Tradução (genética)

Em biologia, tradução é o processo biológico no qual a sequência nucleótica de uma molécula de mRNA (RNA mensageiro) é utilizada para ordenar a síntese de uma cadeia nucleotidica, cuja sequência de aminoácidos determina uma proteína^[1]

Neste processo, moléculas de RNA de transferência (tRNA) operam a tradução reconhecendo as sequências nucleotídicas do mRNA e correlacionando-as com a sequência que corresponde a determinados aminoácidos. A molécula que fornece a informação genética a ser traduzida é o RNA mensageiro. Este contém uma sequência de nucleotídeos que é lida, pelo RNA transportador (que possui uma série de anticodões) de três em três bases. Cada trinca de bases do RNA mensageiro representa um codão e está relacionada a um aminoácido específico. A inserção de aminoácidos na cadeia polipeptídica crescente ocorre na mesma ordem em que os seus respectivos códons aparecem na molécula de RNA mensageiro.^[1]

Na célula a tradução é processada em estruturas chamadas de ribossomos, que posiciona corretamente RNAs transportadores com RNAs mensageiros e catalisam as ligações peptídicas entre aminoácidos para a síntese de proteínas. Os ribossomos são compostos por duas subunidades e agem de maneira a percorrer a totalidade da cadeia de RNA mensageiro. O papel do RNA transportador nesse processo seria o de conectar os códons do RNA mensageiro com os devidos aminoácidos espalhados pelo citoplasma. Ao efetuar tal processo, o ribossomo fará a ligação peptídica entre os códons trazidos pelo RNA transportador, gerando a fita proteica.^[1]

Antecedentes do processo: a Transcrição

Transcrição em procariotos:

Em procariotos, o fator sigma reconhece a presença de uma região promotora e concatena com o complexo alfa e beta forma a holoenzima RNA-polimerase, formando com uma “bolha de transcrição” em conjunção com o DNA, e após o início da transcrição, o fator sigma se dissocia e nessa fase de alongamento (posterior a de iniciação) o gene continua a ser transcrito e parte do transcrito forma um “grampo” (“hair-pin”), que resulta no fim da transcrição pela dissociação da holoenzima RNA-polimerase da fita de DNA. Como os procariotos não possuem carioteca, a transcrição é simultânea à tradução, ocorrendo no citoplasma, sendo assim comum o início da tradução do mRNA (notado que esse não passa por processamento) a formação de polirribossomos que podem traduzir também o mRNA enquanto a sua transcrição não foi encerrada. Contrariamente à replicação, não é necessária helicase, pois o RNA-polimerase é capaz de “abrir” a fita. Para o funcionamento das polimerases, é necessário o íon magnésio (Mg²⁺) para iniciar a síntese de RNA.

Transcrição em eucariotos:

Em eucariotos, fatores gerais de transcrição, iniciados pela TBP, reconhecem a TATA-box que como a CAAT-box (anterior à TATA-box) indicam a presença de um gene a ser transcrito à frente. Sobre a TATA-box, com a TBP, ocorre a reunião do complexo de iniciação de transcrição, ao qual se acopla a RNA-pol I, II, ou III, a depender do gene transcrito, a iniciar a síntese da fita de pré-mRNA, tendo sido fornecida uma base 3’-OH para a sua operação, de modo a transcrever o gene em seu início devido, eis que a mudança de posição de uma só base alteraria o pré-mRNA (fase de iniciação). Na fase de alongamento, há a continuidade da transcrição da sequência de pré-mRNA. Na região de término, há uma sequência rica em G e C, que desestabiliza a RNA-pol, com seu desacoplamento sobre a fita de DNA, terminando assim a transcrição (fase de terminação). Como eucariotos possuem carioteca, a transcrição ocorre no núcleo, sendo o pré-mRNA posteriormente processado em mRNA, exportado ao citoplasma onde será produzido. Há também a formação de polirribossomos em eucariotos, mas não tradução simultânea à transcrição. Como não há a permanência para além da tradução em proteínas oriundas do mRNA de erros na transcrição, a célula “pode tolerar” que haja menor verificação quanto a erros no processo, em comparação com a síntese de DNA.

Processo

tRNA, estrutura

Este processo ocorre nos ribossomas livres no citoplasma, em ribossomas associados ao Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) nas organelas da célula, por expressão de seus próprios genes.

O processo:

Na tradução, pelo reconhecimento de uma sequência de início “start codon" (AUG) (que permite que não haja o “pular” de algum nucleotídeo de modo a alterar toda a sequência de aminoácidos codificados), ocorre a reunião das duas unidades ribossomais de modo a formar o ribossomo que por intermédio do tRNA traduz a sequência de nucleotídeos do mRNA em aminoácidos, que formam uma cadeia peptídica, que posteriormente se conformará na proteína codificada pelo gene ora transcrito em mRNA. O tRNA, funciona como adaptador nesse processo em razão de sua estrutura, que na extremidade 3’ está ligado a um aminoácido e no “segundo loop de sua estrutura cruciforme” apresenta o anticódon, a tríade de nucleotídeos de RNA complementar à do mRNA, para cada códon codificador de um aminoácido, sendo dotado de um tRNA específico. O tRNA ingressa no sítio A, ao parear o seu anticódon ao códon do mRNA, o que gera a mudança conformacional no sítio P de modo a promover (após a fase de início, do já ter havido o processo resultante primeiro na metionina na sequência, já estando na fase de alongamento) a ida do tRNA antecedente (que estava no sítio P) ao sítio E, onde se desagregará e sairá, e a ligação de seu aminoácido à cadeia crescente por meio da peptidiltransferase, que cliva a ligação do mRNA com o aminoácido, e o liga à cadeia; a cada ingresso de tRNA ocorrendo tais mudanças conformacionais e o crescimento da cadeia peptídica.

Na fase de término, não havendo mais aminoácidos codificados pela sequência, ocorre a vacância do sítio A em relação ao ingresso de tRNA, o que resulta na liberação da cadeia peptídica no citoplasma com sua posterior conformação no formado adequado à sua função como proteína (podendo o enovelamento também ocorrer enquanto da tradução), e a dissociação das unidades do ribossomo, podendo essas reiniciar a tradução do mesmo mRNA ou de outro. Em eucariotos, pela adição da cauda poli-A na extremidade 3’, também há a desestabilização do ribossomo propiciando também o término da tradução. Como os procariotos não possuem carioteca, a transcrição é simultânea à tradução, ocorrendo no citoplasma, sendo assim comum o início da tradução do mRNA (notado que esse não passa por processamento) a formação de polirribossomos que podem traduzir também o mRNA mesmo enquanto a sua transcrição não tiver sido encerrada. Em eucariotos não pode haver tal simultaneidade, eis que o pré-mRNA é processado em mRNA e exportado ao citoplasma, onde ocorre a tradução e a possível formação também de polirribossomos.^[2]

Fases:

1-No início desta fase (denominada de Iniciação), as subunidades do ribossoma dividem-se e o mRNA (ácido ribonucleico mensageiro) liga-se à subunidade menor através da extremidade 5' (estrutura do RNA), depois, a subunidade menor desliza sobre o mRNA até encontrar o codão de iniciação (AUG). Posteriormente, um tRNA (ácido ribonucleico de transferência) que transporta o aminoácido metionina liga-se por complementaridade ao codão de iniciação (pelo anticodão). De seguida, a subunidade maior liga-se à subunidade menor do ribossoma.

2-A segunda fase, denominada de Alongamento, um segundo tRNA com outro aminoácido (ligado à extremidade 3') liga-se ao ribossoma e por consequência liga-se ao codão do mRNA (pelo anticodão). Assim estabelece-se uma ligação peptidica entre os aminoácidos, posteriormente o ribossoma avança três nucleótidos, e assim o primeiro tRNA (que transportou metionina) desprende-se do ribossoma, libertando espaço, para que outro tRNA ligue-se, e assim em diante. Este processo repete-se ao longo da molécula de mRNA no sentido 5'->3'. Os tRNA, que se tinham ligado vão-se desprendendo sucessivamente.

3-A terceira fase, denominada de Finalização, o ribossoma encontra o codão de finalização (UAA, UAG ou UGA). Como estes codões não correspondem a nenhum tRNA, o alongamento termina. E a a cadeia polipeptídica pode ser liberada no lúmen do RER (translocação co-traducional), integrar a membrana do RER (translocação co-traducional), ser liberada no citoplasma, ser transportada a organelas ou núcleo (translocação pós-traducional), ou acoplar-se a chaperonas para seu enovelamento devido.^[3]

Ver também

Referências

↑ ^a ^b ^c LODISH, H.; BERK, A.; MATSUDAIRA, P.; KAISER, C. A.; KRIEGER, M.; SCOTT, M. P.; ZIPURSKY, L.; DARNELL, J.. Molecular Cell Biology. 5. ed. New York: W. H. Freeman, 2003. 973 p. ISBN 978-0716743668
↑ ALBERTS, Bruce; et al. (2010). Biologia molecular da célula. [S.l.]: Artmed Editora
↑ Lewis, J. (1989). Molecular Biology of the cell. New York, USA: Garland Publishing |acessodata= requer |url= (ajuda)

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[MCB-1] LODISH, H.; BERK, A.; MATSUDAIRA, P.; KAISER, C. A.; KRIEGER, M.; SCOTT, M. P.; ZIPURSKY, L.; DARNELL, J.. Molecular Cell Biology. 5. ed. New York: W. H. Freeman, 2003. 973 p. ISBN 978-0716743668

[2] ALBERTS, Bruce; et al. (2010). Biologia molecular da célula. [S.l.]: Artmed Editora

[3] Lewis, J. (1989). Molecular Biology of the cell. New York, USA: Garland Publishing |acessodata= requer |url= (ajuda)

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