Tradução: Síntese Proteica a partir do RNAm

Prévia do material em texto

Tradução
• “Traduzir” significa converter uma linguagem em outra e, nesse caso, uma linguagem nucleotídica em uma linguagem aminoacídica. A tradução visa sintetizar proteínas a partir de moldes de RNAm e é a etapa final da expressão gênica.
• Para ocorrer a Tradução, é necessário que haja 
(1) RNAm maduro no citoplasma
PS: há um complexo proteico multienzimático denominado exossomo que apresenta atividade exonucleotidica, capaz de degradar uma variedade de RNA’s que apresentam erros em seu processamento. No RNAm, o exossomo pode degradar a partir do terminal 3’ (por exemplo, se o exossomo encontra um RNAm sem a cauda poli-A, ele o degrada, “picando” os nucleotídeos, ou seja, quebrando as ligações fosfodiéster). Dessa forma, é evitado a tradução de proteínas não funcionais (mutações no exossomo levam a presença de RNAm não funcionais que poderão codificar proteínas não funcionais. 
E, além disso, em nosso organismo, tanto no meio intracelular, quanto no meio extracelular e até mesmo na superfície do corpo (pele, unhas, cabelos) há uma grande quantidade de enzimas denominadas RNAases, com função parecida com a do exossomo, mas que catalisam a degradação de RNA, qualquer um, não apenas aqueles que apresentam erros. Ou seja, o RNAm é uma molécula muito sensível, e por isso há necessidade da cauda poli-A e do cap para protegê-lo, pois a ação das RNAases se inicia na ponta, e é melhor degradar a cauda poli-A, que não é codificante, do que a parte de fato codificante do RNAm.
O cap, além de fornecer a proteção, ele funciona como um sítio de reconhecimento para os ribossomos, pois eles leem do RNAm do terminal 5’ para o 3’, reconhecendo o 5’ através do cap.
• Entre o cap e a cauda poli-A, há as porções 5’ e 3’ terminais do RNAm, que são sequências não codificadoras (UnTranslated Region – UTR):
Hoje sabe-se proteínas reguladoras da tradução podem ligar-se nas regiões 5’ ou 3’ UTR para controle dessa etapa da síntese proteica, ou seja, essas regiões são sítios de reconhecimento por proteínas reguladoras da tradução presentes no citoplasma, que regulam a taxa de tradução (produzir muito ou pouco)
Exemplo: o íon ferroso é um eletrólito obtido a partir da dieta, necessário para o meio intracelular e a sua quantidade oscila no organismo conforme a alimentação. O íon ferroso não pode estar solto, ele precisa ser armazenado e transportado pela proteína ferritina. Então, quando os níveis de íon ferroso aumentam dentro da célula, os níveis de síntese de ferritina também tem que aumentar (ser transcrita e traduzida). Então, descobriu-se que proteínas reguladoras da tradução (nesse caso, proteínas de resposta ao ferro) reconhecem a região 3’ UTR e se prendem nela, e, nisso, a síntese de ferritina aumenta. A fixação dessas proteínas permite que o RNAm se mantenha integro, é como se fizessem um bloqueio para o RNAm, não ser degradado, como uma proteção extra além da cauda poli-A e, dessa forma, o RNAm fica mais tempo íntegro no citoplasma, aumentando a síntese de proteínas, no caso, de ferritina
No caso de diminuição nos níveis de íon ferroso, não é necessário grande quantidade da proteína ferritina, então o processo ocorre ao contrário: proteínas regulatórias de resposta ao ferro se ligam no 5’ UTR, diminuindo a síntese de ferritina, pois a tradução se inicia no terminal 5’ com o reconhecimento do cap, mas com as proteínas ligadas o ribossomo não consegue reconhecer o cap para ler as áreas codificantes do RNAm
Esses processos representam uma vantagem energética pois é mais vantajoso segurar o RNAm por mais tempo no citoplasma do que ter que transcrevê-lo toda hora.
(2) Fatores de iniciação
Existem fatores de iniciação da tradução, marcada por proteínas sinalizadoras do início da tradução (nos eucariotos há, no mínimo, 10 fatores de iniciação diferentes, ligados à subunidade menor do ribossomo e outros ao terminal 5 ́do RNAm) que vão reconhecer o cap, carregar o ribossomo para o cap e trazer o RNAt para a região, ou seja, auxiliam na ligação ao cap na extremidade 5’ e na ligação do RNAt iniciador carregado com metionina à subunidade menor do ribossomo.
A subunidade menor do ribossomo, carregado pelos fatores, reconhece o RNAm pela ligação ao cap na extremidade 5’, aí, a partir do cap, a subunidade menor do ribossomo procura o códon da metionina AUG (start códon), com o auxílio de fatores de iniciação.
(3) Ribossomos
O ribossomo é uma organela que não possui membrana, é formado por um complexo proteico associadas à uma fita de RNA, produzido no nucléolo. Eles podem estar livres no citoplasma, presos na face externa do envoltório nuclear ou presos ao retículo endoplasmático rugoso.
Nos eucariotos, os ribossomos apresentam um peso denominado 80S, dividido em duas subunidades: subunidade menor (40S) e subunidade maior (60S). Estas subunidades permanecem separadas e só se unem quando o ribossomo ai exercer sua função no citoplasma da célula eucarionte.
A unidade de medida S significa Svedberg, que é um coeficiente de sedimentação em ultracentrífuga, medindo o coeficiente de sedimentação de uma partícula ou macromolécula quando elas são centrifugadas sob condições normais. 1 S = 10-13seg 
Na imagem, cada cor é uma proteína diferente do qual cada parte do ribossomo é formado. Essas proteínas ribossomais facilitam o dobramento adequado do RNAr e intensificam a função ribossomal pelo posicionamento correto dos RNAt’s.
 (4) RNAt 
Os RNAt possuem de 70 a 80 nucleotídeos, é similar a uma folha de trevo ou a um “L” invertido (para se encaixar no ribossomo). 
Em sua extremidade inferior, está presente os anticódons, que irão parear com o códon do RNAm. No terminal 3’ é onde o aminoácido que corresponde ao códon irá se ligar covalentemente ao RNAt (CCA)
Esse RNAt é codificado por um gene, sai no núcleo e vai para o citoplasma com essa configuração da imagem (dobrado). Porém, no citoplasma, algumas bases dos “braços” do RNA sofrem modificação e são denominadas de pseudouridina e uridina.
Importante ressaltar que o fato de haver 20 aminoácidos diferentes, não quer dizer que há apenas 20 tipos de RNAt. A proporção não é de 1 para 1. O que se tem é uma enzima aminoacil sintetase para cada aminoácido e para cada RNAt.
A ligação dos aminoácidos com o RNAt é catalisada a partir de enzimas aminoacil-tRNA sintetase. Ela possui três sítios de reconhecimento: um para o seu determinado aminoácido, um para o ATP e um para o RNAt do respectivo aminoácido. Através da hidrólise do ATP ela catalisa a ligação do aminoácido ao RNAt.
Pode haver mutação nos genes que codificam essa enzima e ela se tornará disfuncional. Aí, uma vez que o aminoácido não se liga ao RNAt adequado, esse aminoácido não será encaixado na proteína, tornando a proteína produzida disfuncional também.
(5) Aminoácidos
Quando a subunidade menor do ribossomo encontra o start códon, a subunidade maior será carregada por fatores de iniciação e será encaixada na subunidade menor. É ela que faz a ligação peptídica entre os aminoácidos
Essa subunidade maior possui três sítios em que o RNAt pode se encaixar: E (Exit), A (Aminoacil) e P (Peptidil). 
Estágios da tradução:
O estágio de iniciação já foi descrito, resumidamente momento em que a subunidade menor chega primeiro, desliza até achar o start códon (AUG) e depois vem a subunidade maior e se encaixa na menor.
Alongamento/ translocação
As duas subunidades juntas (ribossomo) irão deslizar e fazer o alongamento, se deslocando pela fita de RNAm (com o auxílio de fatores de alongamento) para construir a proteína, que vai saindo pela sua subunidade menor. Se desliza até encontrar o códon de terminação (parada) – UAA ou UAG ou UGA
Agora com as duas subunidades juntas, os RNAt serão trazidos através de fatores de alongamento. O RNAt iniciador que transporta o aminoácido metionina se liga ao sítio P (onde ocorre a ligação peptídica); o RNAt subsequente se liga ao sítio A e, então, o RNAt vazio ocupa o sítio E e deixa o ribossomo.
Terminação da tradução
Quando os ribossomos encontrarem o códon de parada, proteínas irão se ligará esse códon de terminação (fatores de liberação ou terminação). Então, esses fatores farão a enzima Peptidil-transferase (subunidade maior do ribossomo), que costuma catalisar as ligações peptídicas entre os aminoácidos, adicionar uma molécula de água ao último aminoácido da cadeia e, essa reação separa a cadeia de proteína do RNAt, sendo liberada no citoplasma.
Polirribossomo
Um mesmo RNA mensageiro pode ser traduzido por mais de um ribossomo ao mesmo tempo (Polirribossomo):