Biologia para Cursos I

a Figura 1. Uma ligação peptídica liga a extremidade carboxila de um aminoácido com a extremidade amino de outro, expelindo uma molécula de água. Por simplicidade nesta imagem, apenas os grupos funcionais envolvidos na ligação peptídica são mostrados. As designações R e r ‘ referem-se ao resto de cada estrutura de aminoácidos.,

a síntese de proteínas consome mais energia de uma célula do que qualquer outro processo metabólico. Por sua vez, as proteínas representam mais massa do que qualquer outro componente de organismos vivos (com exceção da água), e as proteínas realizam praticamente todas as funções de uma célula. O processo de tradução, ou síntese de proteínas, envolve a decodificação de uma mensagem de mRNA em um produto polipeptídeo. Os aminoácidos são co-enforcados por ligações peptídicas interligadas em comprimentos que vão de aproximadamente 50 resíduos de aminoácidos a mais de 1000., Cada aminoácido individual tem um grupo amino (NH2) e um grupo carboxilo (COOH). Os polipeptídeos formam-se quando o grupo amino de um aminoácido forma uma ligação amida (ou seja, péptido) com o grupo carboxilo de outro aminoácido (Figura 1). Esta reação é catalisada por ribossomas e gera uma molécula de água.máquinas de síntese de proteínas

além do modelo de ARNm, muitas moléculas e macromoléculas contribuem para o processo de tradução., A composição de cada componente pode variar de espécie para espécie; por exemplo, os ribossomas podem consistir em diferentes números de rRNAs e polipeptídeos, dependendo do organismo. No entanto, as estruturas e funções gerais da máquina de síntese de proteínas são comparáveis das bactérias às células humanas. A tradução requer a entrada de um modelo mRNA, ribossomas, tRNAs e vários fatores enzimáticos.

Polissomas

mesmo antes de um ARNm ser traduzido, uma célula deve investir energia para construir cada um dos seus ribossomas. Em E., coli, existem entre 10.000 e 70.000 ribossomas presentes em cada célula em qualquer momento. Um ribossomo é uma macromolécula complexa composta por rRNAs estruturais e catalíticos, e muitos polipeptídeos distintos. Em eucariontes, o nucleolus é completamente especializado para a síntese e montagem de rRNAs.os ribossomas existem no citoplasma nos procariontes e no citoplasma e no retículo endoplasmático rugoso nos eucariontes., Mitocôndria e cloroplastos também têm seus próprios ribossomas na matriz e no estroma, que parecem mais semelhantes aos ribossomas procarióticos (e têm sensibilidades similares ao medicamento) do que os ribossomas fora de suas membranas externas no citoplasma. Os ribossomas dissociam-se em subunidades grandes e pequenas quando não estão a sintetizar proteínas e reassociam-se durante o início da tradução. Em E. coli, a pequena subunidade é descrita como 30, e a grande subunidade é 50, para um total de 70 (lembre-se que as unidades de Svedberg não são aditivos)., Os ribossomas dos mamíferos têm uma pequena subunidade de 40 e uma grande subunidade de 60, num total de 80. a pequena subunidade é responsável pela ligação do modelo mRNA, enquanto a grande subunidade se liga sequencialmente a tRNAs. Cada molécula de ARNm é simultaneamente traduzida por muitos ribossomas, todos sintetizando proteínas na mesma direcção: lendo o ARNm de 5′ a 3′ e sintetizando o polipéptido do terminus N para o terminus C. A estrutura completa de mRNA / poli-ribossoma é chamada de polissoma.,

tRNAs

As tRNAs são moléculas estruturais de ARN que foram transcritas a partir de genes pela ARN polimerase III. dependendo da espécie, existem 40 a 60 tipos de tRNAs no citoplasma. As RNAs de transferência servem como moléculas adaptadoras. Cada ARN tem um aminoácido específico e reconhece um ou mais dos codões mRNA que definem a ordem dos aminoácidos em uma proteína. Aminoacil-tRNAs ligam-se ao ribossoma e adicionam o aminoácido correspondente à cadeia polipeptídica. Portanto, tRNAs são as moléculas que realmente” traduzem ” a linguagem do RNA para a linguagem das proteínas.,

das 64 combinações possíveis de codões de ARNm—ou tripletos de a, U, G E C—three especificam o fim da síntese proteica e 61 especificam a adição de aminoácidos à cadeia polipeptídica. Destes 61, um codão (ago) também codifica o início da tradução. Cada anticodon tRNA pode base par com um dos codões mRNA e adicionar um aminoácido ou terminar a tradução, de acordo com o código genético., Por exemplo, se a seqüência CUA ocorreu em um modelo mRNA na estrutura de leitura adequada, ele ligaria um tRNA expressando a seqüência complementar, GAU, que seria ligado ao aminoácido leucina.

Como as moléculas adaptadoras da tradução, é surpreendente que tRNAs possa encaixar tanta especificidade em um pacote tão pequeno. Considere que o tRNAs precisa interagir com três fatores:

1. eles devem ser reconhecidos pela correta aminoacil sintetase.devem ser reconhecidos pelos ribossomas.devem ligar-se à sequência correcta no ARNm.,

aminoacil tRNA Sintetases

o processo de síntese pré-tRNA pela ARN polimerase III apenas cria a porção de ARN da molécula adaptadora. O aminoácido correspondente deve ser adicionado mais tarde, uma vez que o tRNA é processado e exportado para o citoplasma. Através do processo de carga de tRNA, cada molécula de tRNA é ligada ao seu aminoácido correto por um de um grupo de enzimas chamadas sintetases aminoacil tRNA. Existe pelo menos um tipo de aminoacil tRNA sintetase para cada um dos 20 aminoácidos; o número exato de aminoacil tRNA sintetases varia por espécie., Estas enzimas ligam-se primeiro e hidrolisam ATP para catalisar uma ligação de alta energia entre um aminoácido e um monofosfato de adenosina (AMP); uma molécula de pirofosfato é expelida nesta reacção. O aminoácido ativado é então transferido para o tRNA, e AMP é liberado. O termo “carregamento” é apropriado, uma vez que a ligação de alta energia que liga um aminoácido ao seu tRNA é mais tarde usada para conduzir a formação da ligação peptídica. Cada ARN é nomeado por seu aminoácido.

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