Mecanismos da Síntese Proteica: Processos e mutações

Explicação

A síntese de proteínas envolve dois mecanismos: a transcrição e tradução. Nos seres eucariontes, ocorre uma etapa adicional, que é o processamento do RNA.

Transcrição

Decorre no núcleo, ocorrendo a síntese de uma molécula de RNA a partir de uma região do DNA com a informação de interesse. Cada uma das cadeias de DNA tem uma função:

Cadeia	Função	Representação
Codificante (A)	Contém a informação necessária para sintetizar a proteína
Molde (B)	Serve de molde para a molécula de RNA

Assim, o RNA sintetizado é complementar à cadeia molde e igual à cadeia codificante do DNA.

No início da transcrição, a dupla hélice na região de interesse do DNA é desenrolada, permitindo a síntese de RNA mediada pela RNA polimerase, no sentido 5'-3'.

Eventualmente, a RNA polimerase encontra uma região de finalização; aí, a cadeia de RNA sintetizada desprende-se da cadeia molde, e esta emparelha novamente com a cadeia codificante, refazendo-se a dupla hélice.

Processamento do RNA

A transcrição permite a síntese de vários tipos de RNA: RNA ribossómico (rRNA), RNA de transferência (tRNA) e RNA mensageiro (mRNA).

Nos eucariontes, o mRNA sintetizado necessita de sofrer um processamento ou maturação antes de sair do núcleo. Neste processo, as regiões que não contêm a informação relevante para sintetizar a proteína pretendida, os intrões, são descartadas. Mantêm-se os exões que se ligam entre si e formam o mRNA maduro.

	1.	Pré-mRNA
	2.	Processamento do mRNA
	3.	Remoção de intrões
	4.	mRNA maduro

No final deste processo, o mRNA migra do núcleo para o citoplasma, para que a mensagem que contém seja traduzida em aminoácidos.

Tradução

Além do mRNA com a informação a ser traduzida, é necessária a presença de tRNA, responsável pela interpretação de cada codão no respetivo aminoácido, e de ribossomas (organelos não membranares constituídos por rRNA e porções proteicas), compostos por uma subunidade menor e maior.

	A	Aminioácido
	B	tRNA
	C	mRNA
	D	Anticodão
	E	Codão
	Ribossoma

O tRNA apresenta um aminoácido específico na extremidade da molécula e uma sequência de três nucleótidos, complementar a cada codão do mRNA, o anticodão. Existem, também, locais para ligação ao ribossoma e às enzimas intervenientes na formação dos péptidos.

A tradução ocorre no citoplasma em três fases: iniciação, alongamento e finalização.

Iniciação

A subunidade menor do ribossoma liga-se ao mRNA e inicia a leitura no sentido 5'-3', procurando por um codão de iniciação (AUG).

O anticodão do tRNA que transporta o aminoácido correspondente liga-se por complementaridade ao codão de iniciação, promovendo a ligação da subunidade maior do ribossoma.

	A	Subunidade menor do ribossoma
	B	Subnuidade maior do ribossoma
	C	tRNA
	D	Anticodão
	E	Codão de iniciação AUG
	F	mRNA
	G	Aminoácido

Alongamento

O tRNA com o aminoácido específico liga-se ao codão seguinte, e esse aminoácido recém-chegado estabelece uma ligação peptídica com o primeiro. Após o estabelecimento dessa ligação, o primeiro tRNA abandona o ribossoma.

O ribossoma avança três nucleótidos ao longo do mRNA, repetindo o processo descrito sucessivamente.


H	Cadeia peptídica durante sintetização

Finalização

A certa altura, o ribossoma encontra um codão de finalização que não codifica nenhum aminoácido, terminando a fase de alongamento.

As subunidades do ribossoma separam-se, podendo ser recicladas, e o péptido formado é libertado.


I	Péptido formado
STOP	Codão de finalização

Alterações do material genético

As mutações alteram o material genético, resultando da substituição, desaparecimento ou adição de um nucleótido da sequência genética.

Essa mutações génicas podem conduzir à alterações da proteína pretendida, e se essa proteína for essencial a um determinado processo metabólico, pode criar problemas de saúde no ser vivo.

As mutações ocorrem espontaneamente durante, por exemplo, a replicação do DNA. Podem ser induzidas por agentes mutagénicos como:

Radiações de elevado nível energético;
Radiotividade;
Algumas substâncias químicas, como o gás mostarda.