Síntese Proteica

O CÓDIGO GENÉTICO

A informação genética é estocada no DNA por meio de um código (o código genético) no qual a seqüência de bases adjacentes determina a seqüência de aminoácidos no polipeptídeo codificado. O código genético, então é um dicionário que fornece a correspondência entre uma seqüência de bases nucleotídicas e uma seqüência de aminoácidos. Código genético=Receita genética (“livro de receitas de proteínas”). Em teoria, são possíveis variações quase infinitas na disposição das bases ao longo de uma cadeia polinucleotídica. Uma vez que existem 20 aminoácidos diferentes e apenas quatro bases diferentes de RNA, uma única base não pode especificar cada aminoácido. Em qualquer posição existem quatro possibilidades (A, T, C, G). Assim, existem 4n combinações possíveis em uma seqüência de n bases. Dessa forma, aminoácidos específicos não podem ser determinados por duplas de bases, porque são possíveis apenas 16 ou 42 pares diferentes. Entretanto, se trincas de bases forem traduzidas em aminoácidos, há 43 combinações possíveis de trincas, ou seja, 64 combinações podem ser obtidas, mais do que o suficiente para especificar cada aminoácido.

O código genético foi decifrado em 1953. Watson e Crick demonstraram, de modo elegante e apurado, que o código consiste em códons, cada um composto por uma trinca de bases nitrogenadas (tripletes). Dos 64 códons (RNAm) possíveis, três indicam o fim de um gene, e são conhecidos como códons finalizadores (ou sem sentido) porque designam o termino da tradução do mRNA neste ponto. São o UAA, o UGA e o UAG. Os outros 61 especificam aminoácidos. Como existem apenas 20 aminoácidos essenciais, isto significa

que a maioria dos aminoácidos pode ser especificada por mais de um códon. Por exemplo, a leucina e a arginina são especificadas por seis códons. Apenas a metionina e o triptofano são cada um deles especificado por um único códon O código genético é, portanto, dito “redundante” (ou degenerado). Embora um determinado aminoácido possa ser especificado por mais de um códon, cada códon só pode designar um aminoácido. Essa redundante descoberta é fundamental para, entre outras coisas, compreendermos que nem toda alteração no código genético leva a uma doença. Uma alteração de TTT para TTC, por exemplo, não deverá causar absolutamente nenhuma alteração no fenótipo de um individuo, porque ambos codificam o mesmo aminoácido. Porém há alterações na seqüência de ácidos nucléicos que podem resultar em um aminoácido inapropriado sendo inserido na cadeia polipeptídica, potencialmente causando uma doença ou mesmo a morte do organismo. Uma característica significativa do código genético é ser “universal”, ou seja,

virtualmente todos os organismos vivos usam os mesmos códigos de DNA para especificar aminoácidos. Uma exceção conhecida a esta regra é a das mitocôndrias, as quais têm suas próprias moléculas de DNA extranuclear. Vários códons do DNA mitocondrial codificam aminoácidos diferentes dos códons do DNA nuclear.

O código genético é extremamente conservado. Os mesmos trípletes correspondem aos mesmos aminoácidos, seja em seres humanos, seja em bactérias. A correspondência entre códons específicos e aminoácidos é conhecida como código genético. Em síntese pode-se dizer que o Código Genético tem as seguintes características:

- Especificidade

- Universalidade

- Redundância

A informação genética está contida no DNA dos cromossomos dentro do núcleo celular, mas a síntese de proteínas, durante a qual a informação codificada no DNA é usada, ocorre no citoplasma. Devido à compartimentalização das células eucarióticas, a transferência de informação do núcleo para o citoplasma é um processo muito complexo. Enquanto o DNA se forma e se replica no núcleo da célula, ocorre no citoplasma a síntese de proteínas. A informação contida no DNA deve, portanto, ser transportada para o citoplasma, e assim usada para ditar a composição das proteínas. Isto envolve dois processos, transcrição e

tradução. Resumidamente, o código do DNA é transcrito para o RNA mensageiro, que então deixa o núcleo para ser traduzido em proteínas.

RNA

Existem três tipos principais de RNA que participam do processo da síntese protéica: RNA ribossômico (RNAr), RNA de transferência (RNAt) e RNA mensageiro (RNAm). Assim como o DNA, esses três tipos de RNA são moléculas poliméricas não ramificadas, compostas de mononucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster. Entretanto,

eles diferem do DNA em vários aspectos; por exemplo, são consideravelmente menores, e contêm ribose em vez de desoxirribose e uracil em vez de timina. Os três principais tipos de RNA diferem um do outro em termos de tamanho, função e modificações estruturais especiais.

RNA ribossômico: é encontrado em associação com uma série de proteínas diferentes, como componente dos ribossomos, as estruturas complexas que servem como sítios para a síntese de proteínas. No citosol eucariótico, existem quatro espécies de RNAr de tamanhos diferentes (28S, 18S, 5,8S e 5S). ["S" é a unidade Svedberg, relacionada ao peso molecular do composto]. Juntos constituem até 80% do RNA da célula.

RNA de transferência: é a menor das três prinicipais moléculas de RNA (4S), tem entre 74 e 95 resíduos de nucleotídeos de tamanho, e forma de trevo. Existe no mínimo um tipo específico de molécula de RNAt para cada um dos 20 aminoácidos comumente encontrados nas proteínas. Juntos, eles constituem cerca de 15% do RNA da célula. As moléculas de RNAt contém bases incomuns que possuem extenso pareamento de bases intracadeia. Cada RNAt serve como um "adaptador", que transporta seu aminoácido específico ao sítio de

síntese de proteínas. Lá, ele reconhece o termo do código genético que especifica a adição de seu aminoácido à cadeia peptídica em formação.

RNA mensageiro: compreende somente cerca de 5% do RNA da célula e é o tipo mais heterogêneo de RNA em termos de tamanho. O RNAm transporta a informação genética do DNA ao citosol, onde é usado como molde para a síntese de proteínas. As características estruturais especiais do RNAm eucariótico incluem uma longa seqüência de nucleotídeos adenina (uma "cauda poli-A") no 3'-terminal da cadeia de RNA, mais uma "cabeça" no 5'-terminal ( cap 5’).

TRADUÇÃO

Um grande número de componentes são requeridos para a síntese da cadeia polipeptídica. Estes