Terminação da Tradução e Fatores de Liberação

A terminação da tradução é a fase final da síntese proteica, na qual o ribossomo reconhece um códon de parada, libera o polipeptídeo completo e se prepara para se dissociar. Os fatores de liberação são as proteínas que leem os códons de parada e desencadeiam a hidrólise da cadeia finalizada do último RNA transportador.

Definition

A terminação da tradução é o reconhecimento, mediado por fatores de liberação, de um códon de parada no sítio A ribossômico, seguido pela hidrólise da ligação que une o polipeptídeo completo ao RNA transportador do sítio P, finalizando a síntese.

Scope

Este tópico aborda como os códons de parada são reconhecidos pelos fatores de liberação de classe I, como o polipeptídeo completo é liberado por hidrólise no centro da peptidil transferase, o papel dos fatores de liberação GTPase de classe II e como o ribossomo é subsequentemente dividido e reciclado. É um tópico mecanicista, não uma orientação clínica.

Core questions

• Como os códons de parada são reconhecidos sem um RNA transportador?
• Como o polipeptídeo finalizado é liberado do ribossomo?
• O que distingue os fatores de liberação de classe I e classe II?
• Como o ribossomo é reciclado após a terminação?

Key concepts

• Códons de parada (UAA, UAG, UGA)
• Fatores de liberação de classe I (eRF1; RF1/RF2 bacteriano)
• Fatores de liberação GTPase de classe II (eRF3; RF3 bacteriano)
• Hidrólise de peptidil-tRNA
• Reciclagem do ribossomo
• Leitura contínua (readthrough) e supressão de mutações sem sentido

Key theories

Decodificação de códons de parada por proteínas

Os códons de parada não são lidos por RNAs transportadores, mas por proteínas de fatores de liberação de classe I, que reconhecem o códon no centro de decodificação e promovem a hidrólise da ligação peptidil-tRNA para liberar a proteína.

Mechanisms

Quando um códon de parada entra no sítio A ribossômico, um fator de liberação de classe I (eRF1 em eucariotos, RF1 ou RF2 em bactérias) o reconhece diretamente através de contatos proteína-códon e alcança o centro da peptidil transferase, onde promove a hidrólise da ligação éster que liga o polipeptídeo completo ao RNA transportador do sítio P, liberando a proteína. Um fator de liberação GTPase de classe II (eRF3, ou RF3 bacteriano) acopla a hidrólise de GTP a este processo e ajuda a coordenar a renovação dos fatores. Após a liberação, os fatores de reciclagem do ribossomo e os fatores associados à iniciação dividem o ribossomo em subunidades e removem o tRNA e o mRNA restantes, regenerando os componentes para novas rodadas de iniciação. A estrutura cristalina do eRF1 revelou como uma única proteína pode tanto reconhecer códons de parada quanto desencadear a hidrólise.

Clinical relevance

Códons de parada prematuros decorrentes de mutações sem sentido causam muitas doenças genéticas ao truncar proteínas, e a eficiência da terminação versus a leitura contínua (readthrough) é biologicamente e farmacologicamente relevante, o que conecta esta etapa aos mecanismos de doenças. Esta entrada descreve processos moleculares e não é uma base para decisões individuais de diagnóstico ou tratamento.

Evidence & guidelines

O mecanismo de terminação é estabelecido por estudos bioquímicos, genéticos e estruturais de fatores de liberação bacterianos e eucarióticos, consolidados em importantes revisões da literatura e livros didáticos padrão.

History

Os fatores de liberação bacterianos foram identificados bioquimicamente na década de 1960, distinguindo os fatores de classe I que leem códons dos fatores de classe II GTPase. A estrutura cristalina de 2000 do eRF1 humano esclareceu como uma proteína decodifica todos os três códons de parada e liga o reconhecimento à liberação do peptídeo, e trabalhos estruturais e bioquímicos posteriores definiram a reciclagem do ribossomo.

Key figures

• David Barford
• Haiwei Song
• Thomas Dever
• Rachel Green

Seminal works

• song-2000
• dever-2012

Frequently asked questions

Por que não existe um RNA transportador para códons de parada?

Os códons de parada são reconhecidos por proteínas de fatores de liberação; esses fatores leem o códon e desencadeiam a liberação da proteína finalizada, em vez de adicionar outro aminoácido.

O que acontece com o ribossomo depois que a proteína é liberada?

Após a liberação, o ribossomo é reciclado: fatores dedicados o dividem em suas duas subunidades e removem o RNA transportador e o RNA mensageiro restantes para que os componentes possam ser reutilizados para uma nova rodada de tradução.