Tradução (mRNA para proteína)

RKA8JV Então, já sabemos que os cromossomos são compostos de fitas de DNA muito longas e toda enrolada sobre si mesma. Nessas fitas, você tem sequências que chamamos de genes, então podemos ter um gene bem aqui, outro bem aqui, e mais um, bem aqui. Cada um desses genes pode codificar um polipeptídeo específico ou uma proteína específica. A questão chave é como você vai do gene para uma proteína, ou seja, como você parte de uma informação codificada em uma molécula de DNA para uma molécula que é basicamente composta por aminoácidos. Isso que vamos abordar agora é conhecido o como dogma central da Biologia. Como já vimos, no vídeo de transcrição, o primeiro passo é: que a partir do DNA do gene é produzido um RNA mensageiro. Essa passagem de informação do DNA para o RNA é conhecida como transcrição. E agora nós vamos nos aprofundar no próximo passo, que é quando partimos desse RNA para uma proteína, e esse processo é chamado de tradução. Ele tem esse nome porque nós estamos literalmente traduzindo essa informação do RNA em uma sequência polipeptídica, e você pode ver um pouco desse processo resumido bem aqui. Essas figuras dão um panorama geral do processo de transcrição e tradução. Aqui temos a representação do processo em uma célula eucariótica, e aqui, em uma célula procariótica. Os processos são bem parecidos, a única diferença marcante é que na célula eucariótica nós teremos etapa de processamento, mas isso eu abordo com mais detalhes no vídeo de transcrição. Bom, você começa com o DNA e aqui você tem a RNA polimerase como ator principal. Ela é capaz de transcrever o RNA a partir do DNA. Se estamos falando de uma célula eucariótica, o que temos como produto dessa transcrição não é um RNA mensageiro, é um pré-RNA, que então precisa ser processado, então os íntrons precisam ser retirados. Adicionamos um chapéu em uma cauda, bem aqui, e agora sim nós temos um RNA mensageiro, que pode sair do núcleo e começar a próxima etapa, que é a etapa de tradução, que vamos descrever agora. O RNA mensageiro pode se deslocar até um ribossomo, que é o lugar de onde ele será traduzido em uma sequência polipeptídica. Você pode ver algo análogo acontecendo bem aqui, na célula procariótica, a única diferença é que não existe membrana nuclear aqui e também você não vê a etapa de processamento, assim, o processo é mais direto aqui, então, você já pode considerar que o produto da transcrição é o RNA mensageiro. Bom, continuando, começam a surgir algumas perguntas, do tipo "como a tradução vai acontecer?" ou "o que é esse ribossomo?'' Então, vamos ampliar uma imagem do ribossomo para tentar responder a essas perguntas. Há uma dupla de atores bem interessantes aqui nessa imagem. Um deles como você pode imaginar, é o próprio ribossomo, que é constituído de proteínas, mais RNA ribossomal, o RNAr. No vídeo sobre transcrição você se acostumou com o RNA mensageiro e que ele age, assim como o DNA, como uma molécula codificante, contendo informações. Mas o RNA não tem apenas a função de codificar informações, ele também pode ter uma função estrutural ou funcional, a exemplo do RNA ribossomal, o RNAr. Antes de começar, eu gostaria de falar que esses esquemas são simplificações bem grosseiras, então, aconselho você a pesquisar um pouco na internet e descobrir como essas estruturas são realmente fantásticas e complexas. Então, começando, isso daqui é um ribossomo e ele é composto por duas unidades, a subunidade maior, bem aqui, e a subunidade menor, bem aqui. O ribossomo vai se deslocar ao longo do RNA mensageiro, da extremidade 5' linha para a extremidade 3', lendo toda a fita de RNA, pegando essas informações e as transformando em sequência de aminoácidos. Bom, e como isso realmente acontece? Nós chamamos uma sequência de 3 bases nitrogenadas de códon, então aqui temos um códon, e essas 3 próximas bases formam outro códon, e assim por diante, então aqui teremos outro códon, e mais outro. Na verdade, a informação está codificada nas bases nitrogenadas. Então vamos ver esse primeiro códon, bem aqui, cujas bases nitrogenadas são AUG, ou seja, adenina, uracila e guanina. Então esse códon codifica um aminoácido específico, que no caso é metionina, bem aqui. Mas saiba que este códon, AUG, também é um códon de iniciação, ou seja, esse códon indica o lugar de onde o ribossomo deve se atracar inicialmente, para começar a tradução do RNA mensageiro. Então, como que partimos desses códons, que são trincas de bases, para aminoácidos específicos? Vamos pensar um pouco sobre isso. Quantas combinações de 3 bases podemos fazer aqui? Temos 4 tipos de bases e temos 3 lugares para preencher, então, temos 4 possibilidades para o primeiro lugar, 4 para o segundo, e 4 possibilidades para o terceiro, então, nós teremos 64 possíveis permutações. Então, temos 64 diferentes códons possíveis, 64 diferentes formas de arranjar o ''A'', o ''U'', o ''C'', e o "G". Isso é bom, porque há muitos aminoácidos, mas 64 possibilidades é mais do que precisamos, porque temos, na verdade, apenas 22 aminácidos padrão, e 21 que são tipicamente encontrados em células eucarióticas, então, temos mais do que o suficiente para cobrir essa quantidade de aminoácidos. Não é difícil encontrar tabelas que nos mostram a correspondência desses códons com os respectivos aminoácidos. Nessa imagem eles estão indicando como letras, mas são as bases nitrogenadas, então aqui temos a 1ª base, a 2ª base e a 3ª base. Isso nos dá um códon. Vamos ver um exemplo. Por exemplo, esse códon aqui, AUG. Olhando a tabela sabemos que AUG codifica uma metionina. Podemos fazer isso com qualquer outro códon, por exemplo, este aqui, CUU, que codifica a leucina. Você pode reparar que não existe uma correlação direta entre aminoácido e apenas um códon, você pode ver aqui mesmo que existem 4 diferentes códons que codificam a leucina, então, você vê que 61 códons dos 64 possíveis codificam aminoácidos. E temos 3 códons de parada, ou seja, 3 códons que indicam para o ribossomo que ele deve parar a tradução, como esses 3 aqui, UAA, UAG e UGA. Mas ainda restam perguntas, como fazer com que os aminoácidos se mantenham unidos e formem um polipeptídeo? E como esses aminoácidos fazem a correspondência com o códon apropriado? E aqui que conhecemos outro ator, que é outro tipo de RNA, é o RNAt, ou RNA transportador. Existem vários tipos de RNAt e cada um desses tipos está relacionado com aminoácidos específicos. Esses RNAt têm partes específicas, que chamamos de anticódons. Essas partes se pareiam com o códon específico, então aqui temos um anticódon, ele está se pareando com um códon. Então, essa daqui é uma molécula de RNA transportador, RNAt, e ela está ligada a metionina, um aminoácido bem aqui, no topo. Na outra extremidade temos o anticódon, o anticódon corresponde ao códon apropriado, bem aqui. Essa é a forma que ele se ligam, é assim que o AUG vai ser associado a metionina. Se fôssemos ver como o RNAt realmente se parece, seria algo assim. Lembrando que isso também é apenas uma representação. Então, esta daqui é a fita de RNAt, isso aqui é um RNA transportador. Aqui, você está vendo sua estrutura bidimensional. Essa estrutura pode enrolar sobre si mesma e se conformar como uma molécula bastante complexa, representada bem aqui. Então, aqui está o anticódon, que na estrutura bidimensional estaria no meio da sequência. Ele aparece bem aqui na extremidade da molécula. Esta é a parte que irá parear com o códon do RNA mensageiro. Também temos a outra extremidade, que é a que vai se ligar com o aminoácido apropriado, bem aqui. Então, você deve estar pensando: "ok, eu vi que o ribossomo sabe por onde começar, ele começa pelo códon de iniciação. Eu vi que o RNA transportador apropriado traz aminoácido apropriado, mas como a cadeia de aminoácido irá se formar?'' Você pode ver isso em 3 etapas, e cada etapa está associada a 3 sítios do ribossomo, então vamos nomear esse sítios. Temos aqui o "sitío A", o "sítio P" e o "sítio E". Em breve vocês entenderão por que eu estou chamando isso aqui de "sítio A", "sítio P" e "sitio E". Eu vou utilizar o esquema aqui embaixo para explicar. Nosso "sítio A" é o sítio onde o RNAt vai chegar com o aminoácido, então, eu acho que fica fácil de lembrar, você pode associar o "A" com aminácido. Então, inicialmente esse RNAt está ligado com apenas um aminoácido. Como você pode ver, o processo de tradução está ocorrendo bem aqui, então, o próximo passo é o RNAt, relativo ao códon o UCG, trazer aminoácido apropriado para esse códon, que neste caso é a serina. Então, se ligar a esse "sítio A" bem aqui. Uma vez que isso acontece, esse RNAt vai estar aqui no "sítio A". Então esse RNAt vai estar aqui no "sítio A", ligado ao "sítio A" e também ligado à serina, e então, uma ligação peptídica será realizada bem aqui, em 3 oleosina e a serina. Como eu disse, essa daqui é a ligação peptídica sendo formada, em 3 oleosina e a serina, e então, o ribossomo vai se deslocar para a direita. Assim, este RNAt vai se deslocar para o "sítio E", e este RNAt que acabou de entrar no "sítio A" vai se deslocar para o "sítio P", então o "sítio A" estará novamente livre para receber outro RNA transportador. E o que significa o ''E'' e o ''P'' desses sítios? Por que o "sítio P" chama "sítio P" e por que o "sítio E" chama "sítio E"? Bom, isso você pode ver com mais clareza bem aqui. Este daqui é o "sítio P", ele ele chama "sítio P" porque vem de polipeptídeo, porque o polipeptídeo é formado nesse sítio aqui, então você pode associar ''P'' com polipeptídeos. Já o "sitío E" vem da palavra em inglês, ''exit'', que significa a saída porque é o sítio onde os RNA transportadores se desprendem. Isso irá se repetir até o ribossomo chegar a um códon de parada. Lembra, aqueles 3 códons que a gente viu na tabela? E quando isso acontecer o polipeptídeo que estava sendo formado será liberado. Esse polipeptídeo pode ser tanto uma proteína ou parte de uma proteína. Isso é muito interessante, porque isso está ocorrendo agora mesmo nas suas células, mesmo agora, enquanto estamos conversando. Se você estudar um pouco sobre antibióticos e sobre o modo como eles funcionam, vai descobrir que o ribossomos dos procariotos funcionam de forma diferente dos ribossomos das plantas e animais, ou seja, dos eucariotos. Assim, podemos utilizar moléculas que prejudicam o funcionamento de ribossomos de procariotos e que não afeta o funcionamento de ribossomos de eucariotos, ou seja, os nossos. Por isso, se você está infectado com alguma bactéria e toma o antibiótico apropriado, você pode prejudicar esse processo de tradução das bactérias, mas não em suas células.