Síntese e Tradução Proteica

A síntese proteica, ou tradução, é o processo pelo qual o ribossomo lê a sequência de um RNA mensageiro e monta a cadeia correspondente de aminoácidos em uma proteína. É a etapa que converte o código genético nas moléculas funcionais da célula e é o destino dos aminoácidos processados em outras partes do metabolismo de proteínas e aminoácidos.

Definition

Tradução é a síntese, catalisada pelo ribossomo, de um polipeptídeo cuja sequência de aminoácidos é especificada pelos códons de um RNA mensageiro, usando RNAs transportadores de aminoacil como adaptadores que leem o código genético.

Scope

Esta entrada aborda como os aminoácidos são ativados e combinados com códons através da síntese de aminoacil-tRNA, e as fases de iniciação, alongamento e terminação da tradução no ribossomo, juntamente com os principais pontos em que o processo é regulado. Ela trata a tradução como um processo bioquímico e molecular.

Core questions

• Como cada aminoácido é ligado ao RNA transportador que reconhece seu códon?
• Como o ribossomo seleciona o sítio de início e lê os códons no quadro de leitura correto?
• Como a taxa de tradução é regulada em resposta às condições celulares?

Key concepts

• Código genético e pareamento códon-anticódon
• Aminoacil-tRNA sintetases e carregamento de tRNA
• Ribossomo e os sítios A, P e E
• Iniciação, alongamento e terminação
• Fatores de iniciação da tradução e regulação
• Perfil de ribossomos (ribosome profiling) como método de medição

Mechanisms

Cada aminoácido é primeiro ligado ao seu RNA transportador cognato por uma aminoacil-tRNA sintetase, uma reação dependente de ATP cuja precisão, incluindo a revisão (proofreading), estabelece a fidelidade do código genético. Os tRNAs carregados entregam aminoácidos ao ribossomo, onde a tradução prossegue em três fases. Na iniciação, a pequena subunidade ribossômica, auxiliada por fatores de iniciação, localiza o códon de início, tipicamente por varredura (scanning) em eucariotos, e a grande subunidade se une. No alongamento, o ribossomo se move códon por códon, catalisando a formação de ligações peptídicas entre aminoácidos sucessivos em seu centro de peptidil-transferase enquanto os tRNAs ciclam através de seus sítios A, P e E. A terminação ocorre quando um códon de parada é reconhecido por fatores de liberação e o polipeptídeo completo é liberado. A iniciação é a fase mais fortemente regulada; seu controle através de fatores de iniciação permite que as células ajustem rapidamente a produção global e específica de proteínas. O perfil de ribossomos (ribosome profiling) permite que a tradução seja medida em todo o genoma com resolução próxima ao códon.

Clinical relevance

A tradução é o alvo de várias classes de antibióticos que exploram diferenças entre ribossomos bacterianos e humanos, e sua regulação é alterada em muitos estados de doença. Esta entrada descreve o mecanismo e como ele é estudado, e não fornece orientação de tratamento individual.

Evidence & guidelines

O mecanismo e sua regulação são conhecimentos estabelecidos da biologia molecular, apoiados por extensa literatura primária e de revisão; este é um tópico de referência, e não um domínio de diretrizes clínicas.

History

O código genético foi decifrado na década de 1960 através do trabalho de Marshall Nirenberg, Har Gobind Khorana e outros, enquanto a descoberta do RNA transportador como um adaptador por Mahlon Hoagland e colegas explicou como o código é lido. Estudos estruturais e bioquímicos posteriores elucidaram o ribossomo e os fatores que controlam cada fase da tradução.

Key figures

• Marshall Nirenberg
• Har Gobind Khorana
• Mahlon Hoagland
• Alan Hinnebusch

Seminal works

• ibba-soll-2000
• sonenberg-hinnebusch-2009
• jackson-2010

Frequently asked questions

Qual é o papel do RNA transportador na tradução?

O RNA transportador atua como um adaptador: cada tRNA carregado transporta um aminoácido específico e emparelha seu anticódon com o códon correspondente no RNA mensageiro, para que o ribossomo possa adicionar o aminoácido correto à medida que lê o código.

Por que a etapa de iniciação da tradução é tão importante para a regulação?

A iniciação compromete o ribossomo a produzir uma proteína, então controlá-la através de fatores de iniciação permite que a célula aumente ou diminua rapidamente a produção de proteínas, de forma geral ou para mensagens específicas, em resposta às suas necessidades.