Tradução e o Código Genético
Como o ribossomo lê um RNA mensageiro três bases por vez e constrói a proteína correspondente, e como o código genético mapeia códons para aminoácidos.
Definition
Tradução é a síntese de um polipeptídeo catalisada pelo ribossomo a partir da sequência de códons de um RNA mensageiro; o código genético é o conjunto de regras pelas quais trincas de nucleotídeos (códons) especificam os aminoácidos e os sinais de parada que definem uma proteína.
Scope
Esta área abrange a decodificação do mRNA em proteína e o código que a sustenta. Inclui o código genético e suas propriedades, a estrutura e o papel catalítico do ribossomo, os RNAs transportadores e as aminoacil-tRNA sintetases que os carregam, e as fases de iniciação, alongamento e terminação da tradução. A modificação pós-traducional e o dobramento são mencionados como tópicos relacionados, mas não desenvolvidos aqui.
Sub-topics
Core questions
- Como as trincas de nucleotídeos são combinadas com aminoácidos específicos?
- Qual é a estrutura do ribossomo e como ele catalisa a formação de ligações peptídicas?
- Como os RNAs transportadores levam o aminoácido correto ao códon correto?
- Como a tradução começa, alonga e para com precisão?
Key theories
- Código genético de trinca, quase universal
- Cada aminoácido é especificado por um ou mais códons de três nucleotídeos, um código degenerado e amplamente compartilhado entre as formas de vida, estabelecido por experimentos de síntese sem células que decodificaram os primeiros códons.
- Dogma central — RNA para proteína
- A tradução realiza a etapa de direcionamento de proteínas do dogma central, convertendo a informação de sequência transportada pelo mRNA na sequência de aminoácidos de uma proteína.
Mechanisms
As aminoacil-tRNA sintetases ligam cada aminoácido ao seu tRNA cognato, cujo anticódon corresponde ao códon de mRNA. A subunidade ribossômica pequena, com fatores de iniciação, localiza o códon de início; a subunidade grande então se une, e o ribossomo se move códon por códon, catalisando a formação de ligações peptídicas entre a cadeia crescente e cada aminoacil-tRNA que chega ao seu centro catalítico. Fatores de alongamento entregam os tRNAs e impulsionam a translocação, e fatores de liberação reconhecem os códons de parada para liberar a proteína completa.
Clinical relevance
O aparato de tradução é o alvo de muitos antibióticos que exploram as diferenças entre ribossomos bacterianos e humanos, e erros na leitura do código e defeitos no tRNA contribuem para doenças; apresentado como significado, não como orientação clínica.
History
O código genético foi decifrado no início e meados da década de 1960 através da síntese sem células com RNAs sintéticos por Nirenberg e Matthaei e do trabalho de atribuição de códons por Khorana e outros; estudos estruturais subsequentes do ribossomo revelaram que ele é um ribozima, completando a compreensão moderna da tradução.
Key figures
- Marshall Nirenberg
- Francis Crick
- Har Gobind Khorana
- Ada Yonath
Related topics
Seminal works
- nirenberg1961
- crick1970
- watson2013
Frequently asked questions
- Por que o código genético é chamado de degenerado?
- Porque a maioria dos aminoácidos é especificada por mais de um códon, então várias trincas diferentes podem codificar o mesmo aminoácido.
- O código genético é o mesmo em todos os organismos?
- É quase universal, com as mesmas atribuições de códons na maioria das formas de vida, embora algumas organelas e organismos usem pequenas variações.