Síntese proteica

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Juliana Lopes
 EBMSP 21.1
Síntese proteica 
O DNA genômico não controla a síntese de proteínas diretamente, mas utiliza o RNA como intermediário. Assim, quando a célula requer uma proteína específica, a sequência de nucleotídeos da região apropriada de uma molécula de DNA extremamente longa em um cromossomo é inicialmente copiada sob a forma de RNA (através de um processo denominado transcrição). São essas cópias de RNA que são utilizadas diretamente como moldes para promover a síntese da proteína (em um processo denominado tradução). 
A transcrição e a tradução são os meios pelos quais as células leem, ou expressam, as instruções genéticas de seus genes. Além disso, os genes podem ser expressos em diferentes graus de eficiência, tendo em vista que uma célula pode alterar (ou regular) a expressão de cada um de seus genes de acordo com suas necessidades – na maioria das vezes, pelo controle da produção das moléculas de RNA.
A sequência de nucleotídeos no RNAm é lida em grupos consecutivos de três (códons). 
Como temos 4 nucleotídeos possíveis (A, G, T, C) para a formação dos códons: 4 x 4 x 4 = 64 códons possíveis. 
OBS: existe um códon de iniciação ou metionina (AUG) e três códons de parada ou terminação (UAA, UAG, UGA). Além disso, existem códons diferentes que codificam o mesmo aminoácido, o que confere o caráter degenerativo do código genético.
Tipos de rna: 
· RNA mensageiro molde para a síntese proteica.
OBS: todo RNAm é lido na direção 5’ 3’
· RNA ribossômico compõe o ribossomo — sítio de síntese proteica.
· RNA transportador adaptador entre o RNAm e os aminoácidos, que vai trazer o aminoácido em sua haste aceptora e o seu anticódon vai reconhecer o códon do RNAm. 
Montagem das unidades ribossomais 
A formação das unidades ribossomais (menor e maior) ocorre no nucléolo, mas a junção dessas subunidades só ocorre posteriormente no citosol, no momento da tradução do RNAm.
Ribossomo de um procarionte 
 
Ribossomo de um eucarionte
Processamento do RNAt 
Os RNA transportadores são modificados antes de serem exportados do núcleo. Esse processo de processamento é importante para a formação de um RNAt maduro, ou seja, que seja capaz de atuar no processo de síntese proteica. 
Inicialmente ocorre a modificação das bases, a partir da clivagem das extremidades 5’ e 3’ por meio das ribozimas e a adição de CCA na extremidade 3’. No final do processamento ocorre o splicing (remoção de uma região interna), formando um RNAt maduro e funcional. 
Etapas da síntese proteica 
I. Ativação de aminoácidos etapa de preparação, na qual os aminoácidos serão ativados ao serem ligados aos RNA transportadores (RNAt é aminoacilados) e ocorre o pareamento entre RNAt e RNAm na subunidade menor do ribossomo.
II. Iniciação processo de montagem de toda a estrutura para que a síntese proteica ocorra e a chegada do primeiro aminoácido — metionina.
III. Alongamento leitura dos demais códons e chegada dos aminoácidos seguintes. 
IV. Terminação e reciclagem dos ribossomos ocorre com o encontro do stopcodon e a desmontagem dos ribossomos. 
V. Enovelamento e processamento pós-tradicional essa cadeia polipeptídica que acabou de ser sintetizada vai enovelada. 
Aminoacilação 
O aminoácido se liga ao RNAt, com gasto de ATP, formando uma ligação de alta energia e, posteriormente, se liga ao códon através da interação de complementariedade códon e anticódon.
Obs:
Polirribossomos uma molécula de RNAm pode ser lida por vários ribossomos, a fim de produzir um maior número de proteínas em um menor tempo. 
Sinais para o início e fim da tradução 
A etapa de iniciação também é importante porque para a maioria dos genes é o último momento no qual a célula pode decidir se o mRNA deverá ser traduzido para produzir uma proteína. A tradução de um mRNA tem início com um códon AUG, e um tRNA especial é necessário para iniciar essa tradução. Esse tRNA iniciador sempre carrega o aminoácido metionina (nas bactérias, uma forma modificada de metionina é utilizada: a formilmetio-nina). Assim, subunidade menor do ribossomo, acoplada ao RNAm, reconhece o STARTCÓDON, iniciando a tradução. 
O final da mensagem codificadora de uma proteína é sinalizado pela presença de um de três códons de terminação (UAA, UAG ou UGA). Eles não são reconhecidos por um RNAt e não determinam um aminoácido; em vez disso, sinalizam para o ribossomo o final da tradução. 
As proteínas conhecidas como fatores de liberação ligam-se a qualquer ribossomo que possua um códon de terminação posicionado no sítio A.
Esta ligação força a peptidiltransferase no ribossomo a catalisar a adição de uma molécula de água em vez de um aminoácido no peptidil-tRNA. Essa reação libera a extremidade carboxila da cadeia polipeptídica em crescimento de sua conexão a uma molécula de RNAt. Tendo em vista que normalmente apenas essa conexão mantém o polipeptídeo em crescimento unido ao ribossomo, a cadeia de proteína finalizada é imediatamente liberada no citoplasma. O ribossomo então libera sua molécula de RNAm e dissocia suas subunidades maior e menor.
RNAm Eucariontes x RNAM procariontes 
Nos procariontes, os RNAm são policistronico, ou seja, um RNAm codifica várias proteínas. No entanto, os RNAm dos eucariontes são monocistronicos, ou seja, um RNAm codifica apenas uma proteína.
Estrutura dos ribossomos 
Sítio A onde vai chegar o RNAt com o aminoácido.
Sítio P onde tem o RNAt com a cadeia polipeptídica em crescimento.
Sítio E sítio ocupado pelo RNAt que acabou de doar um aminoácido. 
Chaperonas e o dobramento das proteínas 
Após a síntese proteica ocorre o enovelamento das proteínas com o auxílio das Chaperonas.
gLicosilação
Além do enovelamento, após a síntese proteica, ocorre a glicosilaçao.
OBS: proteínas que não sofreram o dobramento correto são marcadas pela ubiquitina e, posteriormente, são degradadas. 
Inibidores da síntese proteica 
Penicilina e antibióticos relacionados funcionam prevenindo a interligação entre os peptidoglicanos. 
Esses antibióticos vão inibir a enzima transpeptidase, responsável pela formação das ligações cruzadas entre as cadeias de peptidoglicanos, que são os carboidratos essenciais para a formação da parede celular bacteriana, pois possibilitam a resistência contra a pressão osmótica. Assim, a transpeptidase inibida vai impedir a formação das ligações cruzadas e, com isso, vai tornar a parede celular bacteriana frágil, 
OBS: o ceftriaxone, cefalosporina de 3ª geração, atua tanto em gram negativa como em gram positiva, sendo uma alternativa para pacientes com alergia a penicilina. 
OBS II: algumas cepas bacterianas possuem resistência a penicilina, tendo em vista que produzem uma enzima específica, beta-lactamase, que tem a capacidade de se ligar, destruindo o anel betalactano das penicilinas, deixando-a inativa.
Em caso de pacientes com bactérias resistentes a penicilina, pode-se utilizar a penicilina conjugada com ácido clavulânico (clavulanato de potássio), que inibe a beta-lactamase, proteendo o anel betalactano e, assim, impedindo a inativação da medicação. 
Referencia
ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WATSON, J. D. Biologia molecular da célula. Porto Alegre: Artes Médicas, 1994.