notas de corte sisu

RNA ribossômico

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de RNA ribossômico

O ácido ribonucleico ribossômico (rRNA) é o componente de RNA dos ribossomos, as máquinas moleculares que catalisam a síntese da proteína. O RNA ribossômico constitui mais de sessenta por cento do ribossomo em peso e é crucial para todas as suas funções – da ligação ao mRNA e ao recrutamento de tRNA para catalisar a formação de uma ligação peptídica entre dois aminoácidos. Até a estrutura de um ribossomo é determinada pela forma tridimensional de seu núcleo rRNA. As proteínas presentes no ribossomo servem para estabilizar essa estrutura através de interações com o núcleo.

O RNA ribossômico é transcrito no núcleo, em estruturas específicas chamadas nucléolos. São formas esféricas e densas que se formam em torno de locais genéticos que codificam o rRNA. Os nucléolos também são cruciais para a eventual biogênese dos ribossomos, através do seqüestro de proteínas ribossômicas.

Descoberta de RNA ribossômico

O RNA ribossômico foi descoberto durante os experimentos de fracionamento celular que investigam o papel dos vírus de RNA na causa do câncer. O fracionamento é um método em que as membranas celulares são removidas cuidadosamente e seletivamente, mantendo intacta a função das organelas celulares. Este citoplasma homogeneizado é então centrifugado em velocidades crescentes, para que as organelas se separem de acordo com a densidade. As experiências iniciais que revelaram a presença de rRNA extraíram uma fração que se pensava representar uma nova organela subcelular, microssoma, especializada em síntese de proteínas. Mais tarde, foi visto que foi a presença de ribossomos no retículo endoplasmático que levou à detecção de RNA nessas amostras.

Como as subunidades ribossômicas e o rRNA foram detectadas pela primeira vez por centrifugação diferencial, elas ainda são identificadas por sua taxa de sedimentação, através do coeficiente de Svedberg. No entanto, como essas não são medidas de peso molecular, os coeficientes não podem ser adicionados diretamente. Por exemplo, em ribossomos procarióticos quando a subunidade maior dos 50s e 30 anos menores se reúnem, o complexo possui um coeficiente de 70s do Svedberg.

Tipos de RNA ribossômico

Os ribossomos procarióticos e eucarióticos são feitos de uma subunidade maior e menor e essas duas unidades se reúnem durante a tradução do mRNA. A subunidade menor nos procariontes é feita de uma molécula de RNA com cerca de 1500 nucleotídeos de comprimento com um coeficiente de 16S svedberg. Juntamente com as proteínas ribossômicas, a subunidade menor possui uma taxa de sedimentação de 30s. Isso é emparelhado com a subunidade maior, com duas moléculas de RNA – uma que tem quase 3000 nucleotídeos (23s) de comprimento e o outro é uma sequência curta de 120 nucleotídeos (5s). Essas moléculas de RNA são acompanhadas por proteínas que dão origem à subunidade dos 50s maiores.

O ribossomo eucariótico é feito de uma subunidade dos anos 60 e 40s. Existem duas moléculas de rRNA curtas menos de duzentas nucleotídeos de comprimento (5s e 5,8s) e duas moléculas de RNA que são muito mais longas – uma que tem mais de cinco kilobases (28s) e outras quase duas kilobases (18s). Ao todo, o ribossomo eucariótico tem um coeficiente de 80 anos de idade. Além disso, as células eucarióticas também têm rRNA nas mitocôndrias e cloroplastos. Os ribossomos podem estar associados ao retículo endoplasmático ou presentes como complexos flutuantes livres no citoplasma.

Funções do RNA ribossômico

A função primária do rRNA está na síntese de proteínas – na ligação ao RNA mensageiro e à transferência do RNA para garantir que a sequência de códon do mRNA seja traduzida com precisão em sequência de aminoácidos em proteínas. Para conseguir isso, o rRNA tem uma forma tridimensional distinta envolvendo loops e hélices internos que criam locais específicos dentro do ribossomo-os locais A, P e E. O local P é para vincular um polipeptídeo crescente, o local a ancora um tRNA de entrada carregado com um aminoácido. Após a formação de ligação peptídica, o tRNA se liga brevemente ao local E antes de deixar o ribossomo. Além disso, o rRNA também possui locais para ligação a algumas proteínas ribossômicas e análise cuidadosa demarcou os resíduos exatos no RNA e na proteína.

O RNA ribossômico também é expresso em todas as células de todas as espécies existentes. A sequência dos locais catalíticos do núcleo também é altamente conservada, tornando o rRNA uma excelente ferramenta para o estudo da taxonomia e filogenética. Há uma diferença na taxa de evolução dos resíduos na superfície e no interior do rRNA, e nucleotídeos envolvidos na atividade catalítica do núcleo, como na formação de uma ligação peptídica, parece ter antecedido a aparência da vida na Terra. A extensão em que duas espécies diferem nas seqüências de rRNA pode dar uma boa estimativa de sua distância evolutiva.

Muitos antibióticos têm como alvo rRNA procariótico e, recentemente, os locais de ligação para antibióticos como estreptomicina e tetraciclina no rRNA foram indicados. Também foi demonstrado que a resistência a antibióticos geralmente decorre de mutações pontuais nesses locais de ligação. Por exemplo, a resistência de Euglena e E. coli à estreptomicina hastes da mutação na sequência 16S rRNA. Resultados semelhantes foram encontrados para a resistência de Streptomyces à espetinomicina. A resistência à tetraciclina parece vir de mutações no rRNA dos anos 30.

Em uma nova dimensão para a função do rRNA, seus precursores (RNA pré -pérribossomal) foram implicados na geração de micro RNA que mediam a inflamação e a doença cardíaca em resposta ao estresse mecânico. Os mecanismos desta atividade ainda estão sendo elucidados.

Papel do RNA ribossômico na tradução

A tradução da sequência de mRNA requer o envolvimento do rRNA a cada etapa – iniciação, alongamento e rescisão.

Os RNAs mensageiros carregam as informações genéticas codificadas no DNA no citoplasma, onde a sequência nucleotídica é lida por ribossomos em trechos de três bases chamadas códons. Quatro nucleotídeos, adenina, uracil, guanina e citosina podem ser organizados para formar um total de sessenta e quatro códons triplos. Cada códon corresponde a um único aminoácido e, portanto, codifica a sequência de proteínas.

A tradução procariótica começa com o emparelhamento da base 16S rRNA com a sequência de consenso Shine-Dalgarno no mRNA. Como a sequência Shine-Dalgarno é de 6 a 10 nucleotídeos a montante do códon inicial, a ligação ao rRNA permite que o códon inicial seja posicionado dentro do ribossomo. Essa interação é mediada por outras proteínas, que também recrutam a subunidade ribossômica maior e, posteriormente, o primeiro códon é traduzido. Nos eucariotos, os fatores de iniciação eucariótica 4E e 4G (eIF4E e eIF4G) se ligam à extremidade 5 ′ do mRNA, recrutando a subunidade menor de um ribossomo e um tRNA transportando metionina. O ribossomo examina o mRNA para localizar o códon inicial, após o qual os fatores de iniciação se dissociam da maquinaria de tradução.

Todo novo aminoácido, ligado a um tRNA, chega ao local A. O emparelhamento de bases entre o códon no mRNA e o anticódon complementar no tRNA altera a conformação de três resíduos no rRNA 16S. Esses resíduos interagem com o anticódon, estabilizam o complexo tRNA-mRNA e a atividade enzimática do rRNA posiciona o aminoacil-tRNA totalmente dentro do local A.

O polipeptídeo que foi sintetizado até agora está ligado ao local P no ribossomo. O RNA ribossômico na subunidade maior catalisa a reação que forma uma ligação peptídica entre o aminoácido no local A e a crescente cadeia polipeptídica no local P. A síntese do polipeptídeo é terminada quando o ribossomo atinge um códon de parada e o rRNA catalisa a adição de uma molécula de água ao polipeptídeo no local P.

Termos de biologia relacionados

  • Sequência de consenso – uma ordem de nucleotídeos ou aminoácidos encontrados em cada posição em um alinhamento de sequência. É derivado do alinhamento de sequências semelhantes em diferentes espécies.
  • Retículo endoplasmático – uma organela dentro de células eucarióticas envolvidas na síntese proteica e no metabolismo lipídico.
  • Processamento do mRNA – Modificações no transcrito primário de mRNA em eucariotos que envolvem capeamento, splicing e poliadenilação.
  • Ribozyme – moléculas de RNA que funcionam como enzimas, com atividade catalítica.

Questionário

1. O que a unidade Svedberg mede? A. Densidade B. Peso Molecular C. Tempo gasto para sedimentação D. volume

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. Representa uma unidade de tempo equivalente a 10 a 13 segundos. Embora seja afetado pelo peso molecular, densidade e volume, não é uma estimativa precisa de nenhuma dessas propriedades.

2. Por que o rRNA é usado como uma ferramenta para estudar taxonomia? A. é expresso em todas as espécies B. está disponível em abundância C. É fácil extrair D. Nenhuma das opções acima

Resposta à pergunta nº 2

A está correto. É expresso em todas as células de todas as espécies e cada resíduo dentro do rRNA parece evoluir a uma taxa distinta. A análise dessas mudanças pode fornecer uma estimativa de distâncias evolutivas entre as espécies. Diz -se que alguns domínios enzimáticos no rRNA antecedem a aparência da vida na Terra.

3. Quantos códons são formados através de trigêmeos de nucleotídeos no mRNA? A. 20 B. 64 C. 12 D. 80

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. Quatro nucleotídeos podem ser organizados como trigêmeos de sessenta e quatro maneiras. Como existem apenas vinte aminoácidos encontrados na natureza, muitos códons diferentes podem representar um único aminoácido.

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.