Tradução e Ligação de Aminoácidos aos tRNAs

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Tradução e Código Genético
Ligação de aminoácidos aos tRNAs
- O ribossomo permite a entrada de tRNA com seus respectivos aminoácidos. Mas cabe lembrar que o aa não está ligado diretamente ao tRNA, e por isso precisa-se da ação de enzimas da família Aminoacyl-tRNA sintetase. 
Essas enzimas possuem 2 sítios de reconhecimento. No sítio superior ela reconhece um aminoácido correspondente, que se liga e interage com a enzima juntamente com a molécula de ATP. Essa molécula de ATP vai ser clivada e o AMP será ligado covalentemente ao aminoácido, liberando pirofosfato. 
Após ao aa estar ligado covalentemente ao AMP, um tRNA será reconhecido pela enzima por um outro sítio que irá reconhecer anticódon e também pela haste aceptora que é uma extremidade da região 3’. Sendo o tRNA o correspondente para transportar o aa, ocorre a liberação do AMP e depois a liberação do tRNA com o aa ligado. 
	> quando o tRNA entra na enzima (primeiro contato) ele é chamado de descarregado, e somente quando ele está com o aa ligado que ele passa a ser chamado de carregado. 
obs. Mutações nessas enzimas podem ser catastróficas, pois se ela é específica para reconhecer um aa e aí passa a reconhecer outro aa e faz a ligação dele com o tRNA errado. Isso pode gerar consequências drásticas na síntese proteica. 
Sítios de ligação do tRNA ao ribossomo
- O ribossomo apresenta 2 subunidades: 30s e 50s. 
- Temos a presença de 3 sítios que começam na extremidade 30s e se projetam para 50s, são os sítios de E, P e A. Em essência, o tRNA carregado, vai entrar no ribossomo pelo sítio A. O sítio P contém o tRNA que está ligado com a cadeia polipeptídica nascente. E o sítio E está presente o tRNA que já doou o aa presente, estando descarregado e pronto para sair do ribossomo. 
- O deslocamento do ribossomo ao longo do mRNA é de 5’-3’ (tradução). Enquanto que a cadeia polipeptídica nascente é traduzida da extremidade N-terminal para sua porção C-terminal. Existe uma correspondência entre 5’-3’ para N-terminal e C-terminal. A proteína começa a ser sintetizada então na sua porção N-terminal e finaliza na sua porção C-terminal. 
Fases da tradução
- Iniciação da cadeia polipeptídica. 
- Elongação da cadeia. 
- Término da cadeia. 
 
- A tradução do mRNA acontece após o mensageiro ser circularizado. Na imagem conseguimos ver o mRNA em forma circular, pois proteínas que se ligam na extremidades 5’ interagem com a extremidade 3’ ou com a cauda poli A, e é exatamente essa interação que permite a circularização, o que faz com que o ribossomo identifique o RNA como mensageiro e comece o processo de tradução. 
Na imagem é possível observar ainda a presença de vários ribossomos ligados ao mRNA. Naturalmente a cadeia polipeptídica nascente, mais próxima da extremidade 5’ do mensageiro, essa cadeia é menor. Quando o ribossomo vai se deslocando ao longo do mRNA no sentido 5’ - 3’, a cadeia vai ser sintetizada e por isso que o ribossomo ligado ao códon de ligação possui uma cadeia polipeptídica muito maior. 
Início da tradução em E. coli
- A fase de iniciação da tradução engloba todos os eventos que antecedem a formação da ligação peptídica entre os dois primeiros aminoácidos. 
	> subunidade 30s do ribossomo
	> tRNA iniciador (tRNAfMet)
	> mRNa
	> fatores de iniciação: IF-1, IF-2, IF-3
	> uma molécula de GTP
	> subunidade 50s do ribossomo
Inicialmente o tRNAfMet será reconhecido pelo IF-2. Os dois se ligam e formam um complexo. Paralelamente, o IF-3 e a subunidade 30s do ribossomo interagem com o mRNA, de forma que a subunidade 30s se posiciona próximo ao códon de iniciação AUG. 
Juntando essas duas partes, as interligas junto com o IF-1 + GTP, no final temos a ligação do IF-3 + IF-1 + GTP + 30S + IF-2 + tRNAfMet
Depois da formação desse complexo temos a saída do IF-2, do IF-3 e do IF-1 com a quebra do GTP em GDP + Pirofosfato, e a subunidade 50s vai se ligar formando um ribossomo como um todo próximo ao códon de iniciação. 
Sequência Shine-Dalgarno 
Como a subunidade 30S consegue se posicionar no mRNA no sítio próximo ao códon de iniciação? A chave para isso acontece porque a subunidade 30S possui dentro de sí o rRNA 16S. Esse rRNA possui uma região que permite o pareamento de bases, sendo uma região específica do mRNA. no 16S possui uma região UCCUCC, que irá se parear com a região AGGAGG no mRNA. Essa região AGGAGG é chamada de Shine-Dalgarno. É esse pareamento que permite que a 30S se posicione perto da AUG. 
É interessante notar também que a orientação das cadeias de RNA é antiparalelas, sendo o rRNA 16S 3’-5’ e o mRNA é 5’-3’. 
obs.: As duas subunidades do ribossomo bacteriano 70S são mantidas unidas por 12 pontes dinâmicas envolvendo interações RNA-RNA, RNA-proteína e proteína-proteína. 
Iniciação da tradução em eucariotos
- O grupo amino da metionina do tRNA iniciador não é formilado. 
- O complexo de iniciação se forma na extremidade 5’ do mRNA, não na região Shine-Dalgarno/AUG. 
- O complexo de iniciação varre (escaneia) o mRNA à procura de um códon de iniciação AUG. A tradução geralmente se inicia no primeiro AUG. 
- Regras de Kozak descrevem a sequência ótima para um início de tradução eficiente em eucariotos. 
- A sequência ótima de iniciação é 5’-GCC (A ou G) CCAUGG-3’. 
Os nucleotídeos indicados em vermelho são mais importantes, influenciando na eficiência da iniciação da tradução em 10x ou mais. 
Procariotos:
Temos no sítio P do ribossomo a presença do tRNAfMet. O próximo passo seria a entrada do tRNA com o anticódon do códon presente no sítio A, porém ele não consegue entrar sozinho e por isso ele tem que se complexar com o fator de elongação EF-Tu que tem GTP. Isso permite que esse tRNA entre no sítio A do ribossomo. Cabe ressaltar que depois que ocorre a entrada no ribossomo, esse fator de elongação sai para ser ciclado, porém agora ele sai como EF-Tu GDP. Para se tornar novamente um EF-Tu DTP ele precisa passar pela ação de uma EF-Ts. Esse processo corresponde à última etapa da iniciação. 
Elongação
A metionina formilada (f-Met) se desliga do tRNA (sítio P) e se liga covalentemente ao aminoácido presente no tRNA seguinte (sítio A). Essa ligação peptídica é feita pelo ribossomo por meio de uma atividade peptidil transferase, mais especificamente sendo uma atividade desenvolvida pela subunidade 50S. Cada subunidade é um complexo de proteínas ribossomais e rRNA. Esse complexo vai realizar essa ligação peptídica. E dentro da subunidade 50S o responsável pela ligação peptídica é o rRNA, sendo catalítico, que passam a ser chamados de ribozimas. 
Depois que ocorre a primeira ligação peptídica, ocorre a entrada de um fator de elongação EF-G + GDP, que vai fornecer energia suficiente para o ribossomo translocar-se ao longo do mensageiro no sentido 5’-3’. Aqueles tRNA que estavam na posição P e A, passaram a ficar na região E e P respectivamente. Em seguida entra outro no sítio A e todo o processo vai se repetindo. 
Término da síntese proteíca
- O término da cadeia polipeptídica ocorre quando um códon de terminação de cadeia (stop codon - códon de parada) entra no sítio A do ribossomo. 
- Os stop códons são UAA (ocre), UAG (âmbar) e UGA (opala). 
- Quando um códon de parada é encontrado, um fator de liberação (release factor) se liga ao sítio A. 
- Uma molécula de água é adicionada à extremidade carboxil do polipeptídeo nascente, causando a terminação. 
O RF altera a atividade da peptidyl transferase adicionando uma molécula de água à extremidade carboxila e consequentemente liberando o polipeptídeo nascente do tRNA. 
Depois que isso ocorre o ribossomo é desmontado. A subunidade 30s é separada da 50s, bem como do mRNA e do tRNA (último presente).