Tradução e Síntese Proteica
A tradução é o processo pelo qual a informação genética contida no RNA mensageiro é decodificada pelos ribossomos para construir proteínas, as macromoléculas funcionais da célula. É a segunda etapa principal da expressão gênica após a transcrição e completa o fluxo de informação do gene ao produto funcional descrito pelo dogma central da biologia molecular.
Definition
Tradução é a síntese de um polipeptídeo catalisada por ribossomos, cuja sequência de aminoácidos é especificada, códon por códon, por um molde de RNA mensageiro, com os RNAs transportadores servindo como adaptadores que combinam cada códon ao seu aminoácido.
Scope
Esta área orienta o leitor sobre como uma sequência de nucleotídeos é lida em trincas e convertida em uma sequência ordenada de aminoácidos. Abrange o código genético e o reconhecimento de códons, as fases de iniciação, alongamento e terminação da síntese de polipeptídeos, e a estrutura e função catalítica do ribossomo. Trata a tradução como um tópico molecular fundamental, e não como uma orientação clínica.
Sub-topics
Core questions
- Como a sequência linear de nucleotídeos do mRNA é convertida na sequência de aminoácidos de uma proteína?
- Qual maquinaria molecular lê os códons e forma as ligações peptídicas?
- Como o início e a parada da síntese são definidos e controlados?
- Como a tradução é tornada rápida e precisa?
Key concepts
- Molde de RNA mensageiro
- Adaptadores de RNA transportador
- Códon triplete
- Fase de leitura
- Fases de iniciação, alongamento e terminação
- Ribossomo como uma ribozima
- Fidelidade translacional
Key theories
- Dogma central da biologia molecular
- A informação de sequência flui do ácido nucleico para a proteína e não retorna da proteína; a tradução é a etapa terminal de transferência de informação que converte a sequência de mRNA em sequência polipeptídica.
- Hipótese do adaptador
- Crick propôs que pequenas moléculas adaptadoras, posteriormente identificadas como RNAs transportadores, medeiam entre códons e aminoácidos, porque as bases nucleotídicas não podem reconhecer diretamente as cadeias laterais de aminoácidos.
Mechanisms
Um mRNA é lido em trincas não sobrepostas chamadas códons, cada uma especificando um aminoácido ou um sinal de parada. Os RNAs transportadores de aminoacil entregam aminoácidos cujos anticódons se pareiam com códons sucessivos dentro do ribossomo, que catalisa a formação da ligação peptídica e avança ao longo da mensagem. A síntese prossegue em três fases: iniciação, que monta o ribossomo em um códon de início; alongamento, que adiciona aminoácidos repetidamente; e terminação, que libera a cadeia completa em um códon de parada. Os sistemas acelulares de Nirenberg e colaboradores demonstraram pela primeira vez que sequências de RNA definidas direcionam a incorporação de aminoácidos específicos, e estudos estruturais têm mostrado desde então que o próprio ribossomo, uma máquina de RNA-proteína, realiza a química.
Clinical relevance
Muitos antibióticos atuam inibindo seletivamente a tradução bacteriana, e defeitos herdados em componentes da maquinaria translacional estão subjacentes a uma série de distúrbios, tornando esta área relevante para a compreensão da farmacologia e dos mecanismos de doenças. Descreve processos moleculares que explicam como drogas e mutações afetam a produção de proteínas e não é uma base para decisões individuais de diagnóstico ou tratamento.
Evidence & guidelines
Os mecanismos aqui resumidos baseiam-se em décadas de evidências bioquímicas e estruturais, incluindo os experimentos do código genético da década de 1960 e estruturas ribossômicas de resolução atômica, e estão consolidados em livros didáticos padrão de biologia molecular e na literatura de revisão principal.
History
A estrutura conceitual para a tradução surgiu nas décadas de 1950 e 1960: Crick articulou o dogma central e a hipótese do adaptador, enquanto Nirenberg, Khorana e outros decifraram o código genético usando moldes de RNA sintéticos em sistemas acelulares. A máquina molecular responsável, o ribossomo, foi posteriormente resolvida em detalhes atômicos, revelando que seu núcleo catalítico é RNA.
Key figures
- Francis Crick
- Marshall Nirenberg
- Thomas Steitz
- Rachel Green
Related topics
Seminal works
- crick-1970
- nirenberg-1961
- steitz-2008
Frequently asked questions
- Como a tradução difere da transcrição?
- A transcrição copia o DNA de um gene em RNA mensageiro, enquanto a tradução lê esse RNA mensageiro em um ribossomo para montar uma proteína; a transcrição funciona dentro de um alfabeto químico (nucleotídeos), enquanto a tradução converte entre dois alfabetos (nucleotídeos e aminoácidos).
- Por que o ribossomo é chamado de ribozima?
- Estudos estruturais mostraram que a ligação peptídica é formada pelo RNA ribossômico, e não por proteínas, então o ribossomo catalisa a síntese como uma enzima de RNA, ou ribozima.