A síntese proteica é um processo fundamental para a vida das células e envolve a produção de proteínas a partir da informação genética contida no DNA. Esse processo ocorre em diferentes estágios, que incluem a transcrição do DNA para RNA mensageiro, a tradução do RNA mensageiro em proteína e o processamento pós-traducional das proteínas. Cada estágio da síntese proteica possui características específicas e essenciais para garantir a correta produção e funcionamento das proteínas no organismo. Neste artigo, exploraremos esses estágios e suas principais características.
Etapas da síntese proteica: conheça o processo de produção das proteínas celulares.
A síntese proteica é um processo fundamental para a vida das células, no qual as proteínas são produzidas a partir da informação genética contida no DNA. Esse processo ocorre em várias etapas, cada uma com suas características específicas.
A primeira etapa da síntese proteica é a transcrição, na qual a informação genética contida no DNA é copiada para o RNA mensageiro (mRNA). Esse processo ocorre no núcleo da célula e é mediado pela enzima RNA polimerase.
Na etapa seguinte, chamada de tradução, o mRNA é transportado para o citoplasma, onde ocorre a síntese da proteína. Nesse processo, os ribossomos lêem o mRNA e sintetizam a proteína conforme as instruções contidas no código genético.
Após a síntese da proteína, ela passa por um processo de dobramento e modificação pós-traducional, no qual adquire sua estrutura tridimensional e suas funções específicas. Esse processo é essencial para que a proteína exerça suas funções biológicas de maneira adequada.
Por fim, as proteínas sintetizadas são direcionadas para seus locais de ação dentro da célula, onde desempenham diversas funções essenciais, como enzimáticas, estruturais, de transporte e sinalização.
Em resumo, a síntese proteica é um processo complexo e altamente regulado, que envolve diversas etapas e mecanismos para garantir a produção correta das proteínas celulares. É fundamental para a manutenção da vida e do funcionamento adequado dos organismos.
Entenda o processo de transcrição e tradução de informações genéticas nas células.
A síntese proteica é um processo fundamental para a vida das células, no qual as informações genéticas contidas no DNA são transcritas e traduzidas em proteínas. Esse processo ocorre em duas etapas principais: a transcrição e a tradução.
Na transcrição, uma enzima chamada RNA polimerase liga-se ao DNA e sintetiza uma molécula de RNA mensageiro (mRNA) complementar a uma das fitas de DNA. Durante esse processo, a sequência de nucleotídeos do DNA é copiada para o mRNA, seguindo as regras da complementaridade das bases nitrogenadas.
Na tradução, o mRNA é transportado para o citoplasma e se associa aos ribossomos, onde ocorre a síntese da proteína. Os ribossomos “lêem” a sequência de codões do mRNA e recrutam os aminoácidos correspondentes, que são ligados entre si para formar a proteína. Esse processo continua até que o ribossomo alcance um códon de parada, que sinaliza o término da síntese proteica.
A síntese proteica é um processo complexo e altamente regulado, com a participação de diversas moléculas e mecanismos de controle. Erros nesse processo podem levar a problemas genéticos e doenças, tornando fundamental a compreensão dos estágios e características da síntese proteica.
Quais organelas são responsáveis pela produção de proteínas nas células?
As organelas responsáveis pela produção de proteínas nas células são os ribossomos e o retículo endoplasmático. Os ribossomos são responsáveis pela síntese das proteínas, enquanto o retículo endoplasmático atua no processamento e transporte das proteínas para outras partes da célula ou para fora dela.
Síntese proteica: estágios e suas características
A síntese proteica é um processo complexo que envolve diferentes etapas e organelas. O primeiro estágio é a transcrição, onde o RNA mensageiro (mRNA) é sintetizado a partir do DNA no núcleo da célula. Em seguida, o mRNA migra para os ribossomos no citoplasma, onde ocorre a tradução. Durante a tradução, os ribossomos leem o código genético do mRNA e sintetizam a proteína correspondente com a ajuda dos RNA transportadores (tRNA).
Após a síntese da proteína, o retículo endoplasmático atua no processamento pós-traducional, como a glicosilação e a dobramento correto da proteína. Em seguida, as proteínas podem ser transportadas para outras partes da célula através de vesículas ou secretadas para fora da célula.
Em resumo, a síntese proteica é um processo fundamental para a vida das células, e as organelas responsáveis por esse processo são os ribossomos e o retículo endoplasmático.
Tipos e funções do RNA na síntese proteica: mensageiro, transportador e ribossômico.
A síntese proteica é um processo fundamental para a vida de todos os seres vivos. Esse processo ocorre no citoplasma das células e é dividido em vários estágios, cada um com suas características específicas.
Um dos principais atores na síntese proteica é o RNA, que desempenha diferentes funções nesse processo. Existem três tipos principais de RNA envolvidos na síntese proteica: RNA mensageiro (mRNA), RNA transportador (tRNA) e RNA ribossômico (rRNA).
O RNA mensageiro (mRNA) é responsável por transcrever o código genético do DNA e levá-lo até os ribossomos, onde ocorre a síntese das proteínas. Ele carrega as informações genéticas necessárias para a produção de proteínas.
O RNA transportador (tRNA) atua como um intérprete do código genético, transportando os aminoácidos até os ribossomos de acordo com as instruções do mRNA. Cada tRNA carrega um aminoácido específico, que será incorporado na proteína em formação.
O RNA ribossômico (rRNA) é um componente estrutural dos ribossomos, que são as organelas responsáveis pela síntese de proteínas. O rRNA ajuda a catalisar as reações químicas envolvidas na formação das ligações peptídicas entre os aminoácidos, permitindo a montagem das proteínas.
Em resumo, o RNA desempenha funções essenciais na síntese proteica, atuando como mensageiro, transportador e ribossômico. Esses diferentes tipos de RNA trabalham em conjunto para garantir que as proteínas sejam produzidas corretamente, seguindo as instruções genéticas contidas no DNA.
Síntese proteica: estágios e suas características
A síntese de proteínas é um evento biológico que ocorre em praticamente todos os seres vivos . As células recebem constantemente as informações armazenadas no DNA e, graças à presença de máquinas especializadas muito complexas, as transformam em moléculas de proteína.
No entanto, o código de quatro letras criptografado no DNA não se traduz diretamente em proteínas. Uma molécula de RNA que funciona como intermediário, chamada RNA mensageiro, está envolvida no processo .
Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a7/Ribosome_mRNA_translation_en.svg
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 na proteína em questão.
O fluxo de informações descrito (DNA para RNA mensageiro e RNA de mensagem para proteínas) ocorre de seres muito simples, como bactérias e seres humanos . Essa série de etapas foi chamada de “dogma” central da biologia .
As máquinas responsáveis pela síntese de proteínas são os ribossomos . Essas pequenas estruturas celulares são encontradas em grande proporção no citoplasma e ancoradas ao retículo endoplasmático .
O que são proteínas?
As proteínas são macromoléculas formadas por aminoácidos . Estes constituem quase 80% do protoplasma de uma célula inteira desidratada. Todas as proteínas que compõem um organismo são chamadas de “proteoma”.
Suas funções são múltiplas e variadas, desde papéis estruturais (colágeno) até transporte (hemoglobina), catalisadores de reações bioquímicas (enzimas), defesa contra patógenos (anticorpos), entre outros.
Existem 20 tipos de aminoácidos naturais que são combinados por ligações peptídicas para dar origem a proteínas. Cada aminoácido é caracterizado por possuir um grupo específico que lhe confere propriedades químicas e físicas específicas.
Etapas e características
A maneira pela qual a célula consegue interpretar a mensagem do DNA ocorre através de dois eventos fundamentais: transcrição e tradução. Muitas cópias do RNA, que foram copiadas do mesmo gene, são capazes de sintetizar um número significativo de moléculas de proteína idênticas.
Cada gene é transcrito e traduzido de forma diferenciada, permitindo que a célula produza quantidades variadas de uma ampla variedade de proteínas. Esse processo envolve várias vias de regulação celular, que geralmente incluem controle na produção de RNA.
O primeiro passo que a célula deve executar para iniciar a produção de proteínas é ler a mensagem escrita na molécula de DNA. Esta molécula é universal e contém todas as informações necessárias para a construção e desenvolvimento de seres orgânicos.
A seguir, descreveremos como ocorre a síntese protéica, iniciando esse processo de “leitura” do material genético e terminando com a produção de proteínas em si.
Transcrição: do DNA para o RNA mensageiro
A mensagem na dupla hélice de DNA é escrita em um código de quatro letras correspondente às bases adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T).
Essa sequência de letras de DNA serve como um temperamento para construir uma molécula equivalente de RNA.
Tanto o DNA quanto 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 possui o uracil (U), que emparelha com a adenina.
O processo de transcrição começa com a abertura da dupla hélice em uma região específica. Uma das duas cadeias atua como um “modelo” ou temperado para a síntese de RNA. Os nucleotídeos serão adicionados seguindo as regras do emparelhamento de bases, C com G e A com U.
A principal enzima que participa da transcrição é a RNA polimerase. É responsável por catalisar a formação de ligações fosfodiéster que ligam os nucleotídeos na cadeia. A corrente é estendida na direção de 5 ‘a 3’.
O crescimento da molécula envolve diferentes proteínas conhecidas como “fatores de alongamento”, responsáveis por manter a ligação da polimerase até o final do processo.
Emenda de RNA do Messenger
A emenda é um evento importante que envolve a remoção de intrões de molécula mensageira para produzir uma molécula construída exclusivamente por exs. O produto final é o RNA mensageiro maduro. Fisicamente, ocorre no esplenicossomo, uma maquinaria complexa e dinâmica.
Além do splicing, o RNA mensageiro sofre codificações adicionais antes de ser traduzido. É adicionado um “capuz” cuja natureza química é um nucleotídeo de guanina modificado e na extremidade 5 ‘e uma cauda de várias adeninas na outra extremidade.
Tipos de RNA
Na célula, vários tipos de RNA são produzidos. Alguns genes na célula produzem uma molécula de RNA mensageiro e isso é traduzido em proteína – como veremos mais adiante. No entanto, existem genes cujo produto final é a própria molécula de RNA.
Por exemplo, no genoma da levedura, cerca de 10% dos genes desse fungo têm moléculas de RNA como produto final. É importante mencioná-las, uma vez que essas moléculas desempenham um papel fundamental no momento da síntese protéica.
– RNA ribossômico : o RNA ribossômico faz parte do coração dos ribossomos, estruturas-chave para a síntese de proteínas.
– RNA de transferência: funciona como um adaptador que seleciona um aminoácido específico e, juntamente com o ribossomo, eles incorporam o resíduo de aminoácido na proteína. Cada aminoácido está relacionado a uma molécula de RNA de transferência.
Nos eucariotos, existem três tipos de polimerases que, embora estruturalmente muito semelhantes entre si, desempenham papéis diferentes.
A RNA polimerase I e III transcreve os genes que codificam para o RNA de transferência, o RNA ribossômico e alguns pequenos RNAs. A RNA polimerase II concentra-se na tradução de genes que codificam proteínas.
– Pequenos RNAs relacionados à regulação: ou outros RNAs de curta duração participam da regulação da expressão gênica. Entre eles estão microRNAs e pequenos RNAs interferentes.
Os microRNAs regulam a expressão bloqueando uma mensagem específica e os pequenos de interferência desativam a expressão por meio da degradação direta do messenger. Da mesma forma, existem pequenos RNAs nucleares que participam do processo de emenda do RNA mensageiro.
Tradução: do RNA mensageiro às proteínas
Uma vez que o RNA mensageiro amadurece através do processo de emenda e viaja do núcleo para o citoplasma celular, começa a síntese de proteínas. Essa 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 do inglês para o espanhol. No nível molecular, a tradução implica a mudança da linguagem para o RNA para a proteína. Para ser mais preciso, é a mudança de nucleotídeos para aminoácidos. Mas como ocorre essa mudança de dialeto?
O código genético
A sequência nucleotídica de um gene pode ser transformada em proteínas seguindo as regras estabelecidas pelo código genético. Isso foi decifrado no início dos anos 60.
Como o leitor pode deduzir, a tradução não pode ser uma ou uma, pois existem apenas 4 nucleotídeos e 20 aminoácidos. A lógica é a seguinte: a ligação de três nucleotídeos é conhecida como “trigêmeos” e eles estão associados a um aminoácido específico.
Como pode haver 64 possíveis trigêmeos (4 x 4 x 4 = 64), o código genético é redundante. Ou seja, o mesmo aminoácido é codificado por mais de um trigêmeo.
A presença do código genético é universal e é usada por todos os organismos vivos que habitam a Terra atualmente. Esse amplo uso é uma das homologias moleculares mais surpreendentes da natureza.
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 ligar o códon e o aminoácido. Esta molécula é o RNA de transferência.
O RNA de transferência pode ser dobrado em uma estrutura tridimensional complexa que se assemelha a um trevo. Nesta molécula existe uma região chamada ” anticódon “, formada por três nucleotídeos consecutivos que se acasalam com os nucleotídeos complementares consecutivos da cadeia de RNA mensageiro.
Como mencionamos na seção anterior, o código genético é redundante; portanto, alguns aminoácidos possuem mais de um RNA de transferência.
A detecção e fusão do aminoácido correto ao RNA de transferência é um processo mediado por uma enzima chamada aminoacil-tRNA sintetase. Essa enzima é responsável pelo acoplamento de ambas as moléculas através de uma ligação covalente.
A mensagem de RNA é decodificada pelos ribossomos
Para formar uma proteína, os aminoácidos são ligados por ligações peptídicas. O processo de leitura do RNA mensageiro e a ligação de aminoácidos específicos ocorre nos ribossomos.
Os ribossomos são complexos catalíticos formados por mais de 50 moléculas de proteína e vários tipos de RNA ribossômico. Nos organismos eucarióticos, uma célula média contém, em média, milhões de ribossomos no ambiente citoplasmático.
Estruturalmente, um ribossomo é composto por uma subunidade grande e uma pequena. A função da porção pequena é garantir que o RNA de transferência seja correspondido corretamente com o RNA mensageiro, enquanto a subunidade grande catalisa a formação da ligação peptídica 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 liga as duas subunidades, geralmente perto do final da 5 ‘.
Nesse processo, o alongamento da cadeia polipeptídica ocorre pela adição de um novo resíduo de aminoácido nas seguintes etapas: ligação do RNA de transferência, formação da ligação peptídica, translocação das subunidades. O resultado deste último passo é o movimento do ribossomo completo e um novo ciclo começa.
Alongamento da cadeia polipeptídica
Nos ribossomos, três locais são distinguidos: local E, P e A (ver imagem principal). O processo de alongamento começa quando alguns aminoácidos já foram covalentemente ligados e existe uma molécula de RNA de transferência no local P.
O RNA de transferência que possui o próximo aminoácido a ser incorporado se liga ao local A pelo emparelhamento de bases com o RNA mensageiro. Então, a porção terminal carboxila do peptídeo é liberada do RNA de transferência no local P, quebrando uma ligação de alta energia entre o RNA de transferência e o aminoácido que ele carrega.
O aminoácido livre se liga à cadeia e uma nova ligação peptídica é formada. A reação central de todo esse processo é mediada pela enzima peptidil transferase, encontrada na grande subunidade dos ribossomos. Assim, o ribossomo viaja através do RNA mensageiro, traduzindo o dialeto de aminoácidos em proteínas.
Como na transcrição, fatores de alongamento também estão envolvidos durante a tradução de proteínas. Esses elementos aumentam a velocidade e a eficiência do processo.
Conclusão da tradução
O processo de tradução termina quando o ribossomo encontra os códons de parada: UAA, UAG ou UGA. Estes não são reconhecidos por nenhum RNA de transferência e não ligam nenhum aminoácido.
Neste momento, proteínas conhecidas como fatores de liberação se ligam ao ribossomo e causam a catálise de uma molécula de água e não de um aminoácido. Essa reação libera a extremidade carboxila. Finalmente, a cadeia peptídica é liberada no citoplasma celular.
Referências
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