Síntese proteíca

O que é síntese proteica?

O síntese proteíca É um evento biológico que ocorre praticamente em todos os seres vivos. As células tomam constantemente as informações armazenadas no DNA e, graças à presença de máquinas especializadas muito complexas, elas a transformam em moléculas de proteína.

No entanto, o código de 4 letras criptografado no DNA não se traduz diretamente em proteínas. No processo, uma molécula de RNA que funciona como intermediário, chamado RNA Messenger está envolvido.

Quando as células precisam de uma proteína específica, a sequência nucleotídica de uma porção adequada no DNA é copiada para o RNA - em um processo chamado transcrição - e isso por sua vez é traduzido para a proteína em questão.

O fluxo de informações descritas (DNA para RNA e mensagem de RNA para proteína) ocorre de seres muito simples, como bactérias para humanos. Esta série de etapas foi chamada de "dogma" central da biologia.

A maquinaria responsável pela síntese de proteínas são ribossomos. Essas pequenas estruturas celulares são em grande proporção no citoplasma e ancoradas no retículo endoplasmático.

Estágios de síntese de proteínas

Em seguida, descreveremos como ocorre a síntese de proteínas, iniciando esse processo de “leitura” de material genético e terminaremos com a produção de proteínas por si só.

1. Transcrição: DNA para RNA mensageiro

A mensagem na hélice de DNA dupla é escrita em um código de quatro letras correspondente às bases de adenina (a), guanina (g), citosina (c) e timina (t).

Esta sequência de letras de DNA serve como um temperado para construir uma molécula de RNA equivalente.

O DNA e o RNA são polímeros lineares formados por nucleotídeos. No entanto, eles diferem quimicamente em dois aspectos fundamentais: os nucleotídeos no RNA são ribonucleotídeos e, em vez da base da timina, o RNA apresenta o uracil (U), que olha com a adenina.

O processo de transcrição começa com a abertura da hélice dupla em uma região específica. Uma das duas cadeias atua como um "molde" ou temperado para a síntese de RNA. Os nucleotídeos serão adicionados seguindo as regras para a base de acasalamento, C com G e A com U.

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A principal enzima que participa da transcrição é a RNA polimerase. É responsável por catalisar a formação de links de fosfodiéster que unem os nucleotídeos da cadeia. A corrente se estende na direção de 5 'a 3'.

O crescimento da molécula envolve diferentes proteínas conhecidas como "fatores de alongamento" responsáveis ​​por manter a união da polimerase até o final do processo.

2. Splicing de RNA mensageiro

Nos eucariotos, os genes têm uma estrutura específica. A sequência é interrompida por meio de elementos que não farão parte da proteína, chamada íntrons. O termo se opõe ao do exon, que inclui as partes do gene que serão traduzidas em proteínas.

Ele Splicing É um evento fundamental que consiste na eliminação dos íntrons da molécula mensageira, para jogar uma molécula construída exclusivamente pelos exons. O produto final é o RNA do Mature Messenger. Fisicamente, ocorre no explictossomo, uma máquina complexa e dinâmica.

Além da emenda, o RNA mensageiro sofre codificações adicionais antes de ser traduzido. Um "capuz" cuja natureza química é um cubo modificado de Guanina e, na extremidade 5 ', e uma cauda de várias adeninas na outra extremidade é adicionada.

3. Tradução: do mensageiro para o RNA da proteína

Uma vez que o RNA mensageiro maduro através do processo de Splicing Yviaja do núcleo para o citoplasma celular, a síntese de proteína começa. Esta exportação é mediada pelo complexo de poros nucleares - uma série de canais aquosos localizados na membrana do núcleo que conecta diretamente o citoplasma e o nucleoplasma.

Na vida cotidiana, usamos o termo "tradução" para nos referir à conversão de palavras de um idioma para outro.

Por exemplo, podemos traduzir um livro em inglês para espanhol. No nível molecular, a tradução implica a mudança da linguagem para a proteína RNA. Para ser mais preciso, é a mudança de nucleotídeos para aminoácidos. Mas como essa mudança de dialeto acontece?

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4. Acoplamento de aminoácidos para transferir RNA

Os códons ou trigêmeos encontrados na molécula de RNA mensageiro não têm a capacidade de reconhecer diretamente os aminoácidos. Por outro lado, a tradução do RNA mensageiro depende de uma molécula que consegue reconhecer e se juntar ao códon e aminoácido. Esta molécula é o RNA de transferência.

O RNA de trasferência pode ser dobrado em uma estrutura tridimensional complexa que se assemelha a um trevo. Nesta molécula, existe uma região chamada “Antodón”, formada por três nucleotídeos consecutivos que acasalam com os nucleotídeos complementares consecutivos da cadeia de RNA mensageiros.

Como mencionado na seção anterior, o código genético é redundante, então alguns aminoácidos têm mais de um RNA de transferência.

A detecção e fusão corretas de aminoácidos. Esta enzima é responsável pelo acoplamento de ambas as moléculas por meio de um vínculo covalente.

5. A mensagem do RNA é decodificada pelos ribossomos

Para formar uma proteína, os aminoácidos se ligam um ao outro através de links peptídicos. O processo de leitura do mensageiro e união de aminoácidos específicos ocorre em ribossomos.

Os ribossomos são complexos catalíticos formados por mais de 50 moléculas de proteína e vários tipos de RN ribossômico. Em organismos eucarióticos, uma célula média contém em média milhões de ribossomos no ambiente citoplasmático.

Estruturalmente, um ribossomo é composto por uma grande subunidade e uma pequena. A função da porção pequena é garantir que o RNA de transferência seja adequadamente pareado com o RNA mensageiro, enquanto a grande subunidade catalisa a formação do link peptídico entre os aminoácidos.

Quando o processo de síntese não está ativo, as duas subunidades que formam os ribossomos são separadas. No início da síntese, o RNA mensageiro se junta às duas subunidades, geralmente perto do final 5 '.

Nesse processo, o alongamento da cadeia polipeptídica ocorre pela adição de um novo resíduo de aminoácidos nas seguintes etapas: União do RNA de transferência, formação do link peptídico, translocação de subunidades. O resultado deste último passo é o movimento completo do ribossomo e um novo ciclo começa.

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6. Alongamento da cadeia polipeptídica

Nos ribossomos, três locais são distinguidos: Site E, P e A (veja a imagem principal). O processo de alongamento começa quando alguns aminoácidos já foram unidos covalentemente e há uma molécula de RNA de transferência no site P.

O RNA de transferência que o próximo aminoácido deve ser incorporado se junta ao site A para acasalamento com o RNA do Messenger. Em seguida, a porção de carboxil terminal do peptídeo é liberada do RNA de transferência no local da P, pela ruptura de uma ligação de alta energia entre o RNA de transferência e o aminoácido que usa.

O aminoácido livre se junta à corrente e um novo link peptídico é formado. A reação central de todo esse processo é mediada pela enzima peptidil transferase, que é encontrada na grande subunidade dos ribossomos. Assim, o ribossomo se move através do RNA mensageiro, traduzindo o dialeto dos aminoácidos em proteínas.

Como na transcrição, durante a tradução de proteínas, os fatores de alongamento também estão envolvidos. Esses elementos aumentam a velocidade e a eficácia do processo.

7. Conclusão da tradução

O processo de tradução conclui quando o ribossomo encontra os códons de parada: UAA, UAG ou UGA. Estes não são reconhecidos por nenhum RNA de transferência e não se juntam a nenhum aminoácido.

Neste momento, proteínas conhecidas como fatores de liberação se ligam ao ribossomo e produzem a catálise de uma molécula de água e não um aminoácido. Esta reação libera a extremidade do terminal carboxil. Finalmente, a cadeia peptídica é liberada para o citoplasma celular.

Referências

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Bioquímica. 5ª edição. Nova York: W H Freeman.
2. Curtis, h., & Schnek, um. (2006). Convite para Biologia. Ed. Pan -American Medical.
3. Darnell, J. E., Lodish, h. F., & Baltimore, D. (1990). Biologia celular molecular. Nova York: Scientific American Books.