notas de corte sisu

Tradução

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de tradução

A tradução refere -se ao processo de criação de proteínas a partir de um modelo de mRNA. A sequência de nucleotídeos no RNA é traduzida na sequência de aminoácidos de proteínas e essa reação é realizada por ribossomos. Os ribossomos e o tRNA cansam em uma transcrição madura de mRNA e recruta múltiplas enzimas em um processo intensivo em energia que usa ATP e GTP.

Código genético

Quando os ácidos nucleicos foram descobertos como o material genético primário, uma questão importante veio à tona. Existem apenas 4 bases nos ácidos nucleicos, enquanto as proteínas são feitas de 20 aminoácidos. Portanto, não é possível ter uma correlação direta individual entre as sequências de nucleotídeos e aminoácidos. Mesmo ter dois nucleotídeos Código para um único aminoácido é insuficiente. Portanto, sugeriu -se que os aminoácidos fossem codificados por trechos de três nucleotídeos chamados códons. Uma série de experimentos na década de 1960 confirmou essa hipótese e também mostrou que esses códons não se sobrepõem. Além disso, como alongamentos de 3 nucleotídeos podem dar origem a um total de 64 códons, um único aminoácido pode ser codificado por vários códons, uma propriedade chamada de ‘degeneração’. Freqüentemente, a diferença entre os códons degenerados é a terceira base que é chamada de ‘posição de oscilação’. Por exemplo, a serina de aminoácidos pode ser codificada por seis códons dos quais quatro são: UCA, UCG, UCU ou UCC. Da mesma forma, a fenilalanina pode ser representada por UUU ou UUC no mRNA e a leucina é codificada por um total de seis códons. Essa degeneração é auxiliada pelo fato de que o terceiro nucleotídeo em cada códon se liga vagamente ao seu tRNA correspondente, permitindo que tipos incomuns de bases se pareçam.

Dos 64 códons feitos por várias combinações de 4 nucleotídeos, 3 são códons de parada, que sinalizam o fim da tradução. Estes são UAA, UAG e UGA e são reconhecidos por proteínas chamadas fatores de liberação, e não pelos TRNAs. Quando um ribossomo encontra um códon de parada, ele se dissocia do mRNA através da ação enzimática dos fatores de liberação.

Regiões de mRNA não traduzidas

Todo o trecho de mRNA maduro não consiste em códons que são traduzidos em sequência de aminoácidos de uma proteína. Existe uma ‘tampa’ na extremidade 5 ‘do RNA, dois trechos curtos de regiões reguladoras não traduzidas, abutando a sequência de codificação (a 5’ utr e 3 ‘utr) e uma cauda de poliadenilato que pode determinar a sequência de proteínas sem ser traduzida diretamente .

Essas regiões estão envolvidas na exportação de mRNA do núcleo, proteção contra degradação enzimática e regulação da atividade translacional. Eles contêm locais de ligação para proteínas que podem melhorar ou reduzir a tradução, locais de encaixe para ribossomos e outras partes da maquinaria de tradução, bem como enzimas que catalisam a degradação do mRNA quando o requisito de proteína da célula é atendido.

estrutura e função tRNA

O RNA de transferência atua como moléculas adaptadoras entre mRNA e aminoácidos, trazendo o aminoácido apropriado para o ribossomo com base em códons de mRNA. Os tRNAs contêm um anticódon de três bases que pode reconhecer e se ligar ao mRNA, além de atuar como um sinal para o aminoácido correto. A sequência do anticódon é complementar ao códon de mRNA e corre em uma direção antiparalela, permitindo que as duas moléculas pareçam pares entre si.

Um grupo de enzimas chamadas sinentases de tRNA de aminoacil liga o aminoácido apropriado a moléculas de tRNA com base em seu anticódon. Existe uma aminoacil tRNA sintetase para cada um dos 20 aminoácidos e a enzima pode reconhecer todos os anticodontes que representam esse aminoácido em particular. Essas enzimas usam a energia do ATP para conectar o aminoácido ao último nucleotídeo na extremidade 3 ‘do tRNA. O tRNA agora é considerado “carregado” e pode participar das reações de sintetização de proteínas no ribossomo.

Estrutura e função do ribossomo

Os ribossomos são estruturas macromoleculares e multi-subunidades que contêm RNA, bem como proteínas e são as máquinas primárias que acionam a síntese de proteínas. A estrutura do ribossomo deriva principalmente do componente de RNA de TI (RNA ribossômico ou rRNA) e a parada de base com mRNA e tRNA é crucial para sua função.

O ribossomo contém duas subunidades e a tradução é iniciada quando a subunidade menor se liga às seqüências a montante da sequência de codificação no mRNA. A tradução procariótica começa com o rRNA diretamente se ligando ao mRNA, enquanto a tradução eucariótica envolve outras proteínas chamadas fatores de iniciação. A subunidade menor, juntamente com algumas outras proteínas, recruta a subunidade maior do ribossomo, e a tradução começa.

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Mecanismo de tradução

A tradução prossegue em três etapas – iniciação, alongamento e rescisão. Cada um deles está associado a diferentes proteínas e a cada etapa, ATP e GTP são usados como fontes de energia.

Um único mRNA pode ser traduzido por vários ribossomos em um processo chamado tradatome. Esses complexos foram inicialmente chamados de ergossomas e agora são chamados polissomos ou polirribossomos.

Iniciação

A tradução começa com o transcrito maduro de mRNA sendo exportado do núcleo e sua tampa 5 ‘sendo reconhecida pela subunidade menor de um ribossomo. A subunidade ribossômica, juntamente com um tRNA especial, varre o mRNA para encontrar o local de partida para tradução, que geralmente é agosto – o códon para a metionina. As sequências em torno do códon inicial do AUG também são importantes e podem determinar o quão fortemente um mRNA é traduzido. A iniciação também envolve a atividade de várias proteínas auxiliares chamadas fatores de iniciação, cuja função é garantir que as várias partes da maquinaria de tradução se unam de maneira ordenada.

O tRNA do ribossomo e o iniciador se movem lentamente ao longo do mRNA até que o códon inicial esteja localizado. As características estruturais desse tRNA garantem que seja reconhecido por fatores de iniciação e discriminado pelos fatores de alongamento da tradução. A metionina ligada a esse tRNA também é adaptada para ser exclusiva para iniciar-o grupo amino é modificado para fazer n-formil metionina, impedindo que ele participe da fase de alongamento da tradução.

Quando a subunidade maior do ribossomo chega ao local de início de tradução e o tRNA está localizado em seu local P, diz -se que a iniciação está concluída.

Alongamento

A ligação do tRNA do iniciador ao local P no ribossomo o traz em contato próximo com o local amino ou ‘A’ do ribossomo, onde o próximo códon aguarda a tradução. Novos TRNAs que transportam aminoácidos entram no ribossomo no local A. Através do emparelhamento de bases complementares e da energia de uma molécula de GTP, o tRNA correto se liga ao ribossomo. O RNA ribossômico catalisa a formação de uma ligação peptídica entre o primeiro e o segundo aminoácidos, onde a primeira metionina parece ter sido “transferida” para o tRNA no local A. Depois que a ligação peptídica é formada, o tRNA vazio sai do ribossomo e o próprio ribossomo se move em frente por exatamente um códon, de modo que o tRNA no local A se mova para o local P. Isso também expõe o próximo códon ao site A, pronto para o terceiro tRNA. Esse processo continua até que um códon de parada seja alcançado.

Terminação

Quando um códon de parada está presente no local A, é reconhecido por um conjunto de proteínas chamadas fatores de liberação. Eles induzem o ribossomo a prender uma molécula de água à cadeia polipeptídica crescente, em vez de outro aminoácido. Isso termina o processo de tradução e libera o polipeptídeo do ribossomo. As duas subunidades do ribossomo também se dissociam, prontas para o próximo ciclo de tradução.

Tradução no retículo endoplasmático

A tradução pode ocorrer em ribossomos livres no citoplasma ou nos ribossomos presentes na superfície do retículo endoplasmático (ER). A tradução começa no citoplasma para quase todas as proteínas. No entanto, as proteínas necessárias como proteínas internas da membrana ou as que precisam ser secretadas da célula são direcionadas para uma tradução adicional no ER. Essas proteínas contêm um pequeno trecho de resíduos hidrofóbicos chamados peptídeos de sinal no início de sua sequência. Assim que esses resíduos forem traduzidos, o peptídeo de sinal é reconhecido por proteínas específicas chamadas partículas de reconhecimento de sinal, que podem transportar todo o ribossomo e moléculas associadas à membrana do ER. O peptídeo de sinal é incorporado na membrana ER e o restante da proteína é liberado no espaço interior do ER. O peptídeo de sinal é removido de proteínas que precisam ser secretadas da célula, enquanto aquelas destinadas a membranas internas mantêm esse trecho curto que fornece uma âncora de membrana.

Ocasionalmente, proteínas necessárias dentro de organelas como mitocôndrias e cloroplastos são traduzidas no citoplasma. Essas proteínas são transportadas seletivamente para essas organelas usando proteínas específicas em um processo intensivo em energia.

Alvos antibióticos

As diferenças entre as máquinas de tradução procariótica e eucariótica os tornam alvos ideais de medicamentos para combater infecções, deixando intactos as células do corpo. Esses antibióticos incluem cloranfenicol, tetraciclina, puromicina e eritromicina. No entanto, como a maioria dos animais também contém um rico bioma interno de bactérias simbióticas, esses antibióticos também podem causar vários efeitos colaterais, incluindo deficiências de vitaminas.

Termos de biologia relacionados

  • 3 ′ -> 5 ‘Orientação -direcionalidade de uma única fita de ácido nucleico que deriva da numeração de átomos de carbono no anel de açúcar nucleotídeo. Uma extremidade do ácido nucleico possui um grupo hidroxila livre no terceiro carbono e a outra extremidade possui um grupo de fosfato livre ligado ao quinto carbono.
  • Orientação antiparalelada – dois biopolímeros que correm paralelos entre si, mas em orientações opostas. Os dois fios de um DNA são antiparalelos um ao outro, com relação à orientação de seus espinhos de fosfato de açúcar.
  • Moeda de energia da célula – pequenos nucleotídeos contendo ligações de alta energia usadas para armazenar e liberar energia dentro da célula. ATP e GTP são moedas de energia comuns na célula.
  • Retículo endoplasmático áspero – retículo endoplasmático que é cravejado de ribossomos, onde são traduzidas proteínas destinadas a membranas internas ou para secreção.

Questionário

1. Qual desses códons codifica serina? A. UCA B. UAA C. UAG D. Todas as opções acima

Resposta à pergunta nº 1

A está correto. Embora a serina possa ser codificada por vários códons, quatro deles diferem entre si apenas na terceira posição ou na posição de oscilação. Portanto, o código UCA, UCC, UCG e UCU para Serine. UAA e UAG são códons de parada.

2. Qual dessas enzimas está envolvida na tradução? A. aminoacil tRNA sintetase B. 23S rRNA C. peptidil transferase D. todos os itens acima

Resposta à pergunta nº 2

D está correto. A aminoacil tRNA sintetase está envolvida na cobrança de um tRNA com o aminoácido apropriado. A subunidade maior do ribossomo procariótico contém 23S rRNA, que atua como uma enzima, incluindo a atividade de transferência de peptidil que é importante para alongar uma cadeia polipeptídica.

3. Quantas aminoacil tRNA sintetases existem na célula? A. 64 – um para cada códon B. 61 – um para cada códon, excluindo os códons de parada C. 20 – um para cada aminoácido D. 1 – uma única enzima catalisa todas as reações

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. Uma única aminoacil tRNA sintetase pode reconhecer todos os anticodontes de um aminoácido específico e cobrar o tRNA adequadamente.

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