A síntese das proteínas envolve
dois eventos proeminentes, o primeiro é a transcrição
no núcleo da célula que cria uma cópia do RNA de filamento único da informação
genética armazenada na molécula do DNA de filamento duplo e o segundo é a translação (tradução) do RNA no
citoplasma da célula para formar proteínas.
A síntese proteica é composta por
seis estágios. Antes do estágio 1, o DNA define o formato final tridimensional
das proteínas. Ela tem origem nos ribossomos das células e termina com a
criação de uma proteína funcional plena – uma molécula única cuja estrutura
determina seu funcionamento e sua mobilidade específica de ação.
Uma sequência de nucleotídeos do
DNA proporciona a informação genética necessária para iniciar a transcrição
dentro do RNA. A enzima de RNA polimerase (enzima que sintetiza o RNA a partir
de um molde de DNA) une-se a região promotora específica de um gene; as
sequências de nucleotídeos do DNA indicam onde iniciar e terminar a
transcrição. A RNA polimerase fabrica as moléculas de RNA mensageiro (mRNA) que
irão espalhar a sequência de bases do DNA; a transcrição copia uma sequência da
direção do código genético do DNA para um filamento mRNA; isso inclui segmentos
tanto codificadores quanto não codificadores da informação genética.
O transcrito RNA contém a
informação de que necessita para criar uma proteína; a junção do RNA remove as
sequências aleatórias interpostas dos nucleotídeos tipo “refugo” indesejados
(íntrons) do mRNA. O filamento de mRNA (íntrons acoplados) que carreia uma
cópia em duplicata do código genético lança a “mensagem codificada” (sequência
de códons), saindo do núcleo e penetrando no citoplasma para iniciar a síntese
das proteínas
A tradução inicia a construção de
proteínas; o códon A-U-G atua como sinal de “partida”. No citoplasma, a
molécula de mRNA procura unir-se com um ribossomo. O anticódon do RNA de
transferência (tRNA) posiciona-se de forma a emparelhar com uma sequência de
três nucleotídeos dos códons, com cada códon correspondendo a um aminoácido. O
códon contém um aminoácido ou uma transcrição do código DNA. Com os quatro
nucleotídeos do DNA, existem 64 códons diferentes no código genético, com cada
aminoácido apresentando pelo menos 1 ( e habitualmente mais de 1) códon.
A acoplagem processa-se no local
de fixação do ribossomo entre a molécula de tRNA (que conduz a mesma sequência
genética em seu anticódon) e a sequência de bases complementares do códon mRNA (por
exemplo, G-A-C com C-G-U). O ribossomo acoplado a uma extremidade da molécula
mRNA, desloca-se (transloca-se) por sobre um códon (três blocos de nucleotídeos)
para o local do polipeptídio, permitindo a exposição de um novo códon; um novo
tRNA que chega (com seu aminoácido) une-se a local de fixação do ribossomo; o
aminoácido na região dos polipeptídios do ribossomo é liberado e fixa-se a um
novo aminoácido sobre o tRNA no local de fixação do ribossomo; assim sendo, o
tRNA com um aminoácido ganha agora outro aminoácido, a seguir mais um, e assim
sucessivamente; o acréscimo sucessivo de novos aminoácidos alonga a cadeia de
peptídios.
A síntese das proteínas termina
quando um códon “de parada” sem sentido, responsável pelo termino da cadeia (UAA,
UAG, UGA) desliga o sinal para o acréscimo de mais aminoácidos na cadeia
peptídica. Em geral são necessários entre20 s e 2 minutos para sintetizar a
maioria das proteínas, dependendo da sua complexidade.
A síntese das proteínas a partir
dos aminoácidos e a degradação para seus componentes progridem sem interrupção
durante a vida inteira. Os ritmos de síntese e de degradação das proteínas,
processo esse denominado proteólise,
regulam o conteúdo proteico total do organismo em qualquer momento específico,
independentemente das configurações estruturais das proteínas ou de suas
funções. As proteínas estruturais no osso podem não sofrer uma deterioração
significativa por meses ou anos, enquanto as proteínas das enzimas no
metabolismo intermediário ou aquelas que regulam o crescimento celular podem
sobreviver apenas por alguns minutos ou frações de segundos. As enzimas que
controlam a proteólise hidrolisam as ligações peptídicas dos aminoácidos,
separando-os em suas moléculas constituintes.
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