Síntese Proteica
Nos eucariontes, este processo envolve três etapas: transcrição, maturação e tradução
Transcrição
Síntese de mRNA (e também de tRNA e rRNA) a partir de um gene de DNA que contém a informação genética que lhe serve de molde. Só ocorre na presença de RNA-polimerase e ocorre, nos eucariontes, no núcleo e, nos procariontes, no citoplasma.
Animação: Transcrição em tempo real de uma molécula de DNA pela RNA Polimerase (crédito: excerto de vídeo do DNA Learning Center do Cold Spring Harbor laboratory)
Maturação / Processamento / Splicing
União de exões (sequências de nucleótidos que codificam aminoácidos) do pré-mRNA, que abandonarão o núcleo por poros da sua membrana, e eliminação dos intrões (sequência de nucleótidos sem significado na síntese proteica, não codificando aminoácidos).
Nos procariontes, este processo não ocorre (quase todo o DNA é codificante) e, nos eucariontes, ocorre no núcleo.
Animação: 'Splicing" dos intrões de uma molécula de RNA por vários spliceossomas (crédito: excerto de vídeo do DNA Learning Center do Cold Spring Harbor laboratory)
Tradução
É a fase em que ocorre a descodificação da mensagem do mRNA para formar uma cadeia polipeptídica/proteína.
As moléculas de tRNA transportam os aminoácidos até ao ribossoma e associam-nos à cadeia em formação, de acordo com a informação contida no mRNA.
Este processo ocorre em todos os seres vivos, no citoplasma. Nos eucariontes, pode ainda ocorrer na membrana do retículo endoplasmático rugoso.
A transcrição pode ser dividida em iniciação, alongamento e terminação, a seguir detalhadas.
Animação: Tradução, em tempo real, de uma molécula de DNA (a amarelo) num ribossoma (a azul), para síntese de uma proteína (a vermelho), a partir de aminoácidos transportados por tRNA (a verde). Crédito: excerto de vídeo do DNA Learning Center do Cold Spring Harbor laboratory.
Etapas da Tradução
Iniciação
Ligação do mRNA à subunidade menor do ribossoma
O tRNA que transporta a metionina liga-se ao codão AUG
Junção da subunidade maior do ribossoma, com ligação do seu local P ao tRNA
O ribossoma fica funcional
Crédito da Imagem: adaptado de Campbell e Reese (2005) Biology 8ª Edição. Capítulo 17: From gene to protein. Ed. Benjamin Cummings (Pearson Education)
Alongamento
Ligação de um novo tRNA com outro aminoácido ao local A da subunidade maior
Ligação peptídica entre os dois aminoácidos
O ribossoma avança para o codão seguinte (com libertação do primeiro tRNA e passagem do segundo para o local P)
O processo repete-se
Crédito da Imagem: adaptado de Campbell e Reese (2005) Biology 8ª Edição. Capítulo 17: From gene to protein. Ed. Benjamin Cummings (Pearson Education)
Finalização / Terminação
O ribossoma chega ao codão de terminação (pode ser UAA, UAG ou UGA, que não codificam nenhum aminoácido)
Um fator de dissociação reconhece o codão de terminação e desencadeia a libertação do polipéptido
A cadeia polipeptídica é libertada (adquirindo estrutura tridimensional depois, por transformações sofridas no RER e no Complexo de Golgi)
As subunidades separam-se, podendo ser reutilizadas
Crédito da Imagem: adaptado de Campbell e Reese (2005) Biology 8ª Edição. Capítulo 17: From gene to protein. Ed. Benjamin Cummings (Pearson Education)
Características da Síntese proteica
Complexidade ( intervêm vários agentes, como DNA, mRNA, enzimas, ATP, ...)
Rapidez (necessidade de muitas proteínas num curto espaço de tempo)
Amplificação (formação de muitas proteínas iguais pela transcrição da mesma zona de DNA várias vezes ou descodificação da mesma mensagem por vários ribossomas simultaneamente)
NOTA: o conjunto de vários ribossomas ligados a um mesmo filamento de mRNA é visível ao microscópio eletrónico e designa-se polirribossoma/polissoma
Animação pelas "Amoeba Sisters" (https://www.amoebasisters.com/gifs.html)
Relação entre Ácidos nucleicos e Proteínas
A forma, estrutura e atividade das células são reguladas pela presença de proteínas, sendo que o DNA contém a informação para a sua síntese, regulando assim as características da célula mencionadas.
Tripletos são conjuntos de três nucleótidos consecutivos, designados de codogenes (no DNA), codões (no mRNA) ou anticodões (no tRNA). Todos estes intervêm na síntese proteica, sendo que o conjunto dos codões e da sua correspondência com aminoácidos constitui o código genético.
Crédito da Imagem: Saier, Jr. MH (2019) Understanding the Genetic Code. Journal of Bacteriology 201 (15)
Propriedades do Código Genético
Universalidade (cada codão tem a mesma função em quase todos os seres vivos, sendo um argumento a favor da teoria da origem comum dos seres vivos)
Redundância/degenerescência (o código genético é degenerado, ou seja, codões diferentes podem codificar o mesmo aminoácido)
Precisão (o código genético não é ambíguo, ou seja, o mesmo codão não codifica aminoácidos diferentes)
Especificidade de nucleótidos (os dois primeiros nucleótidos de cada codão são os mais específicos)
Codão de iniciação (o codão AUG inicia a leitura do código e codifica a metionina)
Codões de terminação (os codões UAA, UGA e UAG terminam a síntese proteica)
Crédito da imagem: Fotografia por Robin Hammond (National Geographic)
