involved in the translation, it is possible to highlight the aminoacyl-tRNA synthetase (aaRS), the enzymes responsible for the association of each amino acid with its respective tRNA. AaRS comprise 20 highly conserved proteins, symmetrically divided between two classes: class I (ArgRS, CysRS, GlnRS, GluRS, IleRS, LeuRS, MetRS, TrpRS, TyrRS, ValRS) and class II (AlaRS, AsnRS, AspRS, GlyRS, HisRS, LysRS, PheRS, ProRS, SerRS, ThrRS). For a better comprehension of the genetic code establishment, several analyzes are necessary regarding the translation machinery component evolution, since all of them are related. Thus, this paper proposes to analyze the class I aaRS molecular evolution, the role played by the tRNA and the implication of these events over the genetic code establishment. For the mentioned analysis, ancestral sequences for 9 aaRS of class I were generated, and later these sequences were modeled. Molecular docking studies between ancestral structures modeled with the anticodon loop and the cognate tRNA acceptor arm of each aaRS were conducted. Our results indicate the progressive evolution of the aaRS structures, with the acquisition of some domains, such as the domain responsible for the amino acid revision, and the peptide-binding domain (CP). It is hypothesized that the acquisition of these structures started from gene duplication events, horizontal gene transfer and domain exchange and merger mechanism. Besides that, tRNA structures show preference for the aaRS catalytic region when linked to ancestral structures, generating the belief that this region was the first to arise in the aaRS. At a first moment, this link between the tRNA and aaRS was firm, acting on the stability of proteins, and has been decreased over time. This decrease in bond strength can be a reflection of the plasticity acquired by the two structures, since both were acquiring complexity, being subsequently co-opted to load information. This way, it is possible to outline a model in which the tRNA and the aaRS can mutually stabilize as they acquire complexity, being subsequently co-opted from a structure function to an informational function.
Palavras-chave: Aminoacil-tRNA sintetase
Código genético
tRNA
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Ciências Biológicas
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19846
Data do documento: 10-Nov-2020
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