Síntese Proteica

A célula utiliza parte dessa informação para sintetizar proteínas. Algumas destas proteínas - as enzimas - têm a capacidade de regular o conjunto das reações que ocorrem a nivel celular - o metabolismo.

Para que a síntese de proteínas ocorra, é necessário que a informação genética, contida na molécula de DNA, seja inicialmente copiada para uma molécula de RNA, num processo designado transcrição. Esta molécula de RNA forma-se por complementaridade com uma determinada porção da molécula de DNA.

Seguidamente, essa informação, agora veiculada pelo RNA, será utilizada para sintetizar proteínas, num processo designado tradução.

Este fluxo unidirecional de informação de informação entre os ácidos nucleicos e as proteínas foi descrito por Watson e Crick. Segundo estes autores, haveria segmentos do DNA que continham informação para sintetizar uma determinada proteína. Cada um desses segmentos designa-se gene, podendo cada gene ser constituido por milhares de nucleótidos.

Ao conjunto dos genes que existe num indivíduo chama-se genoma. O genoma constitui a totalidade da informação genética presente num ser vivo.

As moléculas de DNA e as proteínas são constituídas por monómeros ou unidades básicas. Os monómeros dos ácidos nucleicos são os nucleótidos, enquanto que os monómeros das proteínas são aminoácidos. No caso dos ácidos nucleicos, existem quatro monómeros diferentes enquanto que nas proteínas existem cerca de vinte unidades básicas diferentes.

A grande diversidade de proteínas existentes resulta do número e da sequência dos aminoácidos que as constituem.

MECANISMOS ENVOLVIDOS NA SÍNTESE PROTEÍCA

Entre a transcrição e a tradução, nos seres eucariontes, ocorre uma etapa importante - o processamento do RNA.

Para que a transcrição tenha inicio, é necessário que um determinado segmento da dupla hélice de DNA se desenrole. Uma das cadeias de DNA expostas serve de molde para a síntese de mRNA, que se faz a partir dos nucleótidos presentes no nucleoplasma. Este processo é mediado pelo RNA polimerase, que promove a formação de RNA no sentido 5 para 3. A transcrição termina quando a RNA polimerase encontra uma região de finalização. Nessa altura, a cadeia RNA sintetizada desprende-se da molécula de DNA, que volta a emparelhar com a sua cadeia complementar, refazendo-se a dupla hélice.

Nos seres eucariontes, o RNA sintetizado sofre um processamento ou maturação antes de abandonar o núcleo. Durante este processo, diversas secções do RNA, incialmente transcritas, são removidas. Estas porções são chamadas de intrões. As porções não removidas - exões - ligam-se entre si, formando mRNA maturado. Pelo facto de o RNA inicialmente transcrito ser um precusor do mRNA, é frequentemente chamado RNA pré-mensageiro.

Este processo indica que, nos seres eucariontes, a informação necessária para a síntese de uma determinada proteína não se dispõe de forma contínua, mas fragmentada. No fim do processamento, o RNA é constituído apenas pelas sequências que codificam os aminoácidos de uma determinada proteína.

Nos seres procariontes não ocorre processamento do RNA. Assim, a molécula de RNA transcrita é a molécula de RNA que é traduzida. No final deste processo, o mRNA migra do núcleo para o citoplasma, no qual vai ocorrer a tradução da mensagem, isto é, a síntese de proteínas.

O processo de transcrição permite não só a síntese de mRNA, mas também de outros tipos de RNA, nomeadamente, RNA ribossómico (tRNA) e RNA de transferência (tRNA).

No processo de tradução, estão envolvidos diversos componentes celulares. Além do RNA mensageiro, é necessária a presença de RNA de transferência e de ribossomas.

Cada molécula de tRNA apresenta:

uma região que lhe permite fixar um aminoácido específico, designado local aminoacil. Esta região localiza-se na extremidade 3 da molécula;
uma sequência de três nucleótidos, complementar do codão do mRNA, designado anticodão. O anticodão reconhece o codão, ligando-se a ele;
locais para a ligação do ribossoma;
locais para a ligação às enzimas intervenientes na formação dos péptidos.

O processo de tradução encerra três etapas:

1. Iniciação

A subunidade menor do ribossoma liga-se á extremidade 5 do mRNA;
A subunidade menor do ribossoma desliza ao longo da molécula de mRNA até encontrar o codão de iniciação (AUG);
O tRNA que transpota o aminoácido metionina liga-se por complementaridade ao codão de iniciação;
A subunidade maior liga-se à subunidade menor do ribossoma.

2. Alongamento

Um segundo tRNA transporta um aminoácido específico, ligando-se ao codão;
Estabelece-se uma ligação peptídica entre o aminoácido recém-chegado e a metionina;
O ribossoma avança três bases ao longo do mRNA no sentido 5 até 3;
O processo repete-se ao longo da molécula de mRNA;
Os tRNA, que se tinham ligado inicialmente, vão-se desprendendo sucessivamente

3. Finalização

O ribossoma encontra um codão de finalização (UAA, UAG ou UGA). Como a estes codões não corresponde nenhum tRNA, o alongamento termina;
O último tRNA abandona o ribossoma;
As subunidades do ribossoma separam-se, podendo ser recicladas;
O péptido é libertado.

Neste processo intervêm diversas moléculas, como as enzimas, bem como fatores de iniciação, alongamento e finalização. Além disso, este processo anabólico exige consumo de energia.