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Ribossomo

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição do ribossomo

Um ribossomo é um mecanismo celular complexo usado para traduzir o código genético em cadeias de aminoácidos. Correntes longas de aminoácidos se dobram e funcionam como proteínas nas células.

Função de um ribossomo

A função de um ribossomo em qualquer célula é produzir proteínas. As proteínas são usadas em quase todas as funções celulares; Como catalisadores, eles aceleram o tempo das reações, como fibras, eles fornecem suporte, e muitas proteínas funcionam em tarefas específicas, como contraindo células musculares. Todas as proteínas começam como ácido desoxirribonucleico, ou DNA. Uma proteína especial, a RNA polimerase, é uma enzima que reconhece sequências no DNA, se liga a eles com a ajuda de outras proteínas e cria uma nova molécula de informação que pode viajar do núcleo para o citosol da célula. A fita do ácido ribonucleico (RNA) produzido pela RNA polimerase é processado ao sair do núcleo e as áreas do RNA que não codificam proteínas são removidas. A molécula agora é conhecida como RNA ou mRNA mensageiro.

Cada mRNA é feito de 4 bases nucleicas diferentes, conhecidas como ácidos nucleicos. Os pares de bases são “lidos” em série de três, criando códons. Cada códon especifica um aminoácido específico. Toda a vida na Terra usa os mesmos 20 aminoácidos, e os códons usados para pedir esses aminoácidos são quase universais. O códon que inicia todas as proteínas é “agosto”. Isso representa a sequência de bases nucleicas: adenina, uracil e guanina, respectivamente. Uma molécula especial de RNA que pode se ligar a aminoácidos, conhecida como RNA de transferência ou tRNA, reconhece essa sequência e se liga a ele. Este tRNA em particular carrega um aminoácido de metionina. Dependendo da proteína que está sendo construída, o próximo aminoácido pode ser qualquer um dos vinte.

É aqui que entra o ribossomo. Reconhecendo a estrutura do mRNA ligado a um tRNA, as duas subunidades do ribossomo (discutidas abaixo) podem combinar para iniciar a sintetização da proteína da cadeia de mRNA. O ribossomo atua como um grande catalisador, formando ligações peptídicas entre aminoácidos. O tRNA usado é liberado de volta ao citosol para que possa se ligar a outro aminoácido. Eventualmente, o mRNA apresentará um códon ao ribossomo que significa “parar”. As proteínas especiais destacarão a série de aminoácidos do último tRNA e a proteína será liberada. Este processo de sintetização de novas proteínas é retratado na imagem abaixo:

Diferentes proteínas requerem diferentes modificações e transporte para várias áreas da célula antes que possam funcionar. Um ribossomo ligado ao retículo endoplasmático, por exemplo, depositará a proteína recém -formada no interior, onde pode ser modificada e dobrada corretamente. Outras proteínas são formadas diretamente no citosol, onde podem começar a atuar como catalisadores para várias reações. Os ribossomos criam todas essas proteínas que as células precisam, o que é muito. Por pesagem de células, as proteínas representam cerca de 20 %. Uma célula média pode ter 10.000 proteínas diferentes, com em média um milhão de cópias de cada uma. Isso é muita proteína que deve ser sintetizada, e é por isso que o ribossomo evoluiu para ser uma máquina eficiente e rápida. Em média, os ribossomos podem adicionar 3-5 aminoácidos por segundo a uma cadeia proteica. Dado que a maior proteína conhecida, a titina, é de cerca de 30.000 aminoácidos, leva apenas um ribossomo de 2 a 3 horas para sintetizar. Proteínas curtas, de apenas algumas centenas de aminoácidos, podem ser sintetizadas em minutos.

Uma vez feitos, os ribossomos não podem desligar. Assim que um tRNA se liga a um mRNA, eles se ligam à ajuda de várias outras proteínas, e o processo de síntese de proteínas é iniciado. Os vírus aproveitaram esse fato. Um vírus é uma pequena fita de DNA ou RNA que se replica seqüestrando as máquinas normais de uma célula, incluindo ribossomos. Os ribossomos de uma célula são usados ​​pelo vírus para criar proteínas necessárias para replicar seu genoma e se encapsular para que possa deixar a célula. Quando um vírus injeta seu genoma em uma célula, a molécula é tratada da mesma forma que se a célula a tivesse criado. Se o vírus for baseado em DNA, o DNA entrará no núcleo, onde as proteínas da célula o traduzem para o RNA, que é traduzido por ribossomos em proteínas. Se o vírus for baseado em RNA, o RNA viral permanecer no citoplasma, onde pode interagir diretamente com os ribossomos, criando novas proteínas. De qualquer maneira, o vírus poderá criar todas as proteínas necessárias para replicar seu genoma e embalar as cópias em novas cápsulas de proteína, capazes de viajar para uma nova célula hospedeira e espalhar a doença.

Estrutura de um ribossomo

Os ribossomos têm uma estrutura incrivelmente semelhante ao longo de todas as formas de vida. Os cientistas atribuem isso ao ribossomo, sendo uma maneira muito eficaz e eficiente de sintetizar proteínas. Assim, no início da evolução das várias formas de vida, o ribossomo foi universalmente adotado como método para traduzir o RNA em proteínas. Os ribossomos, portanto, mudam muito pouco entre diferentes organismos. Os ribossomos consistem em uma subunidade grande e pequena, que se reúne em uma molécula de mRNA quando ocorre a tradução. Cada subunidade é uma combinação de proteínas e RNA, chamada RNA ribossômico (rRNA). Esse rRNA existe em vários fios de comprimento diferente e é cercado pelas muitas proteínas que criam um ribossomo. O rRNA atua para prender o mRNA e o tRNA no ribossomo e como um catalisador para acelerar a formação de ligações peptídicas entre aminoácidos.

A pequena subunidade, como visto na imagem acima, ajuda a manter o mRNA no lugar enquanto o ribossomo a traduz em proteína. A subunidade maior possui vários locais envolvidos com diferentes partes do processo de síntese de proteínas. Quando o tRNA se liga primeiro ao mRNA, o local P pode se ligar a essas moléculas. O local P recebeu o nome da polimerização, ou construção de polímeros, que ocorre lá. Mudanças conformacionais ocorrem nas proteínas do ribossomo, o que faz com que ele mude formas durante as várias etapas da síntese de proteínas. À medida que os aminoácidos são adicionados à cadeia, os TRNAs se movem do local A (onde novos aminoácidos com TRNAs entram) para o local P e, eventualmente, para o local E (não na foto), onde saem do ribossomo sem o seu aminoácido. O rRNA associado ao ribossomo ajuda a se conectar aos TRNAs à medida que eles se movem pelo ribossomo e foi encontrado para ajudar a catalisar a formação de ligações peptídicas. Esse RNA é conhecido como ribozima ou catalisador de RNA.

Uma diferença notável entre os ribossomos procarióticos e eucarióticos é o tamanho. Os ribossomos são medidos em unidades de Svedberg, que são uma medida de quanto tempo leva uma molécula para sedimentos fora de solução em uma centrífuga. Quanto maior o número, maior a molécula. Os ribossomos procarióticos são tipicamente 70s, ou unidades Svedberg. Um ribossomo eucariótico é geralmente dos anos 80. Os ribossomos eucarióticos são maiores porque contêm mais proteínas e mais RNA. Os ribossomos procarióticos contêm 3 moléculas de RNA, enquanto os ribossomos eucarióticos contêm 4 moléculas de RNA. As diferenças são sutis, pois os ribossomos de cada um operam da mesma maneira.

Termos de biologia relacionados

  • Ribozima – RNA que atua como um catalisador biológico, que em um ribossomo ajuda a formar ligações peptídicas.
  • RNA ribossômico – moléculas de RNA associadas a ribossomos, algumas das quais são ribozimas e catalisam as reações.
  • O ácido ribonucleico-também conhecido como RNA, essa molécula geralmente existe como um portador de fita simples de informação genética.
  • Ácido desoxirribonucleico-DNA, ou a molécula de fita dupla e muito estável que contém a informação genética da maioria da vida na Terra na forma de sequências variáveis de 4 pares de base diferentes.

Questionário

1. Um cientista que estuda vírus está tentando encontrar uma maneira de impedi -los de se reproduzir. O cientista encontra uma maneira de impedir os ribossomos, que ele determina que também impede a reprodução dos vírus. Por que esse método não funcionará? A. O vírus ainda pode reproduzir seu genoma. B. A célula hospedeira também precisa dos ribossomos. C. O vírus não poderá entrar na célula hospedeira.

Resposta à pergunta nº 1

B está correto. Embora esse método funcione para interromper a reprodução viral, os ribossomos são o único mecanismo que as células têm para criar proteínas. As proteínas se degradam com o tempo e devem ser substituídas. Além disso, à medida que a célula cresce e divide a proteína deve ser sintetizada para fornecer estrutura às novas áreas da célula. Sem os ribossomos para produzir essas proteínas, a célula desapareceria rapidamente. Os ribossomos não têm nada a ver com o vírus que entram na célula e estão envolvidos apenas na sintetização de proteínas virais.

2. Ribossomos e DNA produzem milhões de diferentes proteínas. Como milhões de proteínas diferentes vêm de apenas 4 nucleobases diferentes usadas para criar DNA? R. Os ribossomos traduzem a linguagem base 4 do DNA na linguagem base das 20 proteínas, permitindo muitas outras combinações. B. As 4 nucleobases diferentes do DNA podem ser recombinadas sem parar para produzir novas proteínas. C. Os ribossomos podem modificar proteínas com carboidratos para torná -las únicas.

Resposta à pergunta nº 2

A está correto. O DNA, transcrito para o RNA, é lido em unidades de três conhecidas como códons. Portanto, com apenas 4 moléculas diferentes para escolher, apenas 48 combinações exclusivas podem ser criadas (43). Se as proteínas fossem criadas nesse idioma, apenas 48 proteínas diferentes poderiam existir. Em vez disso, um ribossomo trabalha com TRNAs e mRNA para traduzir a linguagem criada por códons em uma série de aminoácidos. Embora ainda existam apenas 20 aminoácidos, uma proteína pode ter qualquer comprimento. Um dipeptídeo, ou dois aminoácidos unidos, pode ter 400 (202) combinações diferentes. Considerando que a proteína média está mais próxima de 10.000 aminoácidos, o número de possibilidades é impressionante (2010.000).

3. Um cientista louco quer criar um coelho brilhante que ele possa ter como companheiro. Ele remove os genes que causam brilho de uma bactéria fosforescente e os insere no embrião de um coelho branco. Para sua decepção, o coelho não brilha. Por que o experimento dele não funcionou? R. Ele usou DNA bacteriano, que cria proteínas bacterianas que não funcionam no DNA. B. Os ribossomos não foram capazes de identificar o mRNA produzido pelo gene. C. O gene nunca foi transcrito para o mRNA.

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. Nesse caso, o cientista está adicionando um gene procariótico a um organismo eucariótico. As proteínas e enzimas que devem se associar a um gene para que ele seja transcrito para o RNA são diferentes no gene procariótico que causa brilho. A proteína bacteriana ainda funcionará, uma vez criada, na célula eucariótica, pois a proteína é exatamente a mesma. Para que isso funcione (o que faz), o cientista deve primeiro modificar o gene bacteriano para torná -lo “legível” pelos mecanismos eucarióticos que transcrevem o DNA. Quando isso acontece, o gene pode ser inserido no genoma e será expresso pelo animal.

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