Resumo tradução

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RESUMO BIOLOGIA MOLECULAR
TRADUÇÃO
De modo geral ,tradução é um processo no qual a informação do RNA é convertida para proteína .A sequência de nucleotídeos de um gene, por intermédio de um mRNA, é traduzida em uma sequência de aminoácidos de uma proteína por meio de regras conhecidas como código genético .
A sequência de nucleotídeos em uma molécula de mRNA é lida consecutivamente em grupos de três e da extremidade 5’ para a 3’.Cada grupo de três nucleotídeos consecutivos no RNA é denominado códon e cada códon especifica ou um aminoácido ou a finalização do processo de tradução. Por convenção, os códons são sempre escritos com o nucleotídeo 5’-terminal à esquerda. Há três fases de leitura possíveis na síntese de proteínas,logo a mesma sequência de RNA pode determinar três sequências completamente diferentes de aminoácidos dependendo da fase de leitura.
Os códons não se ligam diretamente ao aminoácido. As moléculas de tRNAs são as responsáveis por transportarem os aminoácidos aos códons. Tais moléculas apresentam duas regiões com nucleotídeos não pareados : um que forma o anticódon – conjunto de três nucleotídeos consecutivos que pareiam com o códon complementar em uma molécula de mRNA – e outra que corresponde ao sítio onde o aminoácido é ligado .O código genético é redundante: isto quer dizer que um aminoácido pode ser representado por vários códons diferentes(diferem no terceiro nucleotídeo).Esta redundância implica que existe mais que um tRNA para muitos dos aminoácidos ou que algumas moléculas de tRNA podem fazer pareamento de base com mais que um códon. De fato,alguns aminoácidos têm mais que um tRNA e alguns tRNA são construídos de forma que eles necessitam de exatidão apenas no pareamento de bases nas duas primeiras posições do códon e podem tolerar um “mismatch” (ou wobble)(pareamento não adequado) na terceira posição. O número de tipos diferentes de tRNAs difere de uma espécie a outra . Os tRNAs são covalentemente modificados antes de saírem do núcleo.
Os aminoácidos são ligados covalentemente (na extremidade 3’ do tRNA) à sua molécula tRNA apropriada por meio de enzimas específicas. Tais enzimas são denominadas aminoacil –tRNAsintetases . Na maioria das células, existe uma enzima sintetase diferente para cada aminoácido. O código genético é traduzido,portanto, por dois conjuntos de adaptadores, as tRNAs e as sintetases,que agem em sequência sendo que cada um se associa à superfície molecular do outro com grande especificidade permitindo por fim que cada códon seja associado ao seu aminoácido especifico.
A energia da hidrólise de ATP é usada para ligar cada aminoácido a sua molécula de tRNA(ligação altamente energética ). O aa é inicialmente ativado por meio da ligação de seu grupo carboxil a um AMP. Tal ligação é desfavorável e é seguida da hidrólise da molécula de ATP que doa AMP. Sem deixar a enzima sintetase, o grupo carboxil ligado a AMP no aa é transferido para um grupo hidroxil no açúcar na extremidade 3’ da molécula de tRNA.
A tRNAsintetase remove seus próprios erros por meio da edição hidrolítica de aminoácidos incorporados incorretamente: se um aminoácido incorreto é adicionado aotRNA,quando o tRNA se liga a sintetase ele empurra o aa para um sítio de edição onde o aa será hidrolisado do AMP e liberado da enzima.Outro mecanismo refere-se a maior afinidade do aminoácido correto pelo sítio ativo da sua sintetase.
Os aa são adicionados à extremidade C-terminal de uma cadeia polipeptídica em crescimento. A reação fundamental para síntese de proteína é a formação de uma ligação peptídica entre o grupo carboxil presente na extremidade da cadeia em crescimento e um grupo amino livre,logo uma proteína é sempre sintetizada a partir de sua extremidade N terminal para C terminal.A formação de cada ligação peptídica é energeticamente favorável,pois a extremidade C terminal em crescimento foi ativada pela ligação covalente de uma molécula de tRNA.A ligação peptidil-tRNA que ativa a extremidade em crescimento é regenerada durante cada adição	.
A síntese proteica é realizada no ribossomo,uma máquina catalítica complexa feita por diferentes proteínas e por moléculas de RNA –os RNAsribossomais .As subunidades ribossomais eucarióticas são montadas no nucléolo por rRNAs e transportadas para o citoplasma onde realizarão a síntese proteica .Cada ribossomo é composto por duas subunidades : uma pequena que fornece a região na qual os tRNAs podem ser eficientemente pareados sobre os códons do mRNA e uma grande que catalisa a formação das cadeias peptídicas.
As duas subunidades se unem durante a síntese proteica sobre uma molécula de mRNA ( se a síntese não está ativa,ficam separadas ).Cada ribossomo possui três sítios de ligação ao tRNA –sítios A,P e E-e um sítio de ligação para o mRNA . Conforme os códons do mRNA encontram seus sítios ativos nos ribossomos ,sua sequência nucleotídica é traduzida em sequência de aminoácidos usando os tRNAs como adaptadores para add o aa correto à extremidade da cadeia polipeptídica crescente.	 Quando um códon de terminação é encontrado,o ribossomo libera a proteína finalizada e suas duas subunidades se separam.
A síntese proteica ocorre da seguinte maneira: supondo que os sítios E e P já contêm tRNAs ligados, um tRNA transportando o próximo aminoácido da cadeia se liga ao sítio A enquanto que o tRNA no sitio E se dissocia deste.O aminoácido do tRNA presente no sítio P se separa e se liga ao aa presente no tRNA do sítio A formando uma nova ligação peptídica.A subunidade grande se transloca em relação a pequena e os dois tRNAs são deslocados para os sítios E e P.A subunidade pequena sofre translocação carregando o mRNA e deixando o sítio A livre para a ligação de uma nova molécula de tRna.
Obs: a formação da ligação peptídica é catalisada por uma atividade catalítica peptidiltransferase contida na subunidade grande.
Dois fatores de extensão,EF-Tu e EF-G,entram e saem do ribossomo a cada ciclo.Inicialmente,uma molécula de aminoacil-tRNA fortemente ligada a EF-Tu pareia transitoriamente com o códon no sítio A.O pareamento códon-anticódon provoca a hidrólise de GTP pelo EF-Tu que se dissocia do aminoacil-tRNA o qual agora entra no sítio A e participa da formação da cadeia .Em seguida, o fator de elongação EF-G ligado a GTP entra no ribossomo e se liga no sítio A ou próximo dele acelerando o movimento dos dois tRNAs que se encontram nos estados híbridos A/P e P/E . O contato com o ribossomo estimula a atividade GTPase do EF-G que muda da forma GTP para a GDP.Essa mudança conformacional move o tRNA ligado no estado híbrido A/P para o sítio P,fazendo o ciclo de tradução avançar um códon.
O ribossomo é uma estrutura muito grande e complexa, composta de 2/3 de RNA e 1/3 de proteínas. Os rRNAs - e não proteínas – são responsáveis pela estrutura total do ribossomo, a sua capacidade de posicionar o tRNA no mRNA e a sua atividade catalítica na formação de ligações peptídicas covalentes. As proteínas ribossômicas estão geralmente localizadas na superfície e preenchem os buracos e extremidades do RNA enovelado. O principal papel das proteínas ribossômicas parece ser a estabilização do “core” (cerne) do RNA, enquanto permitir as mudanças na conformação do rRNA que são necessárias para que este RNA catalise eficientemente a síntese de proteínas.
O sítio em que a síntese de proteína começa, no RNAm, indica a fase de leitura para todo o comprimento da mensagem. Um erro de um nucleotídeo (para mais ou para menos), nesse estágio, fará com que todos os códons subsequentes na mensagem sejam lidos de maneira errada. Uma proteína não funcional será produzida.
A tradução de um mRNA tem seu início com um códon AUG com o auxílio de um tRNA. Toda proteína recém-formada possui metionina (que é fornecida pelo tRNA iniciador) como seu primeiro aminoácido na sua extremidade N-terminal, que é a primeira a ser sintetizada. Depois de começar a tradução, a metionina é removida por uma protease específica.	
O tRNA iniciador fica depositado sobre a subunidade ribossomal pequena juntocom os eIFs (fatores de iniciação eucarióticos).No próximo passo, as subunidades pequenas do ribossoma se ligam a extremidade 5’ de uma molécula de mRNA, que é reconhecida em virtude do “cap” na extremidade 5’ e dois fatores de iniciação, eIF4E (que se liga diretamente ao “cap”) e eIF4G. A pequena subunidade do ribossoma então se move adiante (5’ to 3’) ao longo do mRNA, buscando o primeiro AUG. Os eIFs dissociam-se da subunidade ribossomal pequena para abrir caminho para que a grande subunidade ribossomal se associe e complete o ribossomo, permitindo a adição da próxima molécula de tRNA.
Os nucleotídeos que estão imediatamente ao redor do sítio de iniciação nos mRNAs eucarióticos influenciam a eficiência de reconhecimento do AUG durante o processo de “scanning”. Se este sítio de reconhecimento é bastante diferente da sequência consenso de reconhecimento, as subunidades de “scanning” algumas vezes ignoram o primeiro codon AUG no mRNA e ao invés disso vão para o segundo ou o terceiro codon AUG. As células frequentemente usam este fenômeno, conhecido “escape de verificação”, para produzir duas ou mais proteínas, que diferem no seus N-terminais, a partir da mesma molécula de mRNA. Isto permite a algumas proteínas produzirem a mesma proteína com e sem uma sequência sinal ligada ao seu N-terminal, por exemplo, desta forma uma proteína pode ser direcionada a dois compartimentos diferentes dentro da célula.
Diferentemente de ribossomos eucarióticos, que tipicamente necessitam de uma extremidade 5’ “capped”, os ribossomos procarióticos iniciam a transcrição em sítios de ligação ao ribossomo (sequências de Shine-Dalgarno), que podem estar localizadas em qualquer lugar ao longo da molécula de RNA codificador. Esta propriedade dos ribossomos permite a bactéria sintetizar mais que um tipo de proteína de uma única molécula de RNA codificador.
A extremidade final da mensagem codificadora de uma proteína é sinalizada pela presença de três codons (UAA, UAG, or UGA) chamados “códon de terminação”. Estes não são reconhecidos por um tRNA e não especificam um aminoácido, mas ao invés disso sinalizam que o ribossomo deve parar a tradução.A fase final da síntese de proteínas. A ligação de um fator de liberação a um sítio A que está alojando um “códon de terminação” termina a tradução. O polipeptídio completo é liberado, e depois da ação de um “fator de reciclagem ribossomal”, o ribossomo dissocia-se em duas subunidades separadas.
Uma única fita de mRNA é traduzida por vários rRNA ao mesmo tempo (polirribossomos). Isso ocorre para aumentar a produção de proteínas.
Uma molécula de mRNA que estava intacta quando ela deixou o núcleo, contudo, pode se quebrar no citosol. Nesse caso, nos eucariotos, a tradução nem é iniciada. Nos procariotos, a tradução ocorre até o final com a entrada de um tRNA especial, que desencadeará a degradação da proteína inteira.
Existem pequenas variações no código genético padrão, sendo um tipo a recodificação de tradução, neste caso, outras informações nas sequências nucleotídicas podem interferir na tradução do mRNA, assim, diferentes organismos podem traduzir um determinado códon de maneira diferente.
Uma proteína inicia seu dobramento durante a síntese. Para ser útil para a célula, a cadeia polipeptídica completa deve enovelar corretamente na sua conformação tridimensional, ligar qualquer cofator necessário, e ser montada com os seus parceiros proteicos (se existentes). Estas mudanças são dirigidas pela formação de ligações não-covalentes. 
Uma proteína recém-sintetizada pode dobrar-se corretamente sem auxílio, dobrar-se corretamente com a ajuda de uma chaperona molecular, formar dobras incompletas que serão digeridas no proteossomo, ou formar com outras um agregado proteico. Porém, mecanismos celulares podem monitorar a qualidade de uma proteína após a síntese proteica. Como indicado, uma proteína recentemente sintetizada algumas vezes dobra-se corretamente e associa-se a outras proteínas semelhantes sem a necessidade de auxílio. Proteínas incorretamente dobradas são auxiliadas pelaschaperonas moleculares, visando ao seu correto dobramento. As proteínas auxiliadas são reconhecidas pela exposição anormal de uma região de aa hidrofóbicos em sua superfície. Este processo compete com um sistema diferente que reconhece uma região anormal exposta e transfere a proteína que a contém para um proteossomo, visando a sua completa destruição. A combinação de todos estes processos é necessária para evitar a maciça agregação de proteínas numa célula, que pode ocorrer quando muitas regiões hidrofóbicas das proteínas se agregam, induzindo um precipitação.