Tradução do RNA: o que é, como ocorre

A maquinaria de síntese de proteínas

Além do modelo de RNAm, muitas outras moléculas contribuem para o processo de tradução. A composição de cada componente pode variar entre as espécies; por exemplo, os ribossomos podem consistir em números diferentes de RNAs ribossômicos ( rRNA ) e polipeptídeos dependendo do organismo. No entanto, as estruturas gerais e funções da maquinaria de síntese de proteínas são comparáveis ​​de bactérias para células humanas. A tradução requer a entrada de um modelo de RNAm, ribossomos, RNAt e vários fatores enzimáticos ( Figura ).

Em E. coli , existem 200.000 ribossomos presentes em todas as células em um dado momento. Um ribossomo é uma macromolécula complexa composta de rRNAs estruturais e catalíticos e muitos polipeptídeos distintos. Em eucariotos, o nucléolo é completamente especializado para a síntese e montagem de rRNAs.

Os ribossomos estão localizados no citoplasma em procariontes e no citoplasma e retículo endoplasmático de eucariotos. Os ribossomos são compostos de uma subunidade grande e uma pequena que se juntam para a tradução.

A subunidade pequena é responsável pela ligação do molde de ARNm, enquanto a subunidade grande se liga sequencialmente aos ARNt , um tipo de molécula de ARN que traz aminoácidos para a cadeia de crescimento do polipeptídeo. Cada molécula de mRNA é traduzida simultaneamente por muitos ribossomos, todos sintetizando proteínas na mesma direção.

Dependendo da espécie, existem 40 a 60 tipos de RNAt no citoplasma. Servindo como adaptadores, os ARNt específicos ligam-se a sequências no molde de ARNm e adicionam o aminoácido correspondente à cadeia polipeptídica. Portanto, tRNAs são as moléculas que realmente “traduzem” a linguagem do RNA para a linguagem das proteínas. Para cada ARNt funcionar, ele deve ter seu aminoácido específico ligado a ele. No processo de carregamento de tRNA, cada molécula de tRNA é ligada ao seu aminoácido correto.

O código genético

Para resumir o que sabemos até agora, o processo celular de transcrição gera RNA mensageiro (mRNA), uma cópia molecular móvel de um ou mais genes com um alfabeto de A, C, G e uracil (U). A tradução do modelo de RNAm converte informações genéticas baseadas em nucleotídeos em um produto proteico.

Sequências de proteínas consistem em 20 aminoácidos que ocorrem com frequência; portanto, pode-se dizer que o alfabeto proteico consiste em 20 letras. Cada aminoácido é definido por uma sequência de três nucleotídeos chamada de códon tripleto . A relação entre um codão nucleotídico e o seu correspondente aminoácido é designada por código genético .

Dados os números diferentes de “letras” no mRNA e nos “alfabetos” de proteínas, combinações de nucleotídeos correspondiam a aminoácidos isolados. Usando um código de três nucleotídeos significa que há um total de 64 (4 × 4 × 4) combinações possíveis; portanto, um determinado aminoácido é codificado por mais de um tripleto de nucleotídeos ( Figura ).

Três dos 64 codões terminam a síntese proteica e libertam o polipéptido da maquinaria de tradução. Estes trigêmeos são chamados de códons de parada . Outro codon, AUG, também tem uma função especial. Além de especificar o aminoácido metionina, ele também serve como o códon inicial para iniciar a tradução.

O quadro de leitura para tradução é definido pelo codão de início AUG próximo da extremidade 5 ‘do mRNA. O código genético é universal. Com poucas exceções, praticamente todas as espécies usam o mesmo código genético para a síntese de proteínas, o que é uma forte evidência de que toda a vida na Terra compartilha uma origem comum.

Para entender melhor esse assunto veja também:

• Replicação do DNA: entendas as etapas de Duplicação do DNA
• Organização e Estrutura do DNA
• O que é DNA polimerase: definição, como funciona
• O que é DNA recombinante: como funciona
• Transcrição do DNA: o que é, como acontece, pra que serve
• Transcrição do DNA: o que é, como acontece, pra que serve
• Tradução do RNA: o que é, como ocorre
• Tradução do RNA: o que é, como ocorre

O Mecanismo da Síntese Proteica

Assim como na síntese de mRNA, a síntese de proteínas pode ser dividida em três fases: iniciação, alongamento e terminação. O processo de tradução é semelhante em procariotas e eucariotas. Aqui, vamos explorar como a tradução ocorre em E. coli , um procariota representativo, e especificar quaisquer diferenças entre a tradução procariótica e eucariótica.

A síntese proteica começa com a formação de um complexo de iniciação. Em E. coli , esse complexo envolve a subunidade ribossômica pequena, o modelo de RNAm, três fatores de iniciação e um RNAt iniciador especial. O ARNt iniciador interage com o codão de início AUG e liga-se a uma forma especial do aminoácido metionina que é tipicamente removida do polipéptido após a tradução estar completa.

Em procariotas e eucariotos, os fundamentos do alongamento do polipeptídeo são os mesmos, então vamos rever o alongamento da perspectiva da E. coli . A grande subunidade ribossômica de E. coliconsiste em três compartimentos: o sítio A liga os tRNAs carregados de entrada (tRNAs com seus aminoácidos específicos anexados).

O local P liga os ARNt carregados portadores de aminoácidos que formaram ligações com a cadeia polipeptídica em crescimento, mas que ainda não se dissociaram do seu ARNt correspondente. O local E libera tRNAs dissociados para que possam ser recarregados com aminoácidos livres. O ribossomo muda um códon por vez, catalisando cada processo que ocorre nos três locais. Com cada passo, um ARNt carregado entra no complexo, o polipéptido torna-se um aminoácido por mais tempo e um ARNt não carregado afasta-se. A energia para cada ligação entre os aminoácidos é derivada do GTP, uma molécula semelhante ao ATP ( Figura ). Surpreendentemente, a E. coliO aparelho de tradução demora apenas 0,05 segundos para adicionar cada aminoácido, o que significa que um polipéptido de 200 aminoácidos pode ser traduzido em apenas 10 segundos.

A terminação da tradução ocorre quando um codon de parada (UAA, UAG ou UGA) é encontrado. Quando o ribossoma encontra o codão de terminação, o polipéptido em crescimento é libertado e as subunidades do ribossoma dissociam-se e deixam o ARNm. Depois de muitos ribossomos terem completado a tradução, o mRNA é degradado para que os nucleotídeos possam ser reutilizados em outra reação de transcrição.