Bilogia celular - Livro 3

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GENÉTICA 
MOLECULAR E 
CLÍNICA
Moara Mingori
 
Tradução
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Descrever como funciona o código genético.
 � Definir a relação das proteínas com a determinação das características 
do ser vivo.
 � Reconhecer os mecanismos de tradução do RNA mensageiro.
Introdução
Neste capítulo, você vai estudar em detalhes como a informação genética 
é passada da molécula de RNAm às proteínas – pelo mecanismo de tradu-
ção. Nesse processo, a célula interpreta a mensagem genética e sintetiza 
um polipeptídeo correspondente. A mensagem será lida na forma de 
códons (grupos consecutivos de três aminoácidos) ao longo da cadeia 
de RNAm e será interpretada por meio da atuação do RNA transportador 
(RNAt). A função principal do RNAt é transferir aminoácidos presentes 
no citoplasma para o polipetídeo nascente formado de uma estrutura 
complexa chamada ribossomo. Você vai entender que a tradução é um 
processo simples, mas que tem mecanismos bioquímicos complexos 
especialmente em células eucarióticas.
O código genético e o seu funcionamento
A compreensão da síntese de proteínas, o mais complexo processo das etapas 
de biossíntese, tem sido desafiadora para a comunidade científica. A todo o 
momento, as células vivas requerem milhares de proteínas diferentes e que 
precisam ser sintetizadas em respostas às necessidades momentâneas da 
célula, transportadas para o local de atuação e constantemente recicladas. 
Sintetizar proteínas em eucariotos mobiliza e envolve um aparato enorme 
com mais de 300 macromoléculas diferentes funcionais no processo. Apesar 
da complexidade, as proteínas são produzidas de forma extremamente rápida. 
Assim a elucidação de como as macromoléculas atuam no processo tem sido 
imensamente estudada.
Por volta da década de 1960, estudos nessa área levaram a identificação 
das três etapas principais da síntese proteica e contribuíram para elucidar 
o código genético que especifica cada aminoácido. Assim, já era consenso 
que três resíduos de nucleotídeos de DNA eram necessários para codificar 
um aminoácido. De fato, o fluxo da informação gênica traduzida em uma 
sequência de aminoácidos de uma proteína segue regras ditadas pelo código 
genético. Assim, o código descreve a relação entre a sequência de bases nitro-
genadas do DNA e as sequências de aminoácidos na proteína correspondente. 
A palavra-chave do código para um aminoácido consiste em uma sequência 
de três bases nitrogenadas consecutivas, que formam o códon. Várias proprie-
dades importantes do código genético foram estabelecidas (Figura 1). Dentre 
as características, estão: forma de leitura, que é feita em trincas de bases 
ou de nucleotídeos; código é degenerado ou redundante, pois a sequência 
de nucleotídeos deve conter o número suficiente de unidades codificadoras 
para representar 20 aminoácidos e, apesar de o DNA ter apenas quatro bases 
distintas, inúmeras são as possibilidades de combinações dessas bases para 
codificar os diferentes tipos de aminoácidos; é considerado não ambíguo, uma 
vez que uma trinca só pode codificar um único aminoácido; é contínuo, pois 
não há espaços entre os códons; e, finalmente, é considerado semiuniversal, 
ou seja, os mesmos aminoácidos são codificados pelos mesmos códons em 
quase todos os organismos.
Aparentemente, uma vez evoluído, o código genético se manteve quase 
intacto ao longo da história evolutiva da vida na Terra, salvo exceções 
estudadas em levedura, bactérias e protozoários. Importante ressaltar 
que há códons de iniciação e de terminação. O início da síntese de um 
polipeptídio, em procariotos, é assinalado pela presença de um códon 
iniciador específico, que é AUG no RNA mensageiro, correspondendo 
ao aminoácido metionina. Contudo, há códons de terminação, que indi-
cam o término da síntese polipeptídica, como UAA, UAG e UGA, e, de 
acordo com sua função, não correspondem a aminoácidos em eucariotos 
(BORGES-OSÓRIO; ROBINSON, 2013).
Tradução2
Figura 1. O código genético. Acima: o código genético tradicional, são escritos na direção 
5' → 3' representado pelas três primeiras letras de cada aminoácido. Os códigos são es-
critos na direção 5' → 3'. Abaixo: código alfabético abreviado, em que os aminoácidos são 
apresentados apenas por uma letra.
Fonte: Borges-Osório e Robinson (2013, p. 16).
O processo de tradução e as moléculas adaptadoras 
para formação de proteínas
As moléculas de RNAm contendo os códons não podem reconhecer diretamente 
os aminoácidos, assim, o processo de tradução do mRNA em proteína depende 
de moléculas adaptadoras que podem reconhecer e se ligar ao códon e ao 
aminoácido. Na dinâmica desse processo, essas moléculas adaptadoras são 
chamadas de RNA transportadores (RNAt). Essas moléculas são sintetizadas 
no núcleo e passam por processamentos para que adquiram a conformação 
adequada para seu pleno desempenho na tradução proteica, ou seja, para que 
adquiram a conformação de folha de trevo (Figura 2). A alça que se estende de 
uma das extremidades inclui o anticódon, a trinca de nucleotídeos específica 
que pareia com o códon presente no RNAm. Após essas modificações, o RNAt 
3Tradução
é endereçado para o citoplasma em que ocorre a tradução. A chave para a 
tradução da mensagem genética em uma sequência específica de aminoácidos 
é a estrutura do RNAt, pois cada uma de suas moléculas tem um aminoácido 
específico em uma das extremidades, enquanto a outra extremidade corres-
ponde à trinca de nucleotídeos que pode parear com o códon complementar 
na cadeia de RNAm. Cada uma das moléculas de RNAt se liga a um dentre 
os 20 aminoácidos correspondente.
Figura 2. Molécula de RNAt. A estrutura na forma de folha de trevo mostrando a comple-
mentaridade do pareamento de bases (linhas vermelhas) que cria as regiões de dupla-hélice 
na molécula. O anticódon é a sequência de três nucleotídeos que forma pares de bases 
com o códon no mRNA. O aminoácido correspondente ao par códon-anticódon é ligado 
na extremidade 3' do tRNA. Os tRNA contêm algumas bases incomuns, que são produzidas 
por modificações químicas após a síntese do tRNA.
Fonte: Alberts et al. (2017, p. 335).
Aminoácido
ligado (Phe)
Extremidade 3'
Extremidade 5'
Haste
aceptora
Alça
anticódon
Anticódon Uma folha de trevo
O reconhecimento apropriado e a ligação posterior ao aminoácido correto 
são dependentes da atividade da enzima aminoacil-tRNA-sintetase, que acopla 
covalentemente cada aminoácido ao seu conjunto apropriado de moléculas de 
RNAt. O tRNA carregado é chamado de aminoacil tRNA. Geralmente há 
Tradução4
uma enzima sintetase para cada aminoácido. Logo, teremos 20 sintetases ao 
todo em eucariotos. A reação catalisada pela sintetase que liga o aminoácido 
à extremidade 3' do tRNA é uma das muitas reações celulares associadas à 
hidrólise de GTP, o que produz uma ligação de alta energia entre o tRNA e 
o aminoácido. Esse fato é importante, pois a energia dessa ligação é usada 
em uma etapa posterior, na síntese de proteínas, para ligar covalentemente o 
aminoácido à cadeia polipeptídica em crescimento.
Podemos notar que a molécula de tRNA é uma estrutura complexa. Ela tem 
uma estrutura primária, uma estrutura secundária (conformação de folha de 
trevo) e uma estrutura terciária (todos os tRNA têm uma estrutura em 3D em 
forma de L que permite encaixar para dentro dos sítios P e A do ribossomo). 
O braço aceptor é uma haste de sete pares de base feita pelo pareamento de 
bases dos nucleotídeos do terminal 5' com os nucleotídeos do terminal 3' 
(o qual contém o grupo terminal CCA 3' usado para fixar o aminoácido). 
O caule CCA é uma sequência CCA no final 3' da molécula de tRNA. Essa 
sequência é importante para o reconhecimento do tRNA por enzimas críticas 
para a tradução. Nos eucariotos, a sequência CCA é adicionada durante o 
processamento e, dessa forma, não aparece no gene tRNA. O braço D é uma 
haste de 4 pares de base, finalizando em um laço que frequentemente contémdi-hidrouridina. O braço anticódon é uma haste de cinco pares de base cujo 
laço contém o anticódon. Ele também contém um Y que se encontra com um 
nucleotídeo de purina modificado.
O braço T é uma haste de cinco pares de base, contendo a sequência TψC, 
onde ψ é uma pseudouridina. Existem bases que vão sendo modificadas, es-
pecialmente por metilação, ocorrem em diferentes posições fora do anticódon. 
A primeira base anticódon é, algumas vezes, modificada em inosina (derivada 
da adenina) ou pseudouridina (derivada do uracil).
Como vimos, a síntese proteica é guiada pela informação contida nas 
moléculas de RNAm. Assim, para manter a fase de leitura e inibir erros, a 
produção da proteína é realizada no ribossomo, uma macromolécula complexa 
formada de RNA ribossomais (RNAr) e proteínas. É nos ribossomos que 
ocorre o pareamento específico entre os anticódons do RNAt com os códons 
do RNAm durante a síntese.
Os genes que codificam RNA ribossomal são transcritos e após o processa-
mento, esse RNAr é associado a proteínas oriundas do citoplasma. Interessante 
notar que a subunidade ribossomal completa é transportada, pelos poros 
nucleares, ao citoplasma. As subunidades maiores e menores são ligadas 
para formar a estrutura ribossomal apenas quando o RNAr está presente. Sua 
estrutura reflete claramente sua função de unir as moléculas de RNAm e RNAt 
5Tradução
carregado de aminoácido. Por isso, o ribossomo é frequentemente chamado de 
ribozima, em razão da sua alta capacidade catalítica. Estruturalmente, além do 
sítio de ligação para RNAm, cada ribossomo tem três sítios de ligação extra 
para o RNAt. O sítio P (sítio peptidil-RNAt) contém a molécula de RNAt, o 
sítio A (sítio do aminoacil-RNAt) carrega o próximo aminoácido e, por fim, 
o sítio E é a saída (Figura 3).
Figura 3. Ilustração tridimensional da estrutura de um ribossomo. (a) Os tRNA estão apre-
sentados ligados aos sítios E (preto), P (cinza escuro) e A (cinza claro). Subunidade maior 
acima e subunidade menor embaixo. (b) Representação esquemática de um ribossomo 
(na mesma orientação que em A).
Fonte: Alberts et al. (2017, p. 342).
Subunidade
ribossômica
maior
Subunidade
ribossômica
menor
Sítio de ligação
ao mRNA
(D)
E P A
Sítio E Sítio P Sítio A
Alguns antibióticos comuns prescritos para conter infecções bacterianas são inibidores 
de síntese proteica ou de RNA, alguns dos quais podem ter efeito deletério em células 
eucarióticas humanas. 
São exemplos de inibidores com ação somente em bactérias:
 � Clorafenicol: bloqueia a reação da peptidil-transferase nos ribossomos.
 � Eritromicina: liga-se ao canal de saída do ribossomo e, dessa forma, inibe a extensão 
da cadeia polipeptídica.
 � Tetraciclina: bloqueia a ligação do aminoacil-tRNA ao sítio A do ribossomo.
Exemplo de inibidor com ação em procariotos e eucariotos:
 � Puromicina: causa a liberação prematura das cadeias de polipeptídicas em formação 
por meio da sua adição à extremidade da cadeia em crescimento.
Tradução6
Proteínas funcionais: enovelamento e 
modificações pós-tradicionais
O processo de tradução é necessário, mas não suficiente para que uma proteína 
desempenhe sua função biológica. A cadeia polipeptídica recém-sintetizada 
sofre alguns processamentos após o processo de tradução, além de receber 
marcações em sua estrutura que possibilitam o endereçamento para locais 
específicos da célula.
Durante o próprio processo de tradução, a cadeia de polipeptídios recém-
-formada sofre um enovelamento espontâneo resultado da sua sequência 
de aminoácidos, ou seja, sua estrutura primária (Figura 4). A estrutura 
primária não é uma união aleatória de aminoácidos, mas sim uma imposição 
imposta pela informação genética hereditária. Essa estrutura primária de fato 
determina as estruturas secundárias e terciárias em razão da natureza química 
das cadeias principais e das cadeias laterais dos aminoácidos que compõem 
o polipeptídio (NELSON; COX, 2014).
As proteínas apresentam seguimentos repetitivos nas suas cadeias polipeptí-
dicas. Essas estruturas chamadas de estrutura secundária resultam de ligações 
de hidrogênio entre os elementos repetitivos da cadeia principal das proteínas 
que estão presentes em grande quantidade e contribuem para a manutenção 
da estrutura proteica. Exemplos de estruturas secundárias são: a hélice α, um 
solenoide mantido por pontes de hidrogênio presente em proteínas fibrosas 
como a queratina, e a folha β pregueada, em que dois ou mais segmentos 
de cadeia polipeptídica se encontram lado a lado conectadas por ligações de 
hidrogênio entre os seguimentos paralelos da cadeia formada por duas fitas. 
Tal estrutura está contida em proteínas globulares e fibrosas como as proteínas 
contidas na seda fabricada pelas aranhas. A disposição de várias estruturas 
secundárias forma a estrutura terciária de uma proteína. Enquanto a estrutura 
secundária está relacionada a interações entre constituintes da cadeia principal, 
a estrutura terciária resulta da interação entre as cadeias laterais (grupo R) de 
vários aminoácidos. Interações hidrofóbicas e pontes dissulfeto contribuem 
para a conformação terciária de uma proteína. Nesse sentido, aminoácidos com 
cadeias laterais hidrofóbicas (apolares) geralmente se agrupam na parte central 
da proteína, sem contato com a água. Por fim, certos grupos de proteínas têm 
estrutura quaternária, mais complexa, pois são compostas por duas ou mais 
cadeias polipeptídicas associadas em uma macromolécula funcional. A estrutura 
quaternária é a estrutura global de uma proteína resultante da associação das 
subunidades polipeptídicas. Proteínas como o colágeno e a hemoglobina são 
exemplos de proteínas globulares com estrutura quaternária.
7Tradução
Figura 4. Os quatro níveis estruturais de uma proteína. A sequência de aminoácidos que 
forma uma cadeia polipeptídica constitui a estrutura primária. A estrutura secundária é 
produzida por dobramentos da sequência primária, em razão de ligações químicas como 
pontes de hidrogênio, criando sítios ativos ou aspecto estrutural. Essa estrutura secundária 
confere organização espacial ao esqueleto polipeptídico, dando funcionalidade à molécula. 
A estrutura terciária é a organização completa em três dimensões de todos os átomos na 
cadeia polipeptídica, em decorrência da interação entre os aminoácidos e a água circulante, 
incluindo os grupos laterais, bem como o esqueleto polipeptídico. Por fim, o quarto grau 
de organização é encontrado nas proteínas multiméricas, formadas por agregados de mais 
de uma cadeia polipeptídica. 
Fonte: Borges-Osório e Robinson (2013, p. 28).
Tradução8
Quando o dobramento proteico não ocorre naturalmente durante o 
processo tradicional, algumas proteínas denominadas chaperonas são 
capazes de auxiliar na conformação de outras proteínas, conhecidas como 
proteínas de choque térmico, e desempenham funções importantes na fun-
cionalidade de demais proteínas. Uma proteína com área muito grande de 
aminoácidos hidrofóbicos exposta na sua superfície é geralmente anormal: 
ou falhou no dobramento correto para adquirir sua funcionalidade ou sofreu 
algum acidente no percurso. Por isso, existem mecanismos de controle de 
qualidade de uma proteína que evitam que proteínas disfuncionais causem 
danos celulares.
Um complexo de proteases chamado proteossomo se encarrega de 
destruir e reciclar as proteínas malformadas ou contendo erros. Outro 
sistema de qualidade que leva a proteína para o destino proteolítico é a 
ubequitinação. Proteínas ubequitinas são preparadas para a conjugação 
com outras proteínas ativadoras de ubequitina. Essa cascata de ativação 
proteica gera uma cadeia de poliubequitina, a presença desse sinal na 
proteína-alvo será reconhecida por um receptor específico no proteossomo 
que endereça essa proteína para a destruição. Por meio dessa variedade de 
métodos de controle, as proteínas normais selecionadas são removidas da 
célula em resposta a sinais específicos e direcionadas aos locais em que 
exercerão suasfuncionalidades. 
Quase todas as funções dinâmicas de um organismo vivo dependem das 
proteínas. Algumas proteínas aceleram reações químicas enquanto outras 
desempenham papéis de defesa, transporte, armazenamento, comunicação 
celular, movimento e sustentação estrutural, controlando praticamente todo o 
metabolismo celular. Portanto, os genes (as porções de DNA que transcrevem 
RNAm), que são os responsáveis pelo controle da produção de proteínas, 
controlam também todas as características dos indivíduos. Como exemplo, 
cita-se a determinação do grupo sanguíneo. O sistema ABO é um sistema 
herdável de antígenos de superfície, presentes nas membranas de células 
sanguíneas, associado a presença de certos tipos de açúcares, como a N-acetil-
-galactosamina (no caso do tipo A) e a galactose (no tipo B) ou, sua ausência, 
como no caso do tipo O. A presença ou ausência destas moléculas é resultante 
da ação de enzimas específicas, cujos genes é que são diretamente herdados 
e, portanto, os responsáveis por este tipo de polimorfismo. O Sistema ABO é 
apenas um dos vários sistemas de antígenos de superfície. Estes são, geralmente, 
caracterizados pela expressão (ou não) de glicoproteínas (e glicolipídios) de 
membrana e enzimas capazes de acrescentar determinados tipos de açúcares 
a estas proteínas e lipídios. 
9Tradução
A vida não seria possível sem enzimas, formadas, em sua maioria, por 
proteínas. O ser humano tem dezenas de milhares de proteínas diferentes, 
cada qual com estruturas e funções específicas. Cada qual tem forma tridi-
mensional única. Com toda sua diversidade nos sistemas biológicos, todas 
as proteínas são compostas por 20 aminoácidos enovelados e organizados 
em uma estrutura tridimensional específica.
Aminoácidos
Os aminoácidos são moléculas orgânicas com grupos carboxila e amino. 
Todos os aminoácidos compartilham uma estrutura comum. Para todos os 
aminoácidos, exceto a glicina, no centro de cada molécula existe um carbono 
assimétrico chamado de carbono-α, assim, seus quatro ligantes distintos são o 
grupo amino, o grupo carboxila, um átomo de hidrogênio e um grupo variável, 
simbolizado por R. Esse grupo R é bem conhecido como cadeia lateral e difere 
em cada um dos aminoácidos existentes, que variam em estrutura, tamanho 
e carga elétrica e que influenciam a solubilidade dos aminoácidos em água, 
o que tem impacto direto na funcionalidade da proteína (Figura 5). Existem 
20 aminoácidos encontrados nas proteínas. Além desses 20 aminoácidos, há 
muitos outros menos comuns. Cada aminoácido tem uma abreviação de três 
letras e de uma letra. 
Figura 5. Fórmula geral de um aminoácido. Carbono-α 
central, presença do grupo amino (NH3), do grupo car-
boxila (COOH) e do grupo variável simbolizado por R.
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 76).
HH3N
+ Cα
R
COO–
Tradução10
Existem dois grandes grupos de aminoácidos: aminoácidos naturais ou 
não essenciais, os aminoácidos produzidos pelo próprio organismo, sendo 12 
no total: glicina, alanina, serina, histidina, asparagina, glutamina, cisteína, 
prolina, tirosina, arginina, ácido aspártico e ácido glutâmico; e aminoácidos 
essenciais, os aminoácidos que não são sintetizados pelo organismo e que 
precisam ser obtidos por meio da alimentação, entre eles: fenilalanina, valina, 
triptofano, treonina, lisina, leucina, isoleucina e metionina.
Os aminoácidos essenciais são encontrados em alimentos ricos em proteí-
nas, como carnes, peixes, leite, ovos e leguminosas (feijão, soja, lentilha, etc.), 
ou seja, você os adquire por meio de uma alimentação balanceada.
A união entre os aminoácidos para formar a proteína é uma reação cha-
mada de ligação peptídica entre o grupo carboxila da extremidade da cadeia 
polipeptídica em crescimento e um grupo amino livre do aminoácido seguinte. 
Tal ligação é formada pela remoção de elementos de água (desidratação) do 
grupo a-carboxila de um aminoácido e do grupo a-amino do outro. Sendo 
assim, toda proteína é sintetizada a partir da sua extremidade N-terminal 
em direção à extremidade C-terminal (processo que veremos a seguir). A 
energia necessária para que todo o processo ocorra vem de cada adição 
de aminoácido carregado de energia de ativação que garante a ligação do 
próximo aminoácido. 
Enzimas e controle do metabolismo
As enzimas são proteínas, exceto por um pequeno grupo de moléculas for-
madas por RNA, toda a atividade catalítica depende da integridade das suas 
conformações nativas, as quais estudamos anteriormente. As enzimas têm 
importante papel no metabolismo celular, pois atuam como catalisadores, 
ou seja, aceleram as reações metabólicas. Se uma enzima for desnaturada ou 
dissociada nas suas subunidades, geralmente a atividade catalítica é perdida. 
Se uma enzima for degradada até os aminoácidos que a compõem, a ativi-
dade catalítica é sempre destruída. Então, as estruturas proteicas primária, 
secundária, terciária e quaternária das enzimas são essenciais para a atividade 
catalítica ou biológica. 
Algumas enzimas necessitam de outros grupos químicos além dos seus 
próprios resíduos de aminoácidos. Necessitam de um componente químico 
adicional denominado cofator, que pode ser um ou mais íons inorgânicos, 
como ferro e magnésio ou uma molécula orgânica ou metalorgânica complexa, 
denominada coenzima. São exemplo de coenzimas as vitaminas, necessárias 
11Tradução
em pequenas quantidades para exercer seus efeitos e obtidas por meio da ali-
mentação. Uma coenzima ou um íon metálico que se ligue muito firmemente, 
ou mesmo covalentemente, a uma enzima é denominado grupo prostético. 
Em contraste, uma enzima completa, cataliticamente ativa junto com a sua 
coenzima e/ou íons metálicos, é denominada holoenzima. Um exemplo típico 
de holoenzima é a DNA-polimerase. Finalmente, algumas enzimas são modi-
ficadas covalentemente por reações posteriores como fosforilação, glicosilação 
e outros processos. Essas modificações estão envolvidas na regulação da 
atividade enzimática. 
A catálise enzimática das reações é essencial para os sistemas vivos. As 
reações necessárias para digerir os alimentos, enviar sinais nervosos ou con-
trair os músculos simplesmente não ocorrem em velocidades adequadas sem 
catálise. Se todas as rotas metabólicas celulares estivessem operacionais simul-
taneamente haveria um caos químico. A capacidade da célula em regular suas 
rotas metabólicas, controlando quando e onde as várias enzimas estão ativas, 
é intrínseca ao processo da vida. Esse complexo sistema é regulado por meio 
da expressão ou da inibição dos genes que codificam enzimas específicas ou 
por meio da regulação da atividade das enzimas assim que elas são produzidas. 
A propriedade característica das reações catalisadas por enzimas é que a 
reação ocorre confinada em um bolsão da enzima, denominado sítio ativo. 
A molécula que liga no sítio ativo e sobre a qual a enzima age é denominada 
substrato. O contorno da superfície do sítio ativo é delimitado por resíduos de 
aminoácidos com grupos nas cadeias laterais que ligam o substrato e que cata-
lisam a sua transformação química. É importante notar que a enzima pode ser 
classificada de acordo com o número de subunidades da enzima. Por exemplo, 
enzimas monoméricas são formadas por um polipeptídio, enquanto as enzimas 
diméricas são formadas por dois polipeptídios. A regulação alostérica trata-se 
da forma de regulação para o funcionamento de uma enzima, a qual esta está 
sujeita por meio da ligação de molécula reguladora (um ativador ou inibidor) 
em algum lugar diferente do sítio ativo (Figura 6). Isso pode resultar tanto na 
inibição quanto na ativação da atividade enzimática. A maioria das enzimas 
reguladas alostericamente é composta por duas ou mais subunidades, cada 
qual com uma cadeia polipeptídica e seu próprio sítio-ativo. O complexo inteiro 
oscila entre duas formas diferentes, uma cataliticamente ativa e outra inativa.
Tradução12
Figura 6. Regulação alostérica (regulação positiva) pelo acoplamento conformacional entre 
dois sítiosde ligação separados. Neste exemplo, tanto a glicose quanto a molécula X se 
ligam melhor à conformação fechada da proteína constituída por dois domínios. Como 
tanto a glicose quanto a molécula X induzem uma alteração conformacional da proteína 
para a forma fechada, cada ligante ajuda o outro a se ligar. Portanto, é dito que a glicose e 
a molécula X se ligam cooperativamente à proteína. 
Fonte: Alberts et al. (2017, p. 152). 
INATIVA
ATIVA
10% ativa 100% ativa
Molécula X
Molécula 
X
Regulação
positiva
Glicose
Doenças humanas causadas por mal 
dobramento proteico
Doenças hereditárias como anemia falciforme, doença de Huntington e doença 
de Alzheimer são resultado de proteínas mutantes que escaparam do controle 
de qualidade das células, dobrando-se de forma errada e formando agregados 
proteicos. Esses agregados podem danificar seriamente a saúde e causar a 
morte. O cérebro é especialmente vulnerável, em razão do seu alto consumo 
energético, e composto de células sensíveis e com baixa taxa proliferativa, 
como os neurônios. Agregados proteicos causam principalmente doenças 
neurodegenerativas, como doença de Huntington e a doença de Alzheimer. 
Esta última é responsável pela alta incidência de demência relacionada à 
idade no mundo todo (SMITH, 1999). Nesse panorama, doenças priônicas 
são particularmente perigosas e mortais, o príon identificado como a partí-
cula infecciosa pode passar de um organismo para o outro por meio de carne 
contaminada com o agregado proteico.
Doenças chamadas de encefalopatia espongiforme bovina, comumente 
chamada de doença de Creutzfeldt-Jacob em seres humanos, são encefalopatias 
13Tradução
gravíssimas causadas por agregados proteicos por uma forma alterada da 
proteína PrP (proteína priônica). Essa proteína é “infecciosa”, uma vez que 
transforma as demais proteínas em contato em conformações patológicas, se 
espalhando rapidamente no sistema nervoso central e levando ao rompimento 
tecidual, ao déficit cognitivo e à morte.
Processo de tradução
O mecanismo de tradução pode ser dividido em três fases principais: início, 
elongação e término (Figura 7). Todas as etapas são complexas e requerem 
“fatores” proteicos que auxiliam o processo de tradução. Todo o processo 
envolve gasto de energia, porém, as fases de início e elongação requerem 
muita energia, que é fornecida via hidrolise de ATP (Borges-Osório, 2013).
Na fase inicial, as subunidades ribossomais menores se ligam à molécula 
de RNAm e a um RNAt iniciador que carrega o aminoácido metionina, a 
subunidade menor com o RNAt iniciador já ligado se une à extremidade 5' 
da molécula de RNAm e, então, realiza um deslocamento no RNAm a fim de 
identificar um códon de início de tradução. Quando encontra, o RNAt promove 
ligações de pontes de hidrogênio com o códon de início AUG. A união destes 
componentes, RNAm e RNAt, e da subunidade ribossomal menor atrai a liga-
ção da subunidade maior, completando o início da tradução. Porém, proteínas 
nomeadas como fatores de início são necessárias para completar a ligação de 
todas essas estruturas anteriormente mencionadas. Assim, o RNAt iniciador 
ocupa o sítio P do ribossomo, e o sítio A fica livre para dar continuidade 
à chegada do próximo aminoacil-RNAt. Note que a cadeia polipeptídica é 
sintetizada na mesma direção, a partir da metionina inicial na extremidade 
amino ou N-terminal para o aminoácido final na extremidade C-termina. 
O processo de elongação tem a participação de fatores de elongação, ou seja, 
de proteínas acessórias que desempenham funções importantes, permitindo 
que os aminoácidos sejam adicionados em sequência na região C-terminal 
da cadeia crescente. O gasto energético que ocorre nesse período advém da 
hidrólise de GTP, permitindo a translocação. O RNAm é deslocado ao longo 
do ribossomo, e o ribossomo se desloca em sentido 5'- 3' sobre o RNAm. Os 
RNAt, após serem liberados no sítio E, retornam ao citoplasma para reciclagem. 
Tradução14
Figura 7. Etapas da tradução. O início da tradução reúne a pequena subunidade ribossô-
mica, o mRNA e um tRNA iniciador que transporta o aminoácido metionina (etapa 1). No 
alongamento, a grande subunidade ribossômica liga-se ao complexo de iniciação, e um 
tRNA, transportando um segundo aminoácido (neste exemplo, glicina), forma pontes de 
hidrogênio entre seu anticódon e o segundo códon do mRNA. A metionina trazida pelo 
primeiro tRNA forma uma ligação peptídica com o aminoácido trazido pelo segundo tRNA 
(etapa 2). O primeiro tRNA se desliga, o ribossomo se move ao longo do mRNA na direção 
3' e um terceiro tRNA chega, carregando o aminoácido cisteína, neste exemplo (etapa 3). 
Um quarto aminoácido é ligado à cadeia polipeptídica crescente (etapa 4) e o processo 
continua até a finalização, quando um códon finalizador é alcançado (etapa 5).
Fonte: Borges-Osório e Robinson (2013, p. 34).
15Tradução
Finalmente, a fase de terminação da síntese polipeptídica termina quando o 
códon de término (UAG, UAA, UGA) no RNAm é lido no sítio A do ribossomo. 
Isso ocorre por meio da atuação de uma proteína chamada fator de liberação, 
que se liga no códon de término, essa ligação induz uma reação de hidrólise 
que cliva a ligação entre o polipeptídio completo e o RNAt alocado no sítio P. 
Dessa forma, o polipeptídio recém-sintetizado é liberado. Finalmente, todos os 
inúmeros componentes desse complexo sistema são dissociados em estruturas 
menores que serão recicladas para um novo ciclo de formação proteica.
Neste vídeo, você vai compreender, por meio de um 
esquema dinâmico e atrativo, como ocorre o fluxo da 
informação genética. O vídeo mostra como a informação 
contida na sequência de DNA pode formar uma proteína. 
https://goo.gl/lzub4x
Glossário da tradução:
Códon: sequência de três bases nitrogenadas presentes no RNA mensageiro.
Anticódon: sequência de três nucleotídeos presentes no RNAt, complementares às 
tríades de nucleotídeos encontrados no RNAm.
Aminoacil-RNAt sintetase: enzima que catalisa a reação de ligação do aminoácido 
ao seu respectivo RNAt.
Tradução16