Resumo Deste Livro Da Parte De Organelas Biologia Celular E Molecular - 9ª Ed. 2012 Carneiro, José; Junqueira, Luiz C. Guanabara Koogan

Estrutura interna das mitocôndrias

As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoprotéicas semelhantes às demais membranas celulares. Enquanto a membrana externa é lisa, a membrana interna possui inúmeras pregas – as cristas mitocondriais – que se projetam para o interior da organela.

A cavidade interna das mitocôndrias é preenchida por um fluido denominado matriz mitocondrial, onde estão presentes diversas enzimas,além de DNA e RNA e pequenos ribossomos e substâncias necessárias à fabricação de determinadas proteínas.

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5. Ribossomos

A síntese protéica, um dos processos mais importantes para a manutenção da vida, é realizado no ribossomo, uma máquina catalítica complexa feita a partir de 50 diferentes proteínas (as proteínas ribossomiais) e diversas moléculas de RNA, os RNAs ribossomiais (rRNAs). Os ribossomos são constituídos por duas subunidades, uma grande e outra pequena, estas são montadas no nucléolo, pela associação de rRNAs recém-transcritos e modificados com proteínas ribossomiais, as quais foram transportadas para o interior do núcleo após sua síntese no citoplasma. As duas subunidades são então exportadas para o citoplasma onde realizarão a síntese de proteínas (figura 1).

A subunidade pequena fornece uma região sobre a qual os RNAs-transportadores (tRNAs) podem eficientemente pareados sobre os códons de RNA-mensageiro (mRNA), enquanto que a grande subunidade catalisa a formação das cadeias peptídicas que ligam os aminoácidos entre si, formando uma cadeia polipeptídica(figura 2 e 4).

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Quando a síntese não está ativa, as duas subunidades do ribossomo estão separadas. Elas se unem sobre uma molécula de mRNA, normalmente próximo a extremidade 5’, para iniciar a síntese de proteínas. O mRNA é então puxado através do ribossomo; conforme seus códons encontram os sítios ativos do ribossomo, a sequência nucleotídica do mRNA é traduzida em uma sequência de aminoácidos, usando os tRNAs como adaptadores, para catalisar cada aminoácido na sequência correta à extremidade da cadeia polipeptídica em formação. Quando um códon de terminação é encontrado, o ribossomo libera a proteína finalizada, e suas duas subunidades separam-se novamente. Essas subunidades podem então ser utilizadas para iniciar a síntese de outra proteína, sobre outra molécula de mRNA (figura 3) outra proteína, sobre outra molécula de mRNA .

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Figura 4

Os ribossomos operam com uma eficiência notável: em um segundo um único ribossomo de uma célula adiciona aproximadamente dois aminoácidos a cadeia polipeptídica. Mas, como o ribossomo organiza os movimentos coordenados necessários para uma tradução eficiente? Um ribossomo contém quatro sítios de ligação para molécula de RNA: um é padrão mRNA e três (denominados sítio A, sítio P e sítio E) são para tRNAs (figura 5). Uma molécula de tRNA é mantida fortemente aderida aos sítios A e P apenasse seus anticódons formam pares de bases com códon complementar na molécula de mRNA que está ligada ao ribossomo. Os sítios A e P estão suficientemente próximos para que suas duas moléculas de tRNA sejam forçados a formarem pares de bases com códons adjacentes na molécula de mRNA. Esta característica do ribossomo mantém a correta leitura do mRNA.

Sítio P(vermelho): sustenta a cadeia nascente covalentemente ligada ao tRNA; Sítio A(verde): entrada de tRNA carregados Sítio E(vermelho escuro): sítio de saída serve para saída dos tRNA descarregados (apenas no ribossomo procariótico).

Uma vez que a síntese de proteína foi iniciada, cada aminoácido novo é adicionado a cadeia em extensão em um ciclo de reações contendo três passos principais. Nossa descrição do processo de extensão inicia no ponto em que alguns aminoácidos já foram ligados entre si e que já existe uma molécula de tRNA no sito P no ribossomo ligado covalentemente a extremidade da cadeia polipeptídica em crescimento. No passo 1, um tRNA carregando um próximo aminoácido da cadeia liga-se ao sito A ribossomal, formando pares de bases com o códon do mRNA lá posicionado. Dessa forma o sítio P e o sítio A contém tRNA ligados adjacentes. No passo 2, a extremidade carboxila da cadeia polipeptídica é liberada do tRNA no sítio P (pelo rompimento da ligação altamente energética entre o TRNA e seu aminoácido) e ligados ao grupo amino do aminoácido ligado ao tRNA no sítio A, formando uma nova ligação peptídica. Esta reação central da síntese de proteínas é catalisada por uma atividade catalítica peptidil transferase contida na grande unidade ribossomal. Esta reação é acompanhada por várias modificações conformacionais no ribossomo, as quais movem os dois tRNAs para os sítios E e P da grande subunidade. No passo 3, outra serie de modificações conformacionais move o mRNA exatamente três nucleotídeos através do ribossomo de tal forma, que está pronto para o próximo tRNA aminoacil.

Ribossomo – uma ribozima

Como foi visto acima o ribossomo e uma estrutura muito grande e complexa, composto de 2/3 de RNA e 1/3 de proteínas. A determinação, no ano 2000, da estrutura inteira de suas subunidades grande e pequena é um dos principais triunfos da biologia estrutural moderna. A estrutura confirma evidencias anteriores de que os rRNAs – e não as proteínas – são os responsáveis pela estrutura geral dos ribossomos, sua capacidade de posicionar tRNA sobre o mRNA e sua atividade catalítica na formação das ligações peptídicas covalentes. Desta maneira, por exemplo, os RNAs ribossomiais são dobrados em estruturas tridimensionais precisas altamente densas que formam o cerne compacto de um ribossomo e, conseqüentemente, determinam sua forma geral.

Contrastando com o posicionamento central do rRNA, as proteínas ribossomiais do anel estão geralmente localizadas na superfície e preenchem frestas e enrugamentos da estrutura dobrada do RNA. Algumas destas proteínas contêm domínios globulares na superfície do ribossomo, que estendem projeções de cadeia polipeptídica, as quais penetram, mesmo que superficialmente, em buracos na estrutura do cerne de RNA. A função principal das proteínas ribossomiais parece ser a de estabilizar o cerne de RNA, ao mesmo tempo permitindo as mudanças na conformação do rRNA necessárias para que este RNA catalise uma síntese protéica eficiente.

Não