Do Gene à Proteína

A informação armazenada em um gene é expressa em duas etapas: a transcrição copia o DNA em RNA, e a tradução lê esse RNA em códons de três bases para montar uma proteína.

Definition

Expressão gênica é o processo pelo qual a sequência de nucleotídeos de um gene é transcrita em RNA e, para genes codificadores de proteínas, traduzida em um polipeptídeo cuja sequência de aminoácidos é especificada por códons no RNA mensageiro.

Scope

Este tópico aborda a transcrição e a síntese de RNA mensageiro, o processamento de RNA em eucariotos, incluindo splicing, capeamento e poliadenilação, a estrutura e a quase universalidade do código genético com seus códons triplos, o papel do RNA transportador e do ribossomo na tradução, e os estágios da síntese de polipeptídeos. Ele traça a via canônica de expressão gênica; a regulação de quando e quanto um gene é expresso é tratada na regulação gênica.

Core questions

• Como a RNA polimerase transcreve um gene e como o transcrito é processado em eucariotos?
• Quais propriedades do código genético permitem que sessenta e quatro códons especifiquem vinte aminoácidos e sinais de parada?
• Como os RNAs transportadores e o ribossomo traduzem uma sequência de códons em uma proteína?
• Por que o código genético é descrito como degenerado e quase universal?

Key concepts

• Transcrição e RNA mensageiro
• Processamento de RNA: splicing, capeamento, poliadenilação
• O código genético triplete e o pareamento códon-anticódon
• RNA transportador, ribossomos e tradução
• Degeneração e quase universalidade do código

Mechanisms

A RNA polimerase sintetiza uma cópia de RNA complementar da fita molde; em eucariotos, o transcrito primário é capeado, sofre splicing para remover íntrons e é poliadenilado; o RNA mensageiro maduro é então lido códon por códon no ribossomo, onde os RNAs transportadores entregam aminoácidos correspondentes a cada códon por pareamento de anticódon, construindo o polipeptídeo do códon de início ao códon de parada.

Clinical relevance

A compreensão da expressão explica como as mutações em sítios de codificação e splicing causam doenças, fundamenta as vacinas de RNA mensageiro e as terapias antissenso, e serve de base para a interpretação de como uma dada alteração de sequência modifica um produto proteico.

History

Crick articulou a hipótese do adaptador e o dogma central no final da década de 1950, Nirenberg e Khorana decifraram o código genético no início da década de 1960 ao atribuir códons a aminoácidos, e a descoberta de genes divididos e do splicing de RNA em 1977 adicionou uma etapa de processamento única aos eucariotos.

Key figures

• Francis Crick
• Marshall Nirenberg
• Har Gobind Khorana
• Sydney Brenner

Seminal works

• crick1958

Frequently asked questions

O que significa dizer que o código genético é degenerado?

Significa que a maioria dos aminoácidos é especificada por mais de um códon, de modo que vários tripletes diferentes podem codificar o mesmo aminoácido; essa redundância amortece muitas alterações de base única contra a modificação da proteína.

Qual é a diferença entre transcrição e tradução?

A transcrição copia o DNA de um gene em uma molécula de RNA complementar, enquanto a tradução usa esse RNA como molde para montar uma proteína, lendo a sequência em códons de três nucleotídeos no ribossomo.