[Resumo] Expressão gênica e a formação de proteínas- biologia celular

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Expressão gênica e a formação de Proteínas
Emilly Peres - Fonoaudiologia 2021/1
Uma molécula de DNA é dividida em unidades funcionais chamadas genes. Cada gene
fornece instruções para uma molécula chamada produto funcional, que é necessária para
realizar um trabalho na célula. Muitas vezes, esse produto funcional de um gene é uma
proteína. Os produtos funcionais dos genes mais conhecidos são proteínas, mas também
temos os polipeptídeos. Polipeptídeo é outra palavra usada para uma cadeia de
aminoácidos. A maioria das proteínas são constituídas por apenas um único polipeptídeo,
porém, algumas são formadas por múltiplos polipeptídeos. Os genes que especificam
polipeptídeos são chamados de genes codificadores de proteínas. Mas nem todos os genes
determinam polipeptídeos. Alguns genes fornecem instrução para construção de moléculas
funcionais de RNA, como os RNAs transportadores e RNAs ribossomais que desempenham
papéis na tradução.
Para o DNA direcionar a construção de um polipeptídeo, é necessário passar por dois
processos, são eles: transcrição e tradução.
● Transcrição: nessa primeira fase, uma fita de DNA chamada de fita não codificante
se abre, e os códigos presentes no gene são transcritos para a molécula de RNA. A
enzima polimerase do RNA se liga a uma das extremidades do gene, separando as
fitas de DNA e os ribonucleotídeos livres se emparelham com a fita de DNA que
serve de molde. Essa fita de RNA é o transcrito primário.
O transcrito primário carrega uma mesma sequência de informação que a fita de
DNA não transcrita, às vezes chamada de fita codificante. Porém, o transcrito
primário e a fita codificante de DNA não são idênticos, devido a algumas diferenças
bioquímicas entre DNA e RNA. Uma diferença importante é que as moléculas de
RNA não incluem a base timina (T). Ao invés disso, elas têm uma base similar
uracila (U). Como a timina, a uracila pareia com adenina. O que determina o início e
o fim do gene que será transcrito são sequências específicas de nucleotídeos, o
início é a região promotora do gene e o fim é a região terminal. A polimerase do
RNA se encaixa na região promotora do gene e vai até a região terminal. Temos três
etapas:
> Iniciação: é onde a maioria da expressão gênica é controlada, por bloqueio ou
permissão do acesso ao sítio pela polimerase do RNA.
> Alongamento: nesse estágio, o RNA recém-sintetizado pareia-se
temporariamente com a fita de molde de DNA, formando um híbrido DNA-RNA.
> Término: acontece quando um códon de parada do RNAm entra no sítio A. Esses
códons são reconhecidos pelas proteínas de fatores de liberação, se adaptando ao
sítio P.
● Tradução: A cadeia polipeptídica é formada pela união de aminoácidos de acordo
com a sequência de nucleotídeos do RNAm. Essa sequência do RNAm, chamada
códon, é determinada pela sequência de bases da fita do DNA que serviu de molde.
Desse modo, a síntese de proteínas é a tradução da informação contida no gene,
por isso se chama tradução gênica.
Etapas da tradução
A tradução acontece dentro de estruturas conhecidas como ribossomos.
Ribossomos são máquinas moleculares cujo trabalho é contruir polipeptídeos. Uma
vez que o ribossomo se prende a um RNAm e encontra o códon de início, ele irá se
mover rapidamente ao longo do RNAm, um códon de cada vez. Dessa maneira, ele
irá gradualmente construindo uma cadeia de aminoácidos que espelha exatamente a
sequência de códons no RNAm.
Porém, o pareamento entre o aminoácido e o códon (as relações entre os códons e
os aminoácidos é chamada de código genético) não é feito pelo próprio ribossomo.
Ao invés disso, ele depende de um grupo especializado de moléculas de RNA
chamadas RNAs transportadores (RNAt). Cada RNAt tem três nucleotídeos
expostos em uma extremidade, que podem reconhecer apenas um ou poucos
códons específicos. Na outra extremidade, o RNAt carrega um aminoácido. Há
muitos RNAs transportadores flutuando pela célula, mas só há um RNAt que pode
combinar com o códon que está sendo lido naquele momento, se ligando e
entregando sua carga de aminoácido. Uma vez que o RNAt esteja bem ligado ao
seu códon correspondente no ribossomo, seu aminoácido será adicionado ao final
da cadeia polipeptídica. A tradução termina quando o ribossomo chega a um códon
de parada e solta o polipeptídeo.
Por fim, uma vez que o polipeptídeo está terminado, ele pode ser processado ou
modificado, combinado com outros polipeptídeos ou enviado a um destino específico dentro
ou fora da célula. Em última instância, ele irá realizar um trabalho específico de que a célula
ou o organismo necessita - talvez como uma molécula sinalizadora, elemento estrutural ou
enzima.