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SÍNTESE DE PROTEÍNAS MÓDULO 2 | CITOLOGIA www.mundoedu.com.br Sintetizar uma proteína é parecido com preparar uma receita. Ao invés de uma célula, imagine um restaurante. Nesse restaurante existe uma sala de receitas, com um livro imenso que contém todas as receitas que o restaurante pode fazer. Esse livro é tão grande, mas tão grande que ele nem consegue sair da sala de receitas. Pra que o chef possa ler o livro, um ajudante dele vai lá e transcreve, faz uma cópia, da receita. Ele não arranca página do livro, só faz uma cópia a mão numa folha de caderno mesmo. A cópia sai da biblioteca e vai pra cozinha, onde o chef Riba, o ribossomo, prepara a receita. Mas como o chef Riba é tão famoso, ele tem vários assistentes que trazem até ele os ingredientes listados na receita. E o que isso tem a ver com a síntese de proteínas? A sala das receitas é o núcleo, enquanto os livros são os cromossomos. Neles estão escritos os genes (receitas), e os genes são receitas para proteínas. Como o DNA não pode sair do núcleo, é necessário fazer uma cópia, a T R A N S C R I Ç ÃO , do gene em RNA. A enzima que faz essa cópia se chama transcriptase, e o RNA que contém a receita, a mensagem, se chama RNA mensageiro (RNAm). O RNAm então sai do núcleo e vai para o citoplasma, onde ocorre a T R A D U Ç ÃO , ou seja, a fabricação da proteína. Ocasionalmente, quando uma proteína precisa ser expressa (produzida) em grande quantidade, ao invés de acontecer a tran- scrição de vários RNAm ocorre a formação de polis- somos ou polirribossomos: vários ribossomos leem ao mesmo tempo, em fila, uma única molécula de RNA mensageiro. Agora, preste atenção neste detalhe: para que seja possível codificar os 20 aminoácidos difer- entes no DNA ou RNA (que só possuem 4 bases nitrogenadas diferentes), cada aminoácido é repre- sentado por uma sequência de três nucleotídeos chamada de códon. A tabela que traz o código para converter cada códon em um aminoácido é chamada de código genético. Não confunda código genético com genoma! O código é a relação entre códons e aminoácidos, enquanto o genoma é o conjunto de genes de um organismo ou espécie. Porém, existem 64 formas de combinar quatro nucleotídeos em grupos de três, e só 20 amino- ácidos. Assim, alguns aminoácidos são representados por mais de um códon e nós dizemos que o código genético é degenerado. Além disso, há códons que sinalizam para o ribossomo onde a tradução deve começar – o códon iniciador – e quando ela deve terminar – os códons de parada. SÍNTESE DE PROTEÍNAS RNA mensageiro www.mundoedu.com.br Os ribossomos sabem qual aminoácido colocar na proteína porque o RNA transportador (RNAt), que carregam os aminoácidos até os ribossomos, possuem uma região de pareamento com o RNAm. Essa região que faz o pareamento com o códon é chamada de anticódon. Assim, se o pareamento entre códon e anticódon for correto, o ribossomo adiciona o aminoácido à proteína. Caso contrário, o RNAt é liberado para dar lugar a um outro RNA transportador. RNA transportador Anticódon Códon Agora, imagine se ocorrer alguma mutação no DNA ou se a transcrição tiver algum problema e uma base seja trocada. Existe um risco de o pareamento com o anticódon do RNAt correto não acontecer, a proteína ficar defeituosa e o organismo acabar sendo prejudicado (ou até mesmo morto) com isso! E é por isso que o fato de o código genético ser degenerado é uma coisa importante. Existe uma chance de a mutação ou defeito formar um códon diferente do original mas que ainda represente o aminoácido correto, diminuindo as chances de que a mutação seja prejudicial pro organismo. Mas o restaurante do Riba também faz entrega! Quando a proteína é para exportação ou para ser adicionada a alguma membrana, o RNAm contém uma pequena mensagem que faz com que o ribossomo se desloque para o retículo endoplasmático. Quando o retículo endoplasmático está coberto com ribossomos, nós dizemos que ele é um retículo endoplasmático rugoso ou granuloso. Os ribossomos não ficam colados lá pra sempre: eles se ligam ao retículo, sintetizam a proteína e saem. Assim, não é exatamente correto dizer que existe um retículo rugoso e um retículo liso: os dois são a mesma coisa vista em momentos diferentes. Quando o ribossomo está ligado ao retículo, ele sintetiza a proteína diretamente no lumen (lado de dentro) do retículo endoplasmático. O retículo então forma uma vesícula que engloba a proteínas e vai para o complexo de Golgi, um conjunto de sacos de membrana responsável pelo transporte de proteínas e outras substâncias para dentro e fora da célula, além do tráfego de vesículas dentro da própria célula e de modificações nas proteínas sintetizadas no retículo. Por estar envolvido na exportação de substâncias, o complexo de Golgi é bastante desenvolvido em células glandulares. O aparato golgiense também é responsável pela formação dos lisossomos, que são vesículas cheias de enzimas digestórias sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso. O lisossomo é responsável pela digestão intracelular de organelas velhas e de partículas ingeridas por fagocitose. Não confunda lisossomo com peroxissomo: os peroxissomos não são originados pelo complexo de Golgi e são responsáveis pela formação e destruição de peróx- idos e outras formas tóxicas de oxigênio. www.mundoedu.com.br 1. (UFTM) O conhecimento que agora se acumula rapidamente sobre os ribossomos está alimentando a esperança de que sejam encontrados antibióticos mais eficientes que os atuais. Muitos antibióticos agem sobre ribossomos, paralisando a produção de proteínas vitais, mas as bactérias têm oferecido uma crescente resistência à ação desses medica- mentos. O organismo humano É formado por aprox- imadamente 1014, o número 1 seguido de 14 zeros, células. Cada célula – as do fígado, por exemplo – pode conter 6 milhões de ribossomos, que produzem proteínas de modo contínuo e preciso. Uma bactéria pode conter cerca de 100 mil ribossomos em inces- sante funcionamento. Os antibióticos se infil- tram nos ribossomos das bactérias e não nos do organismo humano por causa de sutis diferenças nas estruturas desses componentes celulares. As moléculas dos antibióticos são bem menores que os ribossomos, mas podem entupir os túneis dos ribossomos e impedir a produção de proteínas, essenciais à manutenção dos seres vivos. (Pesquisa Fapesp, 21.01.11. Adaptado.) De acordo com o texto e os conhecimentos sobre o assunto, pode-se afirmar que a) os antibióticos trazem benefícios somente aos seres humanos, pois são os únicos animais que possuem ribossomos. b) os ribossomos das bactérias, assim como os dos vírus, realizam a transcrição de moléculas de RNA mensageiro para produzir proteínas. c) o número de ribossomos é o mesmo entre difer- entes células do mesmo organismo, e isso pode ser um dado importante para a classificação dos seres vivos. d) os antibióticos induzem a formação de ribossomos resistentes, deixando as bactérias resistentes, difi- cultando a cura de doenças bacterianas. e) se os ribossomos humanos fossem iguais aos das bactérias, os antibióticos não poderiam utilizar como “alvo” essas organelas. 2. (UFSCAR) Um pesquisador, interessado em produzir em tubo de ensaio uma proteína, nas mesmas condições em que essa síntese ocorre nas células, utilizou ribossomos de células de rato, RNA mensageiro de células de macaco, RNA transpor- tador de células de coelho e aminoácidos ativos de células de sapo. A proteína produzida teria uma sequência de aminoácidos idêntica à do: a) rato. b)sapo. c) coelho. d) macaco. e) macaco e do rato. EXERCÍCIOS SÍNTESE DE PROTEÍNAS www.mundoedu.com.br 3. (UFMS ) A figura a seguir mostra a porcentagem de ribossomos presentes em polissomos, em oócitos não fertilizados de ouriço-do-mar (0h), e em deter- minados períodos de tempo após a fertilização. No oócito não-fertilizado, menos de 1% dos ribossomos estão presentes em polissomos, sendo que 2 horas após a fertilização, cerca de 20% deles estão presentes nos polissomos, embora nenhum RNAm novo seja produzido durante esse período. A forma correta de interpretarmos esses dados é que: a) os polissomos observados no período pós-fertil- ização correspondem à associação de ribossomos e RNAr, enquanto fazem a transcrição das infor- mações contidas nesses filamentos de RNA. b) a presença dos polissomos sugere que essa orga- nização não está obrigatoriamente associada à tran- scrição e tradução da informação genética do RNAm. b) a presença dos polissomos indica claramente que uma grande quantidade de RNAr foi transpor- tada pelo gameta masculino, o que justifica as ativ- idades de síntese observadas após a fertilização. d) uma determinada fração de RNAm, pré-exis- tente e estocada no citoplasma do oócito, começa a ser traduzida quando o desenvolvimento se inicia, após a fertilização. e) após a fertilização, ocorre uma intensa atividade de transcrição da informação genética presente nos cromossomos do gameta masculino. 4. (UFT) As atividades celulares são orientadas pelas informações contidas no DNA, que são decodifi- cadas em proteínas através dos mecanismos de tran- scrição e tradução. O que faz uma baleia parecer uma baleia são suas proteínas. Assim, as proteínas deter- minam as funções vitais da baleia, como de todos os seres vivos. Para ditar o desenvolvimento de um organismo, a informação do DNA deve, de algum modo, ser convertida em proteínas. Esta conversão ocorre porque o DNA contém um código genético para os aminoácidos que compõem as proteínas. Neste código, cada aminoácido É representado por uma sequência de pares de bases, e esta sequência É refletida na sequência de aminoácidos reunidos em uma cadeia proteica. Assim, traduzir o código genético significa passar o código de sequência de bases para uma sequência de aminoácidos. Deste modo, o DNA É decodificado na forma de uma proteína estrutural ou enzimática que, por sua vez, É responsável por uma característica do organismo. Podemos afirmar que: I. Esta decodificação se faz através da leitura de sequências de três nucleotídeos, chamados códons, que especificam aminoácidos. II. Os códons diferem entre diferentes táxons de seres vivos; há códons que não codificam aminoácidos. III. A decodificação ocorre no citoplasma celular, em estruturas chamadas ribossomos, a partir de uma fita simples de DNA que deixa momentanea- mente o núcleo somente para tal função. IV. Cada códon traduz apenas um aminoácido. V. Alguns aminoácidos são codificados por mais de um códon. A isto chamamos degeneração do código, o que possivelmente traz maior estabili- dade contra mutações no DNA. Indique a alternativa em que todas as afirmativas são falsas. a) I e III b) II, III e IV c) II e III d) II, III e V www.mundoedu.com.br 5. (UEPB) Observe o gráfico abaixo que relaciona a concentração de certo grupo de enzimas com a regressão da cauda do girino. Em seguida, analise as proposições apresentadas. I. A regressão da cauda dos girinos se dá pela autode- struição de células pelas enzimas lisossômicas. O material resultante da autodigestão da cauda entra na circulação sanguínea e É reutilizado. II. A função dos lisossomos É a digestão intracelular, que ocorre nos vacúolos digestivos. Estes podem resultar da fusão dos lisossomos com fagossomos ou pinossomos, ou podem ser formados por lisos- somos que englobaram partes desgastadas da própria célula, o que permite reaproveitar seus componentes. Na espécie humana encontraremos apenas o primeiro processo de formação de vacúolos digestivos. III. O girino É a fase larval aquática dos anfíbios da ordem Anura. A metamorfose É marcada pelo desaparecimento da cauda e das brânquias, apare- cimento dos pulmões, transformação do coração, encurtamento do intestino e surgimento das pernas, dentre outras alterações. Está(ão) correta(s) a(s) proposição(ões): a) I, II e III. b) I e II, apenas. c) II e III, apenas. d) I, apenas. e) I e III, apenas. 6. (UFC) Células animais com função secretora apre- sentam abundância de retículo endoplasmático granuloso (rugoso) e complexo golgiense, estru- turas que se localizam próximas uma à outra e que trabalham em conjunto. Nesse trabalho em parceria, o retículo endoplasmático granuloso: a) libera proteínas digestivas em vesículas denom- inadas lisossomos, que atuarão em conjunto com os tilacoides do complexo golgiense. b) produz fosfolipídios de membrana que serão processados no complexo golgiense e liberados no citoplasma para formação de novos ribossomos. c) sintetiza proteínas e as transfere para o complexo golgiense, que as concentra e as libera em vesículas, que terão diferentes destinos na célula. d) funde-se ao complexo golgiense para formar o acrossomo dos espermatozóides, responsável pela digestão da parede do óvulo e pela penetração nesse. e) acumula os polissacarídeos de parede celular, produzidos no complexo golgiense, e os processa, antes de liberar as vesículas que se fundirão com a membrana plasmática. GABARITO: 1E, 2D, 3D, 4C, 5E, 6C
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