Síntese de RNA e Proteínas BCM I T.04 Transcrição e tradução são os meios da célula expressar as instruções génicas o fluxo de informação genética é do DNA para o RNA para as Proteínas Os genes podem ser expressos a taxas diferentes quando necessário um gene pode produzir muitos RNA cada RNA pode dirigir a síntese de muitas proteínas a célula pode produzir rapidamente grande quantidade duma proteína
Antes de poder ocorrer a síntese duma proteína tem de ser produzida a molécula de RNA correspondente transcrição produção do RNA complementar de uma das cadeias de DNA transcrito a nova cadeia não fica associada ao DNA representa a cópia de uma região muito limitada de DNA As células produzem vários tipos de RNA mrna 3-5% do total
A transcrição é catalizada pelas RNA polimerases formação de pontes fosfodiéster entre os ribonucleóridos para formar a cadeia - polimerização como a cadeia vai sendo libertada, o mesmo gene pode originar muitos RNA em pouco tempo (20 nucleótidos/s mil transcritos/hora) Os eucariotas têm 3 polimerases
Sinais codificados do DNA indicam à RNA polimerase o início (promotores) e o fim (terminadores) da transcrição cada segmento de DNA transcrito é uma unidade de transcrição nos eucariotas 1 gene = 1 RNA ou 1 proteína (ou grupo relacionado) nos procariotas conjunto de genes adjacentes
Nos procariotas
As sequências promotoras são assimétricas em relação ao ponto de iniciação da transcrição Embora o DNA seja uma cadeia dupla cada gene tem apenas um promotor a RNA polimerase só se pode ligar segundo uma orientação só uma das cadeia de DNA é transcrita (3 5 polimerização 5 3 ) a escolha da cadeia que serve de molde édeterminada pela localização e pela orientação do promotor
Nos eucariotas a iniciação da transcrição requer várias proteínas factores gerais de transcrição transcription factor for... (TF...) TATA-binding protein (TBP)
activadores e mediadores de transcrição complexos remodeladores de cromatina acetiltransferases de histonas
O produto dos genes pode ser a própria molécula de RNA (e.g., rrna) intermediários para a produção de proteínas (mrna) A conversão da informação de RNA para proteínas representa uma tradução (descodificação) não há correspondência directa entre um nucleótido e um aminoácido a sequência de mrna é descodificada em conjuntos de 3 nucleótidos cada grupo de 3 nucleótidos é um codon cada codon especifica um aminoácido ou o fim da tradução o código é redundante (degenerado) 64 combinações... 20 aminoácidos (alguns codificados por mais dum codon)
O mrna não reconhece directamente os aminoácidos a tradução depende de pequenas moléculas adaptadoras RNA transportadores (trna) ±80 nucleótidos 4 segmentos formam uma dupla hélice 2 regiões não emparelhadas o anticodon a extremidade simples 3 no homem 497 genes de trna apenas 48 anticodons
Cada aminoácido é acoplado ao seu trna por uma enzima específica aminoacil-trna sintetase O aminoácido é selecionado pela sequência nucleotídica complementaridade das bases do codon e do anticodon
Cada aminoácido é adicionado à extremidade COOH (C-terminal) de uma cadeia polipeptídica em crescimento A proteína é sintetizada a partir da extreminada amina (N-terminal) para a extremidade ácido (C-terminal) durante o processo a extremidade carboxilo permanece activada pela sua ligação covalente (energética) à molécula de t-rna peptidil-trna esta ligação é quebrada a cada edição, mas logo reposta
A mensagem do mrna é descodificada nos ribossomas uma máquina catalítica complexa uma subunidade menor (emparelhamento trna/mrna) uma subunidade maior (formação da cadeia polipeptídica)
O ribossoma contém 4 locais de ligação ao RNA 1 para mrna 3 para trna A (aminoacil-trna) P (peptidil-trna) E (exit) A adição de cada novo aminoácido envolve 3 passos ligação de um aminoacil-trna ao codon do mrna exposto no locus A formação da ligação peptídica (A-P) acção da peptidil transferase (subunidade maior) modificação conformacional do ribossoma libertação do trna (E) reposicionamento do ribossoma
O início e final da síntese proteica são determinados por sequências nucleotídicas próprias a iniciação e a terminação da tradução são variações do ciclo de extensão a tradução inicia-se com codon AUG (codon iniciador) trna iniciador carrega metionina (formilmetionina) factores de iniciação eucariotas (eifs) o final da tradução é sinalizado por um de 3 codons UAA, UAG, UGA os codons de terminação não são reconhecidos por um trna factores de libertação adição de H 2 O à extremidade COOH dissociação do complexo
As proteínas são produzidas nos polissomas Muitos inibidores da síntese proteica são usados como antibióticos na maioria produzidos por fungos