A síntese proteica é o processo pelo qual as células produzem novas proteínas, que são essenciais para o funcionamento celular e para a realização de diversas funções biológicas. Esse processo ocorre em duas etapas principais: transcrição e tradução.
Transcrição
A fase da transcrição na síntese proteica é o processo pelo qual uma sequência de DNA é copiada em uma molécula de RNA mensageiro (mRNA). Este processo ocorre no núcleo das células eucarióticas (em procariotos, ocorre no citoplasma) e envolve várias etapas específicas: iniciação, elongação e término.
Iniciação
- Reconhecimento do Promotor: A transcrição começa quando a RNA polimerase se liga a uma região específica do DNA chamada promotor. O promotor é uma sequência de nucleotídeos localizada no início de um gene que sinaliza onde a RNA polimerase deve começar a transcrever.
- Abertura da Hélice de DNA: A RNA polimerase desenrola a dupla hélice do DNA na região do promotor, criando uma “bolha de transcrição” onde as duas fitas de DNA estão separadas.
- Formação do Complexo de Iniciação: A RNA polimerase se posiciona na fita molde de DNA e começa a adicionar os primeiros nucleotídeos de RNA complementares à fita molde.
Elongação
- Síntese do mRNA: À medida que a RNA polimerase se move ao longo do DNA, ela adiciona nucleotídeos de RNA complementares à fita molde de DNA, alongando a cadeia de mRNA em formação. A fita molde de DNA serve como guia para a adição dos nucleotídeos de RNA.
- Desenrolamento e Reenrolamento do DNA: A RNA polimerase continua a desenrolar a hélice de DNA à frente da “bolha de transcrição” e reenrola a hélice de DNA atrás de si à medida que progride.
Término
- Sinal de Término: A transcrição termina quando a RNA polimerase atinge uma sequência de término no DNA. Esta sequência sinaliza que a RNA polimerase deve parar de adicionar nucleotídeos de RNA.
- Liberação do mRNA: A RNA polimerase libera a molécula de mRNA recém-sintetizada e se dissocia da fita molde de DNA.
- Processamento do mRNA (em eucariotos): Antes de ser utilizado na tradução, o mRNA passa por um processamento adicional, que inclui a adição de um cap 5′ e uma cauda poli-A 3′, além da remoção dos íntrons (sequências não codificantes) através do splicing.
Resumo Visual do Processo
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Iniciação
- RNA polimerase se liga ao promotor.
- Desenrolamento da hélice de DNA.
- Adição dos primeiros nucleotídeos de RNA.
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Elongação
- Síntese contínua do mRNA.
- Desenrolamento e reenrolamento do DNA.
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Término
- RNA polimerase atinge o sinal de término.
- Liberação do mRNA.
- Processamento do mRNA (em eucariotos).
A transcrição é um passo crucial na expressão gênica, pois converte a informação genética armazenada no DNA em uma forma (mRNA) que pode ser traduzida em proteínas, as moléculas efetoras das células.
Tradução
A tradução é a segunda etapa da síntese proteica, onde a sequência de nucleotídeos do RNA mensageiro (mRNA) é convertida em uma sequência de aminoácidos para formar uma proteína. Este processo ocorre no citoplasma, especificamente nos ribossomos, e pode ser dividido em três fases principais: iniciação, elongação e término.
Iniciação
- Formação do Complexo de Iniciação: A tradução começa quando a subunidade menor do ribossomo se liga ao mRNA próximo ao seu extremo 5′. A sequência de início no mRNA (geralmente AUG) codifica o aminoácido metionina.
- Ligação do tRNA de Iniciação: Um RNA transportador (tRNA) carregado com o aminoácido metionina se liga ao códon de início no mRNA por meio de seu anticódon.
- Montagem do Ribossomo: A subunidade maior do ribossomo se junta ao complexo, formando o ribossomo completo, com o tRNA de iniciação posicionado no sítio P (peptidil) do ribossomo.
Elongação
- Entrada do tRNA: Um novo tRNA carregando um aminoácido entra no sítio A (aminoacil) do ribossomo, onde seu anticódon se emparelha com o códon correspondente no mRNA.
- Formação da Ligação Peptídica: A enzima peptidil transferase do ribossomo catalisa a formação de uma ligação peptídica entre o aminoácido do tRNA no sítio P e o aminoácido do tRNA no sítio A.
- Translocação: O ribossomo se move ao longo do mRNA, deslocando o tRNA do sítio A para o sítio P. O tRNA que estava no sítio P agora se move para o sítio E (exit) e é liberado do ribossomo.
- Repetição do Ciclo: O processo se repete, com novos tRNAs entrando no sítio A, adicionando aminoácidos à cadeia polipeptídica em crescimento.
Término
- Códon de Parada: A tradução termina quando o ribossomo atinge um códon de parada (UAA, UAG, ou UGA) no mRNA, que não codifica nenhum aminoácido.
- Fatores de Liberação: Fatores de liberação se ligam ao ribossomo, promovendo a liberação da cadeia polipeptídica do tRNA no sítio P.
- Desmontagem do Ribossomo: As subunidades do ribossomo se dissociam, e o mRNA é liberado, podendo ser traduzido novamente ou degradado.
Resumo Visual do Processo
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Iniciação
- Subunidade menor do ribossomo se liga ao mRNA.
- tRNA de iniciação se liga ao códon de início (AUG).
- Subunidade maior do ribossomo se junta ao complexo.
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Elongação
- Entrada de um novo tRNA no sítio A.
- Formação de uma ligação peptídica entre aminoácidos.
- Translocação do ribossomo ao longo do mRNA.
- Repetição do ciclo.
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Término
- Ribossomo atinge um códon de parada.
- Fatores de liberação promovem a liberação da cadeia polipeptídica.
- Desmontagem do ribossomo.
A tradução é um processo altamente regulado e essencial para a expressão gênica, garantindo que a informação codificada no mRNA seja convertida com precisão em proteínas funcionais, que desempenham papéis críticos nas células.
Pós-tradução
Após a tradução, a nova proteína pode sofrer modificações adicionais, como dobramento, corte de aminoácidos iniciais ou adição de grupos funcionais (fosforilação, glicosilação, etc.), para adquirir sua forma e função final.
Resumo do Processo
- Transcrição: DNA → mRNA
- Tradução: mRNA → Proteína
Esses processos são fundamentais para a expressão gênica, permitindo que as informações codificadas no DNA sejam utilizadas para a produção das proteínas necessárias ao funcionamento e à regulação das atividades celulares.