biologia molecular 2

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Biologia Molecular 
Aplicada à Biomedicina
Responsável pelo Conteúdo:
Prof.ª Me. Thaís de Oliveira Cardoso
Revisão Técnica:
Prof.ª Dr.ª Gabriela Cavagnolli
Revisão Textual:
Prof.ª Dr.ª Selma Aparecida Cesarin 
Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Do DNA aos Diversos Tipos RNA
 
 
• Compreender a importância do RNA e as funções que pode exercer na célula;
• Apresentar o processo de transcrição em procariotos e eucariotos;
• Abordar todos os processos envolvidos na síntese de proteínas em procariotos e eucariotos.
OBJETIVOS DE APRENDIZADO 
• Estudo da Estrutura do RNA e seu Metabolismo;
• Transcrição – Síntese de RNA, DNA-Dependente;
• Processamento do RNA;
• Transposons, Retrovírus e Recombinação;
• Tradução das Proteínas.
Orientações de estudo
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formação acadêmica e atuação profissional, siga 
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da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
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as redes sociais.
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Estudo da Estrutura do RNA 
e seu Metabolismo
A molécula de Ácido Ribonucleico (RNA) é formada por uma cadeia de ribonucle-
otídeos que, por sua vez, são formados por um grupo fosfato, um açúcar (ribose) e 
uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas são compostas por purinas (Adenina 
e Guanina) e pirimidinas (Citosina e Uracila) (Figura 1). 
A B
Timina
Ligação de hidrogênio
Adenina
Adenina
Adenina
Citosina
Citosina
Citosina
Uracilo
Uracilo
Nucleotídeo
Nucleotídeo
Fosfato
Espinha dorsal do 
fosfato de açúcar
Ribose
Guanina
Guanina
Guanina
Açucar
Purinas Pirimidinas
Purinas
Base
BASE
Pirimidinas
Fosfato
Figura 1 – Estrutura do RNA
Fonte: Adaptado de Getty Images
O RNA difere do DNA em três aspectos:
• O esqueleto do RNA contém ribose, em vez de 2’ -desoxirribose, ou seja, a 
ribose apresenta um grupo hidroxila na posição 2’ (Figura 2);
• O RNA contém uracila, no lugar de timina. A uracila tem a mesma estrutura 
de um anel único da timina, exceto pela ausência do grupo metila na posição 5 
(o grupo 5 metila). A timina é, na verdade, uma 5-metila-uracila;
• A uracila pareia com a adenina, diferente do DNA, que pareia com a timina.
A Figura 2 mostra a estrutura do esqueleto de RNA, composta por moléculas 
alternadas de fosfato e ribose. As características do RNA que o distinguem do DNA 
estão destacadas em vermelho (WATSON, 2015). 
Esses ribonucleotídeos são ligados entre si por uma ligação fosfodiéster.
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Figura 2 – Características estruturais do RNA
Fonte: Adaptado de ALBERTS, 2017, p. 302
O grupo hidroxila no carbono 2' da ribose torna o RNA mais instável quimica-
mente do que o DNA. 
Isso fornece um grupo quimicamente reativo que participa da catálise mediada 
por RNA. 
A maioria dos RNAs celulares é de fita simples e exibe uma variedade de 
conformações. Esses RNAs são sintetizados pela RNA-polimerase num processo 
conhecido como transcrição.
Existem 3 tipos de RNA (Figura 3):
• RNA mensageiro (mRNA): resultado da transcrição do DNA codifica as prote-
ínas que devem ter seus códons lidos durante o processo de tradução;
• RNA transportador (tRNA): transporta os resíduos de aminoácidos até o ribos-
somo, complementar ao códon do mRNA;
• RNA ribossômico (rRNA): faze parte da estrutura do ribossomo, reconhece 
a sequência durante a tradução e catalisa a ligação entre dois aminoácidos na 
síntese de proteínas.
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
1
1
2
DNA
Aminoácido
Ribossomo
mRNA
tRNA
mRNA 
Transcrição
Tradução
Prot
eína
Figura 3 – Tipos de RNA: 1-RNA mensageiro; 2- RNA transportador; 3- RNA ribossômico
Fonte: Adaptado de Getty Images 
Todo o RNA de uma célula é produzido a partir da transcrição do DNA, que 
apresenta algumas similaridades com o processo estudado de replicação do DNA. 
A maioria dos genes carrega informações para formar moléculas de proteína e as 
cópias de RNA de tais genes codificadores de proteínas constituem as moléculas de 
mRNA (RNA mensageiro) das células (Figura 4).
Replicação
Transcrição
Tradução
Transcrição Reversa
DNA RNA
Proteína
Figura 4 – Transcrição e tradução do RNA
Fonte: Adaptado de Getty Images
Teste seu conhecimento:
• Como é composta a estrutura do RNA? Qual é a diferença da molécula de DNA?
• Quais são os tipos de RNA? Cite as funções de cada tipo;
• Como o RNA é produzido?
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Transcrição – Síntese de 
RNA, DNA-Dependente
A transcrição consiste na síntese de RNA utilizando uma das fitas do DNA como 
molde. É realizada pela enzima RNA-polimerase, a principal enzima de transcrição. 
Assim como as duas fitas do DNA, a fita de DNA-molde e a fita de RNA crescente, 
pareada por complementaridade de bases, possuem orientação 5' → 3' oposta. 
Por convenção, o sítio no DNA no qual a RNA-polimerase inicia a transcrição é 
numerado +1. Os nucleotídeos da sequência de DNA posicionados a jusante de um 
sítio de início são indicados por um sinal positivo (+) e aqueles a montante, por um 
sinal negativo (–). 
Como o RNA é polimerizado na direção 5 → 3 ', a RNA-polimerase move-se ao 
longo da fita de DNA-molde na direção 3' → 5 '. 
O RNA recém-sintetizado é complementar à fita de DNA-molde e, portanto, é 
idêntico à fita de DNA complementar ao molde, com a uracila no lugar da timina 
(Figura 5).
Figura 5 – Transcrição do DNA
Fonte: Wikimedia Commons
A transcrição é um processo cíclico de síntese de RNA dividido em três fases: 
1. Fase de início: em que sequências específi cas do DNA (promotores) 
sinalizam o local de formação do complexo de transcrição para iniciar a 
cópia das sequências do DNA em RNA; 
2. Fase de alongamento da cadeia: na qual a molécula do RNA é sintetizada; 
3. Terminação da transcrição: o processo em que a síntese do RNA é 
terminada em resposta a sinais específi cos de terminação da transcri-
ção (terminadores).
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Teste seu conhecimento:
• Qual é a principal enzima da transcrição? 
Como essa enzima inicia a transcrição?
• Quais são as fases da transcrição?
Iniciação e término da transcrição
Para transcrever um gene com precisão, a RNA-polimerase deve reconhecer seu 
início e término no genoma. 
Essa tarefa é desempenhada de forma diferente em procariotos e em eucariotos 
(Figura 6). 
Figura 6 – Transcrição em procariotos (A) e eucariontes (B)
Fonte: Adaptado de bio.libretexts.org
A iniciação da transcriçãoem procariotos é uma etapa extremamente im-
portante, vez que é o ponto principal no qual a célula regula quais proteínas serão 
produzidas e a frequência dessa produção. 
A RNA-polimerase bacteriana é responsável pela transcrição de todos os tipos 
de RNA e requer apenas um único fator de iniciação da transcrição para começar a 
transcrição (Figura 7).
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Figura 7 – Ciclo de transcrição da RNA-polimerase bacteriana
Fonte: Adaptado de ALBERTS, 2017, p. 307
Uma subunidade adicional, denominada fator sigma (σ) (Figura 7 – Etapa 1), 
associa-se a essa enzima e auxilia a leitura dos sinais no DNA que indicam onde 
iniciar a transcrição. 
Em conjunto, RNA-polimerase e o fator σ são denominados holoenzima RNA-
-polimerase. No entanto, quando a holoenzima RNA-polimerase desliza sobre uma 
sequência específica de nucleotídeos que indica o ponto de início para a síntese de 
RNA, denominada promotor, a polimerase liga-se fortemente. 
A holoenzima RNA-polimerase fortemente ligada a um promotor abre a dupla-
-hélice para expor um pequeno trecho de nucleotídeos em cada fita. 
A região de DNA não pareada (cerca de 10 nucleotídeos) é chamada de bolha de 
transcrição e é estabilizada pela ligação do fator σ às bases não pareadas de uma 
das fitas expostas. 
A outra fita de DNA exposta atua como um molde para o pareamento de bases 
complementares com os ribonucleotídeos, dois dos quais são unidos pela polimerase 
para dar início a uma cadeia de RNA. 
Os 10 primeiros ou mais nucleotídeos de RNA são sintetizados usando um meca-
nismo de “arraste” que ajuda a RNA-polimerase a se dissociar do DNA promotor e 
descartar o fator σ. 
Nesse momento, a polimerase começa a se mover sobre o DNA, sintetizando 
o RNA continuamente. Durante esse processo, a bolha de transcrição expande-se 
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
na parte da frente da polimerase e se contrai na sua parte de trás. O alongamento 
da cadeia continua até que a enzima encontre um segundo sinal, o terminador, no 
qual a polimerase para e libera tanto a molécula de RNA recém-sintetizada quanto 
o molde de DNA. 
Em seguida, a enzima polimerase livre se reassocia a um fator σ livre para for-
mar uma holoenzima que pode, novamente, dar início ao processo de transcrição 
(Figura 7 – Etapa 8).
No caso da maioria dos genes bacterianos, o sinal de terminação consiste em 
uma sequência de pares de nucleotídeos A-T, precedida por uma sequência de DNA 
duplamente simétrica, na qual, conforme a polimerase transcreve esse terminador, a 
formação do grampo ajuda a desligar o transcrito de RNA do sítio ativo. 
A capacidade de enovelamento do RNA em estruturas específicas afeta diferentes 
etapas da decodificação do genoma.
As sequências promotoras são assimétricas, assegurando que a RNA-polimerase 
possa se ligar em apenas uma orientação. Visto que a polimerase pode sintetizar 
RNA apenas na direção de 5’ para 3’, a orientação do promotor determina a fita que 
será utilizada como molde.
Em bactérias, um conjunto de genes adjacentes é frequentemente transcrito como 
uma unidade e a molécula de mRNA resultante carrega, dessa forma, a informação 
para várias proteínas distintas, formação conhecida como operon.
Para entender mais sobre como ocorre a Transcrição em procariotos, acesse o vídeo, 
disponível em: https://youtu.be/eo9cu5aXXXM
Teste seu conhecimento:
• Como a RNA-polimerase bacteriana inicia a transcrição?
• O que é a bolha de transcrição?
• Como ocorre o alongamento?
• Como ocorre a terminação?
• O que é operon?
A complexidade da transcrição em eucariotos
Nos eucariotos, uma unidade de transcrição normalmente carrega a informação 
de apenas um gene e, portanto, codifica uma única molécula de RNA ou uma única 
proteína (ou grupo de proteínas relacionadas, se o transcrito de RNA inicial for pro-
cessado de diferentes maneiras para produzir diferentes mRNAs).
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Em contraste com as bactérias, que contém um único tipo de RNA-polimerase, 
os núcleos eucarióticos têm três: RNA-polimerase I, RNA-polimerase II e RNA-
-polimerase III (Figura 8). 
Figura 8 – Tipos de RNA polimerase em eucariotos
Fonte: Wikimedia Commons
As três polimerases são estruturalmente similares entre si e compartilham algu-
mas subunidades, mas transcrevem diferentes categorias de genes. 
As RNA-polimerases I e III transcrevem os genes que codificam RNA de transfe-
rência, RNA ribossômico e vários pequenos RNAs. 
A RNA-polimerase II transcreve a grande maioria dos genes, inclusive todos aque-
les que codificam proteínas. Assim, nossa discussão subsequente será focada nessa 
enzima, enquanto as RNA-polimerases eucarióticas exigem muitos desses fatores, 
chamados coletivamente de fatores gerais de transcrição.
Além disso, a iniciação da transcrição eucariótica deve ocorrer no DNA que está 
empacotado nos nucleossomos e em estruturas de cromatina, estruturas que estão 
ausentes nos cromossomos bacterianos. 
Iniciação da transcrição em eucariotos e fatores gerais 
de transcrição necessários à RNA-polimerase II
Em eucariotos, o início da transcrição ocorre pela ligação dos Fatores de Transcri-
ção (TFs) às sequências de DNA na região do promotor. Um promotor é a sequência 
de DNA à qual a RNA-polimerase é inicialmente ligada (Figura 9).
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Figura 9 – Fases do ciclo de transcrição: início, alongamento e término
Fonte: WATSON et al., 2015, p. 433
Os fatores gerais de transcrição ajudam a posicionar corretamente a RNA-
-polimerase eucariótica sobre o promotor, auxiliando a separação das duas cadeias 
de DNA para permitir o início da transcrição e liberando a RNA-polimerase do pro-
motor para dar início ao seu modo de alongamento (Figura 10). 
Os fatores gerais de transcrição consistem em um conjunto de proteínas de 
interação denominadas TFIIA, TFIIB, TFIIC, TFIID, e assim por diante (TFII significa 
“Fator de Transcrição para a Polimerase II”, do inglês Transcription Factor For 
Polymerase II). 
Em amplo sentido, podemos considerar os fatores gerais de transcrição eucarióti-
cos equivalentes ao fator σ em bactérias. 
O processo de associação começa quando o TFIID se liga a uma curta sequência 
de DNA de dupla-hélice, principalmente composta por nucleotídeos T e A. Essa 
sequência é conhecida como a sequência TATA ou TATA-box, e a subunidade de 
TFIID que a reconhece é chamada de TBP (Proteína de Ligação à TATA, do inglês 
TATA-binding protein). 
A sequência TATA-box, normalmente, está localizada 25 nucleotídeos antes do 
sítio de início da transcrição. Essa não é a única sequência de DNA que sinaliza o 
início da transcrição, mas, para a maioria dos promotores de polimerase II, ela é 
a mais importante. A ligação de TFIID provoca uma grande distorção no DNA do 
TATA-box (Figura 10). 
As RNA-polimerases em funcionamento, tanto em bactérias quanto em eucario-
tos, estão associadas a uma série de fatores de alongamento, proteínas que dimi-
nuem a probabilidade de dissociação da RNA-polimerase antes que ela chegue ao 
término de um gene. 
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Além disso, as chaperonas de histonas ajudam a dissociar parcialmente os nu-
cleossomos à frente de uma RNA-polimerase em movimento e a associá-los após 
sua passagem. 
À medida que a RNA-polimerase se move sobre um gene, algumas das enzimas 
ligadas a ela modificam as histonas, deixando para trás um registro da passagem 
da polimerase. 
Figura 10 – Iniciação da transcrição pela RNA-polimerase II em uma célula eucariótica
Fonte: ALBERTS, 2017, p. 313
A função das chaperonas é auxiliar as proteínas no processo de enovelamento, garantindo 
que elas alcancem a estrutura espacial correta. Estudos caracterizam diferentes chaperonas. 
Acesse em: https://bit.ly/3eLYUSI
Ademais, a iniciação da transcrição requer as proteínas reguladoras de genes 
conhecidas como ativadoras transcricionais, que devem se ligar a sequências espe-
cíficas sobre o DNA (denominadas enhancers ou estimuladores) e contribuem para 
atrair a RNA-polimerase II para o ponto de iniciação da transcrição.Além disso, é necessária a presença de um grande complexo proteico conhecido 
como Mediador, o qual permite que as proteínas ativadoras se comuniquem adequa-
damente com a polimerase II e com os fatores gerais de transcrição. 
Por fim, requer o recrutamento de enzimas modificadoras da cromatina, como 
complexos remodeladores de cromatina e enzimas modificadoras de histonas 
(Figura 10). 
Ambos os tipos de enzimas podem aumentar o acesso ao DNA da cromatina e, 
assim, facilitam a montagem da maquinaria de iniciação da transcrição sobre o DNA. 
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Para iniciar a transcrição, a RNA-polimerase II deve ser liberada do grande com-
plexo de proteínas (Figura 11 b-alongamento). 
Figura 11 – Transcrição passo a passo: a- Iniciação, b- Alongamento, b- Terminação
Fonte: Wikimedia Commons
Teste seu conhecimento:
• Quais são os 3 tipos de RNA-polimerase em eucariotos? Cite a função de cada uma 
dessas enzimas;
• O que são os fatores gerais de transcrição?
• O que representa a sequência TATA-BOX?
• O que são as chaperonas?
• Qual é a função das proteínas ativadoras transcricionais? E do complexo mediador?
• Qual é a função dos complexos remodeladores de cromatina e enzimas modificadoras 
de histonas?
Fase de alongamento
A RNA polimerase II liberada abre a dupla hélice do DNA no segmento do gene 
contíguo ao promotor, expondo uma nova região da fita-molde para o pareamento 
de bases complementares, formando a bolha de transcrição, com a qual tem início 
a síntese do mRNA (fase de alongamento) (Figura 11-b). 
Uma etapa-chave para essa transição é a adição de grupos fosfato à “cauda” da 
RNA-polimerase (conhecida como CTD, ou domínio C-terminal, do inglês C-Terminal 
Domain) (Figura 12). 
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A polimerase pode, então, separar-se do agrupamento de fatores gerais de trans-
crição. Durante tal processo, sofre uma série de modificações conformacionais que 
fortalecem sua interação com o DNA e adquire novas proteínas que permitem trans-
crever por longas distâncias sem se dissociar do DNA. 
Figura 12 – Iniciação da transcrição de um gene eucariótico 
pela RNA-polimerase II e fosforilação
Fonte: ALBERTS, 2017 p. 310
Dessa maneira, a cadeia de RNA em formação é estendida, nucleotídeo a nucleo-
tídeo, na direção de 5’ para 3’ e faz com que a bolha avance. Isso ocorre porque os 
nucleotídeos à frente da bolha são separados, enquanto os que ficam para trás voltam 
a se unir. Essa união é possível porque lá o DNA se desliga dos ribonucleotídeos. 
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
O RNA, cada vez maior, permanece unido à cadeia molde de DNA por meio 
dos últimos ribonucleotídeos incorporados. A liberação quase imediata da fita de 
RNA do DNA, à medida que a primeira está sendo sintetizada, significa que muitas 
cópias de RNA podem ser produzidas a partir do mesmo gene em um período de 
tempo relativamente pequeno, antes que as moléculas anteriores de RNA tenham 
sido finalizadas. 
A mesma RNA-polimerase que inicia uma molécula de RNA deve terminar sua 
síntese sem dissociação do molde de DNA. Assim como na replicação do DNA, a 
hidrólise de ligações altamente energéticas fornece a energia necessária para pro-
mover a reação. 
Você Sabia?
Quando várias moléculas de RNA-polimerase usam a mesma região como molde, dei-
xando um pequeno intervalo entre si, mais de mil transcritos podem ser sintetizados em 
1 hora, a partir de um único gene!
O transcrito de RNA possui a sequência de nucleotídeos exatamente complemen-
tar à fita de DNA utilizada como molde. 
Ainda que a cadeia seja transcrita na direção 3' → 5' do gene, convencional-
mente se diz que a transcrição segue na direção 5' → 3', pois o RNA sintetizado 
corresponde – em sua polaridade e na sequência de seus nucleotídeos (substituindo 
o U por T) – à cadeia não transcrita do DNA. 
Além disso, a sequência do gene é definida pela sua cadeia 5' → 3'.
Figura 13 – Transcrição do DNA em RNA
Fonte: WATSON et al., 2015, p. 430
A transcrição se encerra quando a RNA polimerase chega à sequência de tér-
mino na extremidade 3' do gene. Nesse ponto, a enzima se desprende. O RNA 
também se solta e passa a se chamar transcrito primário. 
Teste seu conhecimento:
• Como é formada a bolha de transcrição? Qual a sua função?
• Por que ocorre a fosforilação da cauda da RNA-polimerase?
• Qual é o sentido da sequência do RNA transcrito?
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 Processamento do RNA
Muitos genes eucarióticos são compostos por blocos com sequências codificado-
ras chamadas é xons e as sequências não codificadoras, chamadas de í ntrons. 
Ao serem transcritos em uma molé cula de RNA, os í ntrons devem ser removidos 
e os é xons, unidos, para criar um mRNA para o gene. 
As sequências dos íntrons são removidas do RNA recentemente sintetizado por 
meio de um processo denominado splicing de RNA. 
Somente após ter ocorrido o splicing e o processamento das extremidades 5’ e 3’, 
esse RNA será denominado mRNA maduro (Figura 14). 
Figura 14 – Processamento do RNA
Fonte: WATSON, 2015, p. 468
O gene representado na figura contém quatro é xons separados por três í ntrons. 
A transcriç ã o a partir do promotor gera o pré -mRNA, apresentado na linha 
intermediá ria, que contém todos os é xons e í ntrons. O processamento remove os 
í ntrons e une os é xons, formando o mRNA maduro, que continua a ser modificado 
e é exportado do núcleo, para ser traduzido em um produto proteico. 
Tecnicamente, as regiõ es 5’ lí der e 3’ nã o codificadoras também são é xons por-
que elas são mantidas no mRNA maduro. Elas estão representadas na figura 14 em 
lilás para indicar sua condição de é xons não codificadores (WATSON, 2015).
Você Sabia?
O tamanho dos íntrons varia de aproximadamente 10 nucleotídeos a mais de 100 mil e a 
determinação dos limites exatos de cada íntron é uma tarefa extremamente difícil, mes-
mo com a ajuda de computadores de alto desempenho. A possibilidade da existência de 
splicing alternativo aumenta a dificuldade de previsão de sequências proteicas unica-
mente a partir de uma sequência genômica. Esse é um dos principais obstáculos para a 
identificação de todos os genes a partir de um genoma completo. Por isso, conhecemos 
somente o número aproximado de diferentes proteínas produzidas no genoma humano.
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
No meio de um número tão grande de íntrons, você não acha uma perda de 
tempo e energia removê-los por splicing do RNA? Lembra-se de que, antigamente, 
esse material genético era considerado DNA lixo? 
No entanto, foi descoberto que o arranjo éxon-íntron parece facilitar o apareci-
mento de proteínas novas e úteis em uma escala de tempo evolutiva. 
Sabia que cerca de 95% dos genes em humanos sofrem splicing de diferentes maneiras?
O splicing do RNA é realizado por moléculas especializadas de RNA relativamen-
te pequenas (possuem menos de 200 nucleotídeos cada uma) e não por proteínas. 
Existem cinco delas: U1, U2, U4, U5 e U6, conhecidas como snRNAs (peque-
nos RNAs nucleares – Small Nuclear RNAs), e cada uma é complexada com pelo 
menos sete subunidades proteicas para formar uma snRNP (Pequena Ribonucleo-
proteína Nuclear, de Small Nuclear Ribonucleoprotein). 
Essas moléculas reconhecem as sequências nucleotídicas que especificam onde o 
splicing deve ocorrer e também catalisam o splicing. 
As snRNPs constituem o spliceossomo que é um grande arranjo de moléculas de 
RNA e de proteínas responsável pelo splicing do pré-mRNA na célula. 
Os spliceossomos são grandes arranjos formados por snRNPs e precursores de mRNA. 
Acesse o link a seguir para entender melhor o que é o splicessomos. 
Disponível em: https://bit.ly/30tJVrF
A marcação dos limites entre éxons e íntrons e a organização do spliceossomo se 
iniciam sobre a molécula de RNA enquanto ela ainda está na fase de extensão de sua 
extremidade 3’ pela RNA-polimerase. 
Entretanto, o verdadeiro processo químico do splicing pode ocorrer mais tarde, 
significando que os íntrons não são necessariamente removidos da molécula depré-
-mRNA na ordem em que eles se encontram dispostos na cadeia de RNA. 
Ao final de uma reação de splicing, o spliceossomo promove a ligação de um con-
junto de proteínas ao mRNA, próximo à região anteriormente ocupada pelo íntron. 
Essa região é o Complexo de Junção do Éxon (EJC – Exon Junction Complex). 
Essas proteínas marcam o sítio de um evento de splicing que ocorreu com sucesso e 
influenciou o destino subsequente do mRNA (Figura 15).
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Figura 15 – Reação de processamento mediada pelo spliceossomo
Fonte: Wikimedia Commons
Trocando Ideias...
Você deve estar se perguntando: como a célula consegue distinguir as moléculas de 
mRNA maduras, que ela deseja manter, da enorme quantidade de detritos gerados pelo 
processamento de RNA? Pense bem, quando uma molécula de RNA é processada, ela 
perde certas proteínas e adquire outras, o que a distingue das demais. 
Os mRNAs processados de forma inadequada e outros resíduos de RNA são reti-
dos no núcleo onde, eventualmente, serão degradados pelo exossomo nuclear, um 
grande complexo proteico. 
Por sua vez, os mRNAs adequadamente processados são transportados através 
dos Complexos do Poro Nuclear (NPCs – Nuclear Pore Complexes), poros aquo-
sos da membrana nuclear, os quais conectam diretamente o nucleoplasma e o citosol. 
Teste seu conhecimento:
• O que é splicing de RNA?
• O que é spliceossomo?
• Quando o RNA é denominado mRNA maduro?
• Como funciona o mecanismo de splicing de pré-mRNA?
• O que são éxons e íntrons?
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Transposons, Retrovírus e Recombinação
Embora os genomas possam apresentar falhas na maquinaria genética que resul-
tem em rearranjos genômicos, genomas também apresentam elementos móveis de 
DNA como uma fonte importante de alterações genômicas. 
Esses elementos de transposição de DNA (transposons) são como sequências pa-
rasitas de DNA capazes de se disseminarem nos genomas que colonizam, frequen-
temente, interrompendo a função ou alterando a regulação dos genes existentes. 
Evolutivamente, os eventos de transposição de DNA atuaram significativamente nos 
genomas, tanto que quase metade do DNA do genoma humano consiste em vestí-
gios de eventos de transposição passados.
Transposons – Pedaços de DNA que mudam o endereço do genoma. 
Disponível em: https://bit.ly/2DYDqFD
Os genomas de praticamente todos os organismos contêm elementos genéticos 
móveis capazes de se mover de uma posição do genoma para outra, por um processo 
de recombinação. 
Os elementos genéticos móveis transpostos diretamente como DNA são chama-
dos de transposons e podem se retirar do genoma, saindo de um local e se moven-
do para outro. 
Os elementos móveis que são transpostos para novos locais no genoma por meio 
de um intermediário de RNA são chamados retrotransposons, os quais fazem uma 
cópia de RNA de si mesmos e introduzem esta nova cópia em outro local do genoma, 
enquanto também permanecem no local original. 
Os retrovírus são como retrotransposons que desenvolveram genes que codifi-
cam capsídeos virais, permitindo sua transposição entre as células. Em resumo, os 
transposons são transpostos por um mecanismo de corte e colagem, e os retrotrans-
posons movem-se por um mecanismo de cópia e colagem, em que a cópia é um 
RNA intermediário. 
Na transposição, uma enzima específica, normalmente codificada pelo próprio 
transposon e chamada de transposase, atua em uma sequência específica de DNA 
presente em cada extremidade do transposon, causando sua inserção em um novo 
sítio-alvo de DNA. 
A maioria dos transposons é pouco seletiva na escolha dos sítios-alvo e, portanto, 
pode se inserir em diversos locais em um genoma. A maior parte dos transposons 
move-se raramente. Movimentos muito frequentes, provavelmente, destruiriam o ge-
noma da célula hospedeira.
24
25
A transposição é fundamental no ciclo de vida de diversos vírus, especialmente os 
retrovírus, que inclui o vírus HIV. Fora da célula, um retrovírus existe como um geno-
ma de RNA fita simples, empacotado em uma capa proteica – o capsídeo, portando 
a enzima transcriptase reversa codificada pelo vírus. 
Ao infectar uma célula, a transcriptase reversa usa o genoma de RNA viral como 
molde para sintetizar uma cópia de DNA de fita dupla do genoma viral, a qual entra 
no núcleo e se integra nos cromossomos da célula hospedeira, podendo persistir e, 
inclusive, ser transmitido para futuras gerações celulares. Designa-se como retrovírus 
devido a sua capacidade de reverter o fluxo mais habitual do DNA para o RNA. 
Retrotransposons são divididos em duas categorias principais: aqueles que con-
têm e os que não contêm repetições terminais longas (LTRs). 
Depois que o retrovírus infecta a célula, a transcrição reversa do seu genoma 
de RNA pela transcriptase reversa viral produz um DNA de fita dupla contendo 
LTRs completas. 
Essa síntese de DNA ocorre no citoplasma. O DNA de fita dupla com uma LTR 
em cada extremidade é, então, transportado para o núcleo associado à integrase, 
outra enzima codificada pelos vírus. 
A estrutura e os mecanismos dessas integrases assemelham-se muito aos das 
transposases dos transposons de DNA. 
Os LINEs (Elementos Nucleares Intercalados Longos), SINEs (Elementos Nucle-
ares Intercalados Curtos), elementos semelhantes a retrovírus, e transposons exclu-
sivamente de DNA são elementos genéticos móveis que se multiplicaram no nosso 
genoma pela autorreplicação e inserção das novas cópias em diferentes posições. 
Juntos, os LINEs e os SINEs constituem mais de 30% do genoma humano. Existem 
500 mil cópias de LINEs e mais de 1 milhão de cópias de SINEs.
Teste seu conhecimento:
• O que é transposons?
• A transposição é fundamental no ciclo de vida de diversos vírus?
• O que é retrotransposons? Quais são as duas categorias?
Tradução das Proteínas
A conversão da informação de RNA para proteína representa uma tradução. 
A síntese de proteínas ocorre no citoplasma (no caso de eucariotos), mais especifica-
mente nos ribossomos, os quais são formados no citosol. Nas células eucarióticas, a 
molécula de mRNA produzida por transcrição contém éxon e íntron. 
25
UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Como vimos anteriormente, os íntrons são sequências não codificadoras e, por 
isso, antes de a molécula de RNA ser traduzida em proteína, os íntrons são removi-
dos por uma reação de splicing. 
Conforme, você viu no início desta unidade, três tipos de moléculas de RNA rea-
lizam diferentes funções em eucariotos – mRNA, tRNA e rRNA (Figura 16 A). 
Nos procariotos, a produção de moléculas de mRNA é muito mais simples, pois 
não possuem um núcleo, a transcrição e a tradução acontecem em um comparti-
mento comum, e a tradução de um mRNA bacteriano frequentemente tem início 
antes da sua síntese ter sido concluída (Figura 16 B).
Figura 16 – Comparação das etapas que levam o gene 
à proteína em eucariotos e em bactérias
Fonte: ALBERTS, 2017, p. 315
Compreender o processo de transcrição foi fácil. Agora, como a informação con-
tida em um mRNA pode ser traduzida para aminoácidos, que possuem estruturas 
químicas tão diferentes? 
Ainda maior é o desafio, visto que existem apenas 4 nucleotídeos diferentes e 
20 aminoácidos! 
A degeneração do código genético: o design onipresente da vida
O “código genético” é a correspondência entre quatro nucleotídeos de RNA 
(A, U, C e G) que se combinam em grupos de três em três aminoácidos (có-
dons), o que resulta em 64 combinações possíveis. Destas, 61 decifram amino-
ácidos e 3 determinam o término da tradução – conhecidos como códons de 
parada (Tabela 1). 
Se observarmos a Tabela do Código Genético, veremos que os códons que repre-
sentam um mesmo aminoácido são parecidos entre si e costumam diferir apenas no 
terceiro nucleotídeo. Somente 20 aminoácidos diferentes são normalmente encon-
trados nas proteínas.
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27
Tabela 1 – Relação entre códons e aminoácidos
2a base
U C A G
1abase 
U
UUU(Phe/F)Fenilalanina
UUC (Phe/F) Fenilalanina
UUA (Leu/L) Leucina
UUG (Leu/L)Leucina, Start
UCU (Ser/S) Serina
UCC (Ser/S) Serina
UCA (Ser/S) Serina
UCG (Ser/S) Serina
UAU (Tyr/Y) Tirosina
UAC (Tyr/Y) Tirosina
UAA ”Ocre” (Stop)
UAG ”Âmbar” (Stop)
UGU (Cys/C) Cisteína
UGC (Cys/C) Cisteína
UGA ”Opala” (Stop)
UGG (Trp/W) Triptofano
C
CUU (Leu/L) Leucina
CUC (Leu/L) Leucina
CUA (Leu/L) Leucina
CUG (Leu/L) Leucina, Start
CCU (Pro/P) Prolina
CCC (Pro/P) Prolina
CCA (Pro/P) Prolina
CCG (Pro/P) Prolina
CAU (His/H) Histidina
CAC (His/H) Histidina
CAA (Gln/Q) Glutamina
CAG (Gln/Q) Glutamina
CGU (Arg/R) Arginina
CGC (Arg/R) Arginina
CGA (Arg/R) Arginina
CGG (Arg/R) Arginina
A
AUU (Ile/I) Isoleucina, Start
AUC (Ile/I) Isoleucina
AUA (Ile/I) Isoleucina
AUG (Met/M) Metionina, Start
ACU (Thr/T)Treonina
ACC (Thr/T)Treonina
ACA (Thr/T)Treonina
ACG (Thr/T)Treonina
AAU (Asn/N) Asparagina
AAC (Asn/N) Asparagina
AAA (Lys/K) Lisina
AAG (Lys/K) Lisina
AGU (Ser/S) Serina
AGC (Ser/S) Serina
AGA (Arg/R) Arginina
AGG (Arg/R) Arginina
G
GUU (Val/V) Valina
GUC (Val/V) Valina
GUA (Val/V) Valina
GUG (Val/V) Valina, Start
GCU (Ala/A) Alanina
GCC (Ala/A) Alanina
GCA (Ala/A) Alanina
GCG (Ala/A) Alanina
GAU (Asp/D) Ácido aspártico
GAC (Asp/D) Ácido aspártico
GAA (Glu/E) Ácido glutâmico
GAG (Glu/E) Ácido glutâmico
GGU (Gly/G) Glicina
GGC (Gly/G) Glicina
GGA (Gly/G) Glicina
GGG (Gly/G) Glicina
Fonte: Wikimedia Commons
Dessa forma, devemos pensar que ou algumas trincas de nucleotídeos nunca são 
usados ou o código é redundante e alguns aminoácidos são determinados por mais 
de uma trinca. 
O que você imagina? 
De fato, essa segunda possibilidade é a correta, o que foi demonstrado pelo código 
genético completamente decifrado. 
A maioria dos aminoácidos é codificada por mais de um códon. Apenas dois – 
metionina e triptofano – possuem um único códon.
No outro extremo, leucina, serina e arginina são especificados, cada um deles, 
por seis códons diferentes. Os diferentes códons para um dado aminoácido são cha-
mados de códons sinônimos. 
A síntese de todas as cadeias polipeptídicas em células procarióticas e eucarióticas 
começa com o aminoácido metionina. 
Na maioria dos mRNAs, o códon de início (iniciador) que especifica a metionina 
aminoterminal é o AUG. Três códons, UAA, UGA e UAG não especificam ami-
noácidos, mas constituem códons de parada (stop) que marcam o final carboxil de 
cadeias polipeptídicas em quase todas as células (Tabela 1). 
Dependendo de onde começa o processo de decodificação, uma sequência de RNA 
pode ser traduzida em qualquer uma das três diferentes fases de leitura (Figura17). 
Entretanto, apenas uma das três fases de leitura contém a mensagem real e codi-
fica a proteína necessária.
27
UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Figura 17 – As três fases de leitura possíveis para a síntese de proteínas
Fonte: ALBERTS, 2017, p. 334
No processo de tradução de uma sequência nucleotídica (azul) para uma sequên-
cia de aminoácidos (vermelho), a sequência de nucleotídeos na molécula de mRNA é 
lida da extremidade 5’ para a 3’ em grupos sequenciais de três nucleotídeos. 
Em princípio, portanto, a mesma sequência de RNA pode determinar três sequências 
completamente diferentes de aminoácidos, dependendo da fase de leitura. Entretanto, 
apenas uma das três fases de leitura contém a mensagem real (ALBERTS, 2017). 
Antes de discutirmos as etapas da tradução, devemos detalhar a estrutura e o 
funcionamento dos seus principais integrantes.
Teste seu conhecimento:
• Onde ocorre a tradução de proteínas em eucariotos e procariotos?
• O que é o código genético?
• Quais são os códons de parada?
• Qual aminoácido inicia a síntese de todas as cadeias polipeptídicas 
em células procarióticas e eucarióticas?
A estrutura do ribossomo
Um ribossomo é composto por moléculas de rRNA diferentes e cerca de 83 
proteínas, organizados em uma subunidade grande e uma pequena. A subunidade 
ribossomal menor contém uma única molécula de rRNA – denominado rRNA pequeno, 
28
29
e a subunidade maior contém uma molécula de rRNA grande e uma molécula de 
rRNA 5S e, no caso de eucariotos, há uma molécula adicional de rRNA 5.8S. 
O ribossomo completo nas bactérias é 70S e em eucariotos 80S. 
Em eucariotos, as subunidades menores e maiores dos ribossomos são formadas 
no nucléolo, de maneira que os rRNAs recentemente transcritos e modificados se as-
sociam às proteínas ribossômicas que foram transportadas para o núcleo após a sua 
síntese no citoplasma. 
As duas subunidades ribossômicas são exportadas para o citoplasma e unidas para 
a síntese de proteínas. Quando a síntese de proteínas não está ativa, as duas subunida-
des do ribossomo estão separadas. 
Um ribossomo é formado por quatro sítios de ligação ao RNA: um para o mRNA 
e três para tRNAs (chamados de sítios A, P e E) (Figura 18). 
O sítio A, ou sítio de entrada de aminoacil-tRNA, é onde o tRNA, recém-chegado 
ao ribossomo, associa-se e carrega o aminoácido a ser incorporado na cadeia polipep-
tídica em crescimento. O sítio P, ou sítio de ligação do peptidil-tRNA, é onde se associa 
a molécula de tRNA ligada à extremidade carboxílica do polipeptídeo em crescimento. 
O sítio E, ou sítio de saída (do inglês exit), é ocupado transitoriamente pelo tRNA 
livre de aminoácido que acabou de sair do sítio P e que está saindo do ribossomo. Por-
tanto, o caminho que o tRNA segue no ribossomo é na seguinte sequência: entrada no 
sítio A, passa para o sítio P e deixa o ribossomo pelo sítio E. Uma molécula de tRNA 
apenas se liga com alta afinidade aos sítios A e P se seus anticódons formarem pares 
de bases com o códon complementar (permitindo-se oscilamento da terceira base) na 
molécula de mRNA que está ligada ao ribossomo. A região do ribossomo que garante 
o emparelhamento códon-anticódon é chamada de centro decodificador.
Figura 18 – Estrutura do ribossomo
Fonte: ALBERTS, 2017, p. 542
29
UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Teste seu conhecimento:
• Quais são as duas subunidades do ribossomo? Quando elas se separam?
• Quais são os sítios de ligação do RNA no ribossomo?Qual é a função destes sítios?
O papel do RNA-transportador (RNA)
As moléculas de tRNA transportam aminoácidos para os códons no mRNA.
Os tRNAS são constituídos por quatro hastes dupla-hélices curtas. Três delas 
possuem alças e, na haste restante, sem alças, encontram-se as extremidades 3’ e 5’ 
livres da cadeia.
Uma pequena região de fita simples na extremidade 3’ é o sítio aceptor – onde o 
aminoácido que corresponde ao códon é ligado ao tRNA. 
Em todos os tRNAs, a extremidade 3’ da haste aceptora de aminoácidos apre-
senta a sequência CCA, a qual é geralmente adicionada após a síntese e o processa-
mento do tRNA (Figura 19). 
Figura 19 – Estrutura do RNAt
Fonte: ZAHA, 2014, p. 259
30
31
Os tRNAs eucarióticos são sintetizados pela RNA-polimerase III. Os tRNAs, tanto 
bacterianos quanto eucarióticos, são sintetizados na forma de grandes tRNAs precur-
sores, os quais devem ser clivados para a formação do tRNA maduro. 
Além disso, alguns tRNAs precursores apresentam íntrons que devem ser retirados 
por splicing, reação distinta do splicing do pré-mRNA – não ocorrendo a formação 
de uma alça intermediária, aqui feita por meio de um mecanismo de corte e colagem 
catalisado por proteínas. 
É fundamental para esse mecanismo que o tRNA precursor esteja corretamente 
enovelado em forma de “folha de trevo” (Figura 20). 
Aqueles que apresentarem enovelamento errado não serão adequadamente pro-
cessados. Logo, podemos considerar uma etapa de controle de qualidade na geração 
dos tRNAs.
Aproximadamente 1 em cada 10 nucleotídeos de uma molécula de tRNA madura 
é uma versão alterada dos ribonucleotídeos padrão G, U, C ou A, como inosina, di-
-hidrouridina e pseudouridina. A inosina pode formar pares de base fora do padrão 
(pareamento não Watson-Crick) com A, C e U. 
Dessa forma, um tRNA com inosina na posição oscilante reconhece os códons 
de mRNA correspondentes com A, C ou U na terceira posição. Isto é comum em 
tRNAs para códons sinônimos – que especificamum mesmo aminoácido. Sabendo 
que o código genético é degenerado, você já deve imaginar que alguns aminoácidos 
são codificados por mais de um tRNA. 
O fato de alguns tRNAs não requererem um pareamento exato na terceira posi-
ção faz muito sentido, já que há tantos códons alternativos para um aminoácido que 
diferem apenas em seu terceiro nucleotídeo. 
Figura 20 – Pareamento oscilante de bases entre códons e anticódons
Fonte: ALBERTS, 2017, p. 336
31
UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
A ligação de um tRNA com seu aminoácido específico é catalisada por uma enzi-
ma chamada aminoacil-tRNA sintetase, existindo pelo menos vinte tipos diferentes, 
uma para cada aminoácido. 
Aminoacil-tRNA-sintetases reconhecem seus tRNAs pela interação com a alça do 
anticódon e com a haste aceptora. 
No caso de tRNAs incorretos estruturalmente semelhantes ao que seria correto, 
bases específicas irão inibir a ligação do incorreto. 
Carregando um RNAt com um aminoácido. Disponível em: https://bit.ly/2BeKZqH
Um tRNA é denominado de acordo com o aminoácido ao qual ele se liga. Por 
exemplo, o tRNA que se liga ao aminoácido alanina é chamado tRNA-Ala. É impor-
tante lembrarmos que um RNA é sempre escrito no sentido 5’→ 3’. 
Assim, temos de ter em mente que os códons do mRNA e os anticódons dos 
tRNA estão escritos no mesmo sentido, o qual é contrário a seu emparelhamento, 
que é antiparalelo. 
Isso quer dizer que a primeira base na sequência do anticódon emparelha-se à 
terceira base do códon. Por exemplo, CGU é o anticódon correspondente ao códon 
ACG, pois ambos estão escritos no mesmo sentido, de 5’ para 3’, mas eles se empa-
relham em sentidos opostos, como mostrado a seguir: anticódon 3’UGC 5’, códon 
5’ACG 3’ (figura 21).
Figura 21 – Tradução de proteínas
Fonte: Adaptado de pt.khanacademy.org
O processo de síntese de proteínas costuma ser dividido em três etapas: inicia-
ção, alongamento e término (Figura 22).
32
33
Figura 22 – Produção de uma proteína por uma célula eucariótica
Fonte: ALBERTS, 2017, p. 361
Teste seu conhecimento:
• De que se constitui a estrutura do tRNA?
• Qual é a funçao do tRNA?
• Qual é a função da inosina?
• Como ocorre o emparelhamento do tRNA com o mRNA?
33
UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
A iniciação da tradução em procariontes
Em bactérias, o processo de iniciação da tradução requer a presença de uma 
subunidade menor do ribossomo (30S), um tRNA especial iniciador da tradução, 
uma molécula de mRNA e três fatores proteicos de iniciação, denominados IF-1, IF-2 
e IF-3, além da presença de GTP. Inicialmente, a subunidade ribossomal 30S livre 
associa-se a um mRNA e aos fatores de iniciação IF-3 e IF-1. 
A formação desse complexo depende da interação de bases entre uma sequência 
do rRNA 16S e uma região especial do mRNA, conhecida como sequência Shine-
-Dalgarno. 
Essa sequência consenso corresponde a seis bases (AGGAGG) localizadas sete 
nucleotídeos à jusante (5’) do códon de iniciação AUG (Figura 23).
Figura 23 – Iniciação da tradução em bactérias
Fonte: Wikimedia Commons 
Um tRNA especial, o tRNAf-Met liga-se a uma metionina, que é enzimaticamente 
convertida em N-formilmetionina que, associado ao fator IF-2, junta-se ao complexo 
subunidade ribossomal 30S-mRNA. 
Para essa combinação, há a participação do fator IF-1 e de GTP, como fornecedor 
de energia. O passo final da iniciação é a associação da subunidade maior do ribos-
somo constituindo um ribossomo completo. 
Para tal, é preciso que o IF-3 (também chamado de fator antiassociação das su-
bunidades ribossomais) se dissocie do complexo. O IF-3 e a subunidade 50S nunca 
ficam associados simultaneamente à subunidade ribossomal menor. 
O RNAtf-Met iniciador posiciona-se, então, no sítio P do ribossomo completo. 
Esse é o único tRNA bacteriano capaz de entrar no sítio P diretamente, sem ter 
de passar pelo sítio A, como acontece com os demais RNA transportadores. 
Com o tRNA iniciador no sítio P, o sítio A fica posicionado no segundo códon do 
mensageiro e irá determinar qual aminoacil-RNAt será incorporado nessa posição. 
A iniciação da tradução em eucariontes 
A iniciação da tradução em eucariontes é mais complexa que nos procariontes. 
Durante a primeira etapa da tradução, as subunidades ribossomais grande e pequena 
34
35
se associam em torno de um mRNA que tem um tRNA iniciador ativado corretamente 
posicionado no códon de início no sítio P do ribossomo (Figura 24 A). A primeira 
etapa do início da tradução é a formação de um complexo de pré-iniciação 43S, o qual 
é formado quando a subunidade 40S ligada com eIFs 1, lA e 3 se associa ao eIF5 e a 
um complexo composto por Met-tRNAiMer e eIF2 ligados ao GTP.
O mRNA a ser traduzido é ligado pelo complexo de múltiplas subunidades eIF4, 
que interage com cap 5'. 
O eIF4G liga-se ao eIF4E e ao mRNA, enquanto o eIF4A se liga ao eIF4G e 
ao mRNA. 
O eIF4B junta-se a esse complexo, ativando a capacidade de RNA-helicase de eI-
F4A, que remove estruturas secundárias, já que a extremidade 5’ do mRNA precisa 
estar livre de interações para se ligar à subunidade menor (Figura 24 B). 
Após as interações entre o eIF4G ligado ao mRNA desestruturado e os fatores 
ligados à subunidade menor, recrutam o complexo de pré -iní cio 43S para o mRNA, 
formando o complexo de pré -iní cio 48S.
Figura 24 – Associaç ã o da subunidade ribossomal menor e do 
tRNA iniciador sobre o mRNA de eucariotos
Fonte: WATSON, 2015, p. 468
35
UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
O Alongamento da Cadeia Polipeptídica 
O alongamento compreende todas as reações que ocorrem desde a formação da 
primeira ligação peptídica até a incorporação do último aminoácido do peptídeo, 
sendo a etapa mais rápida da síntese de proteínas. 
Em bactérias, a síntese de um polipeptídeo com 300 aminoácidos leva cerca de 
20 segundos. Em eucariontes, a velocidade é menor: são adicionados cerca de dois 
aminoácidos por segundo. 
Durante o alongamento da cadeia, cada aminoacil-tRNA adicionado se desloca 
entre os três sítios ribossomais. 
O complexo ribossomo-Met-tRNAiMet corretamente posicionado está pronto 
para começar a tarefa de adição gradual de aminoácidos durante a tradução do 
mRNA ligado. Assim como na iniciação, aqui também há um conjunto de proteínas 
especiais – Fatores de alongamento (EFs) da tradução. 
Há dois fatores de alongamento (fatores de extensão da cadeia) que entram e 
saem do ribossomo a cada ciclo, hidrolisando GTP em GDP e induzindo modifica-
ções conformacionais que dão seguimento ao processo. 
Esses fatores são denominados EF-Tu e EF-G em bactérias, e EF1 e EF2 em eucario-
tos. Além de promover a tradução, EF-Tu é importante para aumentar a sua precisão. 
Primeiramente, o rRNA 16S na subunidade menor do ribossomo verifica o cor-
reto pareamento códon-anticódon enrolando-se em torno dele e avaliando seus de-
talhes moleculares. O rRNA fecha-se firmemente em torno do par códon-anticódon 
quando um pareamento correto é encontrado, o que leva a uma alteração conforma-
cional no ribossomo que induz a hidrólise do GTP pelo EF-Tu. 
A formação da ligação peptídica, entre o grupo amino do aminoacil tRNA e 
o carboxila do peptídeo em crescimento, é catalisada numa região do ribossomo 
chamado de centro peptidil-transferase. Existe um fator – o EF-T – que regenera o 
EF-Tu GTP. 
Após a primeira ligação peptídica formada, o ribossomo se transloca ao longo 
do mRNA em uma distância equivalente a um códon. O peptidil tRNA presente no 
sítio A do ribossomo é translocado ao sítio P, e o tRNA descarregado é transferido 
ao sítio E. 
O passo de translocação requer energia oriunda da clivagem do GTP e a presen-
ça do fator de elongação EF-G, o qual se desliga do ribossomo após a hidrólise do 
GTP – o que acarreta que o processo seja irreversível. Isso previne que o ribossomo 
se mova ao longo do RNA na direção errada ou que se transloque em um número 
incorreto de nucleotídeos. O ribossomo move-se três nucleotídeos em direção à ex-
tremidade 3’ do mRNA. 
36
37Uma formação códon-anticódon incorreta não provoca a alteração conformacio-
nal que leva à hidrólise de GTP, e os tRNAs incorretos tenderão a sair do ribossomo 
antes que possam ser utilizados na síntese de proteínas. 
Somente após a hidrólise do GTP ocorre a dissociação do EF-Tu do ribossomo, e 
depois ainda há uma segunda oportunidade para que o ribossomo impeça que um 
aminoácido incorreto seja adicionado na cadeia em formação. 
Há um pequeno intervalo de tempo durante o qual o aminoácido carregado pelo 
tRNA é movido para sua posição no ribossomo. Esse intervalo de tempo é menor para 
pareamentos códon-anticódon corretos quando comparado a pareamentos incorretos.
Além do fato de tRNAs incorretamente pareados dissociarem-se mais rapida-
mente, já que suas interações com os códons são mais fracas. Todos esses mecanismos 
de controle e regulado processo resultam em uma precisão do ribossomo no processo de 
tradução do RNA em proteína de 99,99%.
Uma proteína é sintetizada, passo a passo, a partir de sua extremidade N-terminal 
para sua extremidade C-terminal. Durante todo o processo, a extremidade carboxila 
em crescimento da cadeia polipeptídica permanece ativada por meio da ligação 
covalente ao tRNA (que forma o peptidil-tRNA). 
Essa ligação covalente altamente energética é desfeita a cada adição, porém, ime-
diatamente substituída por uma ligação idêntica no último aminoácido adicionado. 
Portanto, cada aminoácido adicionado carrega a energia de ativação para a adição 
do próximo aminoácido, em vez de energia para a sua própria adição, direcionando 
a polimerização contínua e o crescimento da cadeia. 
O término da tradução 
O término compreende os processos necessários à liberação do polipeptídeo 
pronto. Como já vimos, existem três códons do código genético (UAG, UAA e UGA) 
que não são reconhecidos por um tRNA e não determinam um aminoácido. Em vez 
disso, sinalizam para o ribossomo o final da tradução, marcando a localização do 
término da cadeia polipeptídica. 
As proteínas conhecidas como fatores de liberação ligam-se a qualquer ribossomo 
que possua um códon de terminação posicionado no sítio A. Esses fatores também 
requerem a presença de um peptídil-tRNA no sítio P para agir. 
O eRFl eucariótico atua pela ligação ao sítio A ribossomal e pelo reconhecimento 
direto de códons de parada. O segundo fator de liberação eucariótico, eRF3, é uma 
proteína de ligação ao GTP. 
O complexo eRF3-GTP atua em conjunto com o eRFl para promover a clivagem 
do peptidil-tRNA, liberando a cadeia proteica completa. A GTPase eRF3 monitora 
o reconhecimento correto de um códon de parada pelo eRFl. 
37
UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
O peptidil-tRNA ligado ao tRNA no sítio P não é clivado até que um dos três 
códons de parada seja corretamente reconhecido pelo eRFl. As bactérias possuem 
dois fatores de liberação (RFl e RF2), que são funcionalmente análogos ao eRFl, e 
um fator de ligação a GTP (RF3), análogo ao eRF3. 
Essa reação libera a extremidade carboxila da cadeia polipeptídica em cresci-
mento de sua conexão a uma molécula de tRNA. Tendo em vista que normalmente 
apenas essa conexão mantém o polipeptídeo em crescimento unido ao ribossomo, a 
cadeia de proteína finalizada é imediatamente liberada no citoplasma. 
O ribossomo, então, libera sua molécula de mRNA e dissocia suas subunidades 
maior e menor, que podem se associar na mesma molécula de mRNA ou uma outra 
e começar um novo ciclo de síntese proteica. 
Procariotos e eucariotos utilizam métodos que aumentam significativamente a 
capacidade de as células sintetizarem uma alta quantidade de proteínas. Em ambos, 
é feita a tradução simultânea de uma única molécula de mRNA por vários ribosso-
mos que se arranjam formando polirribossomos. Assim que um primeiro ribossomo 
tenha traduzido o suficiente da sequência nucleotídica para se mover, a extremidade 
5’ da molécula de mRNA é capturada por um novo ribossomo. 
Olhando da extremidade 5’ para a 3’ do mRNA, os ribossomos a ele associa-
dos apresentam proteínas nascentes progressivamente maiores, pois os ribosso-
mos mais próximos da extremidade 3’ estão mais próximos do fim da síntese da 
cadeia polipeptídica. 
Em bactérias, os polirribossomos podem ser encontrados associados ao DNA, 
visto que a tradução e a transcrição são acopladas. Já em eucariotos, os polirribos-
somos são encontrados no citoplasma, livres no citosol ou presos às paredes do 
retículo endoplasmático. 
Teste seu conhecimento
• Qual é a diferença entre a iniciação da tradução em procariotos e eucariotos?
• Como ocorre a formação da ligação peptídica? Qual enzima participa desse processo?
• Quais são os fatores de extensão da cadeia peptídica? Como atuam nesta função?
• Como ocorre o término da tradução em procariotos e eucariotos?
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Alongamento e término da síntese de proteinas
Alongamento e término da síntese de proteinas. In: ALBERTS, Bruce. Biologia 
molecular da célula. 6.ed. Porto Alegre: ArtMed 2017, p. 343-5. 
 Leitura
Etapas da transcrição
https://bit.ly/32EME4e
Etapas da tradução. Uma visão mais aprofundada sobre como os polipeptídeos (proteínas) são produzidas. 
Iniciação, alongamento de terminação
https://bit.ly/32PJvyP
Transcrição e processamento do RNA 
https://bit.ly/2ZJ3woG
Síntese de proteínas
https://bit.ly/3jpx4Q0
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UNIDADE Do DNA aos Diversos Tipos RNA
Referências
ALBERTS, B. Biologia molecular da célula. 6.ed. Porto Alegre: ArtMed, 2017.
DE ROBERTIS, E. M. Biologia celular e molecular. 16. Rio de Janeiro Guanabara 
Koogan 2014 1 
LODISH, H. et al. Biologia celular e molecular. 7.ed. Porto Alegre: ArtMed 2014.
WATSON, J. D. Biologia Molecular do Gene. 7.ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.
ZAHA, A.; FERREIRA, H. B.; PASSAGLIA, L. M. P. Biologia Molecular Básica. 
5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
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