proteinas genes

ATUALIDADES BIOLÓGICAS 1* Professor do Departamento de Biologia do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo

A elucidação do mecanismo pelo qual os genes controlama síntese das proteínas foi resultado do acúmulo gradual deconhecimento científico ocorrido durante os séculos XIX eXX. Nesse período, pesquisadores dedicados e persistentescompreenderam que as proteínas são os principais produtosfuncionais dos genes. É por meio das proteínas que o códigocontido no DNA se manifesta.

A história das proteínas começa no século XVIII, com adescoberta de que certos componentes do mundo vivo, comoa clara de ovo (albúmen), o sangue e o leite, entre outras,coagulam em altas temperaturas e em meio ácido. Substân-cias com esse tipo de comportamento foram denominadasalbuminóides (semelhantes ao albúmen).

No início do século XIX descobriu-se que os principaisconstituintes das células vivas eram substâncias albuminói-des. Em um artigo publicado em 1838, o químico holandêsGerardus Johannes Mulder (1802-1880) usou pela primeiravez o termo proteína (do grego proteios, primeiro, primitivo)para se referir às substâncias albuminóides. Na verdade, foio sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848), um dos maisimportantes químicos da época, quem sugeriu o termo aMulder, por acreditar que as substâncias albuminóides eramos constituintes fundamentais de todos os seres vivos.

Na virada para o século XX, o interesse pelas proteínascontinuava a crescer. Os químicos passaram a analisar minu-ciosamente essas substâncias, descobrindo que sua degrada-ção liberava aminoácidos. Por volta de 1900 já haviam sidoidentificados 12 aminoácidos diferentes liberados pela de-gradação de proteínas. Face a essa evidência, o químicoalemão Franz Hofmeister (1850-1922) sugeriu, em 1902, queas proteínas seriam formadas por aminoácidos encadeados.

Em 1906 já haviam sido identificados 15 tipos de ami-noácido liberados pela degradação de proteínas; em 1935esse número subiu para 18 e, em 1940, chegou a 20, comple-tando a lista dos aminoácidos que ocorrem naturalmente nasproteínas dos seres vivos.

Enquanto prosseguiam as pesquisas sobre a natureza quí-mica das proteínas, desenvolvia-se paralelamente o estudodas enzimas (Enzimologia). Em meados do século XIX jáse sabia que as enzimas apresentavam semelhanças com asproteínas. Entretanto, foi somente na década de 1930 que seesclareceu definitivamente a natureza química das enzimas:todas elas são formadas por uma ou mais moléculas deproteína. Nessa época, já era amplamente aceita a idéia deque as reações químicas vitais são catalisadas por enzimas.

A ligação entre a Enzimologia e a Genética começou ase esboçar em 1902, com os trabalhos do médico inglêsArchibald Edwald Garrod (1857-1936) sobre a alcaptonúria.Nessa doença, a urina da pessoa escurece em contato como ar e as cartilagens ficam pigmentadas, além de ocorrereventualmente artrite. Garrod verificou que as pessoas afe-tadas eram incapazes de degradar o alcapton, excretando-ona urina, e atribuiu isso à falta de uma enzima específica.Como a alcaptonúria era herdada como um caráter reces-sivo, o médico concluiu que a enzima necessária a essa reaçãoquímica, em pessoas normais, devia-se à presença de umgene dominante.

Cerca de trinta anos mais tarde, em 1936, estudos com amosca Drosophila melanogaster reforçaram a idéia de queos genes exercem seus efeitos através das enzimas.

Na década de 1940, os cientistas norte-americanos GeorgeBeadle (1903-1989) e Edward L. Tatum (1909-1975) rea-lizaram uma elaborada série de experimentos genéticos como fungo Neurospora crassa (o bolor laranja do pão), demons-trando definitivamente a relação entre genes e enzimas.

A melhor compreensão da relação entre genes e proteí-nas veio com o esclarecimento da natureza química do gene.Em meados da década de 1940, os trabalhos da equipe deOswald T. Avery (1877-1955) forneceram a primeirasevidências de que os genes são constituídos pelo ácidodesoxirribonucléico (DNA). Em 1953 o norte-americanoJames Watson (n. 1928) e o inglês Francis Crick (n. 1916)desvendaram a estrutura da molécula de DNA.

Durante os anos seguintes houve muita discussão sobrea maneira pela qual a seqüência de nucleotídios do DNA

A fabricação de macromoléculas. É por meio das proteínas que os genes dizem às células o que

elas devem ser e o que devem fazer. As novas descobertas vem permitindo compreender cada vez

melhor os passos que levam do gene à proteína. Nesta publicação apresentamos um resumo dos principais

conhecimentos atuais sobre o mecanismo de síntese de proteínas nas células vivas.

BREVE HISTÓRICO DA RELAÇÃO ENTREGENES E PROTEÍNAS

DO GENE À PROTEÍNAJ. M. Amabis* e G. R. Martho

�� ATUALIDADES BIOLÓGICAS

síntese das proteínas de um ser vivo representa muito mais que um simples processo de

PROFESSOR TURCO 2008

2 ATUALIDADES BIOLÓGICAS

O termo "gene" (do grego gen, que gera) foi proposto em1911 pelo biólogo dinamarquês W. L. Johanssen (1857-1927),em substituição à termos pouco específicos como "fatores",usados desde a época de Mendel. O conceito originalcontinua válido. Genes são entidades responsáveis pelatransmissão das características de uma geração a outra.

Com os trabalhos de Sutton, no início do século XX, ede Morgan, na década de 1910, os genes foram fisicamentelocalizados: eles estão nos cromossomos das células.

A decifração do código genético, na década de 1960,trouxe novas e instigantes questões: "Toda seqüência deDNA é um gene? Qual é o papel do DNA que não codificaproteínas? Na molécula de DNA, onde começa e ondetermina um gene?"

Atualmente, gene é definido como uma seqüência deDNA que codifica (transcreve) moléculas funcionais de RNA.O "início" de um gene é definido por uma região do DNAchamada promotora, na qual há uma seqüência de bases(iniciadora) que marca o início da transcrição. O término doprocesso é definido por outra seqüência de bases(terminadora). Há grandes seqüências de DNA localizadasentre os genes e que nunca são transcritas. Algumas delasparticipam da ativação e da desativação dos genes e docontrole da transcrição.

Evolução do conceito de gene

A ação básica de todo gene consiste em transferir suainformação codificada para moléculas de RNA. Esse pro-cesso é denominado transcrição gênica. As duas cadeiasque compõem o DNA do gene separam-se e apenas umadelas orienta a formação de uma cadeia de RNA, para a qualé transcrita a informação genética. A seqüência de bases doRNA é complementar à seqüência de bases da cadeia de DNAmodelo, com a diferença que no RNA está presente a baseuracila em vez da base timina.

Os principais tipos de RNA são o ribossômico (RNAr),o transportador (RNAt) e o mensageiro (RNAm). Os trêsatuam conjuntamente na síntese das proteínas celulares. ORNAr forma os ribossomos, sobre os quais ocorre a síntesede proteínas; o RNAt é o responsável pela captura e trans-porte dos aminoácidos ao ribossomo; o RNAm determinaqual é a seqüência de aminoácidos (estrutura primária) daproteína formada. A informação que o DNA transcreve parao RNAm, portanto, traduz-se em uma proteína. Por isso, asintese dessa substância é chamada tradução gênica.

A síntese de RNA, ou transcrição, é catalisada pelaenzima polimerase do RNA. Nas células bacterianas háapenas um tipo dessa polimerase, que transcreve todos ostipos de RNA. Já nas células eucarióticas há três tipos depolimerase do RNA, denominadas I, II e III, que trans-crevem, respectivamente, os RNA ribossômicos, mensa-geiros e transportadores.

A enzima polimerase do RNA reconhece a região pro-motora do gene e liga-se a ela. A transcrição tem início apartir da seqüência de bases iniciadora: a enzima vai sepa-rando as cadeias de DNA e ordenando sobre apenas umadelas os nucleotídeos de RNA (ribonucleotídeos). À medidaque estes vão se unindo, a cadeia de RNA cresce e vai sedesprendendo do DNA modelo, que se reconstitui. A trans-crição termina quando a polimerase encontra uma seqüên-cia de bases terminadora; a cadeia de RNA, então comple-tamente formada, solta-se do DNA que a transcreveu.

TRANSCRIÇÃO E TIPOS DE RNA

determinava a seqüência de aminoácidos das proteínas. Em1954 o astrofísico George Gamow (1904-1968) sugeriu,profeticamente, que cada aminoácido de uma proteína eradeterminado por uma trinca de nucleotídeos do DNA.

A participação do ácido ribonucléico (RNA) na sín-tese das proteínas foi primeiramente sugerida pelo francêsJean Louis Brachet (n. 1909) e pelo sueco Torbjörn OskarCaspersson (n. 1910), na década de 1930. Eles observaramque células muito ativas na síntese de proteínas têm muitoRNA no citoplasma. Em 1958 Crick lançou a idéia de queas proteínas seriam produzidas a partir de um molde deRNA, que era copiado do DNA. Crick sugeriu também aexistência de moléculas adaptadoras, que ordenariam osaminoácidos sobre o molde de RNA.

Nos anos seguintes, estudos em bactérias e em vírusforneceram evidências da existência do molde de RNA pre-visto por Crick, denominado RNA mensageiro pelos france-ses François Jacob (n. 1920) e Jacques Monod (n. 1910).Descobriu-se também a existência de pequenas moléculasde RNA responsáveis pela captura dos aminoácidos e porseu transporte até os ribossomos, onde ocorre a síntese dasproteínas. Cada uma dessas moléculas é um RNA trans-portador e possui, em certo local, uma trinca de bases es-pecífica, chamada anticódon, que se emparelha a uma trincacomplementar, o códon, presente no RNA mensageiro.

No início da década de 1960, pesquisadores lideradospor Marshall Warren Nirenberg (n. 1927), Severo Ochoa(n. 1905) e Har Gobind Khorana (n. 1922) desvendaramo sistema de codificação genética, estabelecendo a relaçãoentre cada aminoácido e os códons correspondentes doRNA mensageiro.

Regiãopromotora

CROMOSSOMO(contém entre 3 e 15 mil genes)

GENE

Região que será transcrita

Seqüênciainiciadora

Seqüênciaterminadora

Um cromossomo pode conter milhares de genes distribuí-dos ao longo de seu comprimento. Cada gene apresentauma região promotora, onde se liga a enzima polimerasedo RNA, e uma região que será transcrita para o RNA.

5'

3'

5'

3'

ATUALIDADES BIOLÓGICAS 3

..............

.......

..............

.......

.......

.......

.......

.......

EXTREMIDADE 3'

Guanina

Citosina

Timina

Fosfato

Desoxirribose

O

P

O

O-

-O

H2C5'

H

O

C1'HHC4'

C3' C2'HH

N

N

N

N

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H

H

O

P

O

O

-O

H2C5'

H

O

C1'HHC4'

C3' C2'HH

NH2

NNH

N

O

N

H

O

P

O

O

-O

H2C5'

H

O

C1'HHC4'

C3' C2'HH

O

P

O

O

-O

H2C5'

H

O

C1'HHC4'

C3' C2'HH

O

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NH2

N

H H

H

H3C

O

NH

ON

OH

NUCLEOTÍDEOEXTREMIDADE 5'

Basenitrogenada

Adenina

3'

5'A

G

C

T

A

G

C

T

3'

5'À direita, fórmulas dos quatro tipos de nucleotídeo pre-sentes na molécula de DNA. O fosfato de um nucleotídeoliga-se ao carbono 3' da desoxirribose, enquanto que abase nitrogenada liga-se ao carbono 1'. A união entre doisnucleotídeos ocorre entre o fosfato de um deles e o car-bono 3' do outro. Assim, uma cadeia polinucleotídica é ori-entada, apresentando uma extremidade 5' e outra 3'. Nodetalhe, orientação antiparalela das cadeias do DNA.

Nas bactérias, a transcrição do RNA mensageiro e suatradução em proteína ocorrem simultaneamente, uma vezque não há a membrana nuclear. A tradução da proteína teminício antes mesmo que o RNAm solte-se do DNA modelo.

DNA

RNA

Cadeia de RNA emformação

Regiãopromotora

Enzimapolimerasedo RNA

Seqüênciainiciadora

Seqüênciaterminadora

Nas células eucarióticas, a transcrição ocorre no inte-rior do núcleo, enquanto que a tradução ocorre no citoplas-ma. Antes de sair do núcleo através dos poros da carioteca,a molécula de RNA passa por grandes transformações atéoriginar o RNAm.

Assim que o RNA é transcrito, ele se combina com ri-bonucleoproteínas e sofre o processo de splicing (do in-glês splice, emendar). Este consiste em cortar e eliminarpedaços da molécula de RNA, emendando os pedaçosrestantes de modo a formar o RNAm funcional.

As seqüências de bases eliminadas, que não codificamaminoácidos, são chamadas introns, enquanto que asseqüências responsáveis pela codificação da proteína sãochamadas exons. Os genes dos organismos eucarióticosapresentam, portanto, introns e exons intercalados.

No núcleo celular existem sistemas enzimáticos quecortam a molécula de RNA de modo a remover os introns ereunir os exons adjacentes. Somente após todos os intronsserem removidos é que o RNAm pode sair para o citoplas-

Aspectos gerais do processo de síntese de RNA a par tirde um DNA modelo (transcrição gênica). Apenas umadas cadeias de DNA transcreve a informação genéticapara o RNA.

Quando a polimerase do RNA percorre o DNA-modelo,ela transcreve apenas uma das cadeias. Isso porque as duascadeias complementares de uma molécula de DNA têmorientações opostas, e as polimerases só conseguem trans-crever em um sentido.

A orientação de uma cadeia polinucleotídica de um áci-do nucléico é definida pela orientação dos açúcares (pen-toses) em suas moléculas. Como pode ser visto no esquemaà direita, uma cadeia polinucleotídica sempre têm umaextremidade 5', para a qual estão voltados os carbonos 5'de suas pentoses, e uma extremidade 3', para a qual estãovoltados os carbonos 3'.

No DNA, uma das cadeias tem orientação 5' —> 3',enquanto a outra tem orientação 3' —> 5'. É por isso quese diz que elas são antiparalelas.

Toda molécula de ácido nucléico é fabricada no senti-do 5' —> 3', pois as polimerases, tanto do RNA quanto doDNA, somente catalisam a adição de nucleotídeos livresna extremidade 3' de uma cadeia polinucleotídica.

Durante a síntese de um RNA, os ribonucleotídeos livresvão se emparelhando aos nucleotídeos da cadeia modelode DNA. Assim, a cadeia de RNA que está sendo sintetizadatem orientação inversa à do DNA que a transcreve, isto é,sua extremidade junto à polimerase é a 3', e sua extremidadelivre é a 5'.

A polimerase do RNA

Splicing do RNA mensageiro

Deslocamentoda polimerase

5'

3'5'

3'

5'

3'5'

3'

5'

5'

3'

3'

3'5'


ma, onde codificará a proteína. Os introns removidos sãologo degradados, no próprio núcleo.

O significado funcional de os genes eucarióticos seremorganizados em exons e introns ainda é tema de debate entreos cientistas. Muitos acreditam que esse tipo de organizaçãotenha possibilitado a recombinação de seqüênciascodificadoras de aminoácidos e facilitado o aparecimentode novas proteínas durante a evolução.

Tabela que mostra a correspondência entre os códons doRNAm e os aminoácIdos da proteína. Diversos aminoáci-dos têm mais de um códon correspondente. "FIM" identifi-ca os códons de término, que sinalizam o fim da transcrição.

Uma proteína é codificada pela seqüência de códons(trincas de bases nitrogenadas) presentes na molécula deRNAm. Como o RNA apresenta quatro tipos diferentes debase em sua composição, representadas pelas letras A (deadenina), G (de guanina), U (de uracila) e C (de citosina),

respondem a aminoácidos e três indicam onde termina acodificação da proteína em um RNAm (códons de término).

Como há 61 trincas de bases codificando os 20 tipos deaminoácido das proteínas, muitos deles têm mais de umcódon correspondente; por isso, diz-se que o sistema decodificação genética é degenerado. O aminoácido cisteína,por exemplo, tem dois códons correspondentes (UGU eUGC), a isoleucina tem três (UAU, UAC e UAA) e a leucinatem seis (UUA, UUG, CUU, CUC, CUA e CUG). Osdiferentes códons para um mesmo aminoácido são comosinônimos. Embora degenerado, o sistema de codificaçãogenética não é ambíguo, pois não há nenhum códon quecorresponda a dois aminoácidos diferentes.

O local do RNAm onde se inicia a tradução da proteína,tanto em células procarióticas como em eucarióticas, é sina-lizado pelo códon de início AUG, que corresponde ao ami-noácido metionina. Já o fim da tradução pode ser sinalizadopor qualquer um dos três códons de término (UAA, UAG eUGA), que não correspondem a nenhum aminoácido.

O código genético

O RNA transportador

A molécula de RNA transportador é constituída poruma única cadeia polinucleotídica com 70 a 90 nucleo-tídeos de comprimento. Em certas regiões as bases nitro-genadas estão emparelhadas, o que confere à molécula deRNAt sua forma enovelada característica.

Cada RNAt se caracteriza por apresentar, em certaregião, uma trinca de bases específica — o anticódon —responsável pelo reconhecimento do códon do RNAm. CadaRNAt transporta especificamente apenas um tipo de amino-ácido; por exemplo, o RNAt com o anticódon CGU sempretransporta treonina. Entretanto, esse aminoácido pode sertransportado por outros três RNAt (UGU, GGU e AGU).

União do RNAt ao aminoácido

O aminoácido une-se à extremidade 3' do RNAt. Essaunião é catalisada pela enzima sintetase do aminoacil-RNAt. Há vinte variedades dessa enzima, cada uma capazde reconhecer especificamente um dos vinte tipos deaminoácido. As sintetases também reconhecem os diferentestipos de RNAt que transportam o mesmo aminoácido.

Representação esquemática do splicing que leva à for-mação do RNAm em células eucarióticas.

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SEGUNDA POSIÇÃO NO CÓDON

UUUUUCUUAUUG

CUUCUCCUACUG

AUUAUCAUAAUG

GUUGUCGUAGUG

UCUUCCUCAUCG

CCUCCCCCACCG

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GCUGCCGCAGCG

UAUUACUAAUAG

CAUCACCAACAG

AAUAACAAAAAG

GAUGACGAAGAG

UGUUGCUGAUGG

CGUCGCCGACGG

AGUAGCAGAAGG

GGUGGCGGAGGG

U C A G

U

C

A

G

UCAG

UCAG

UCAG

UCAG

Phe

FIMFIMLeu

Leu

Ile

Met

Val

Ser

Pro

Thr

Ala

Tyr

His

Gln

Asn

Lys

Asp

Glu

Cys

Arg

Ser

Gly

Arg

Trp

CITOPLASMA

NÚCLEO

DNA

RNAm

RNA

TRANSCRIÇÃOGÊNICA

SPLICING

INTRON

5'3' 5'

3'

3'5'

3'5'

3'5'

3'5'

EXON

RIBONUCLEO-PROTEÍNAS

EMPACOTADORAS INTRONSREMOVIDOS

EXONS

RIBOSSOMOS

CÓDON DEINÍCIO

CÓDON DETÉRMINO

TRADUÇÃO

PROTEÍNA

). Desses, 61 cor-existem ao todo 64 códons diferentes (34


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A sintetase do aminoacil-RNAt catalisa a ativação doaminoácido, o qual reage com uma molécula de ATP eorigina um aminoácido ativado e pirofosfato. Em seguida, oaminoácido ativado é transferido para a extremidade 3' doRNAt, com liberação de AMP. Uma vez unido ao seuaminoácido, o RNAt pode encaixar-se ao ribossomo, desdeque seu anticódon seja complementar ao códon do RNAmno sítio ribossômico correspondente.

Molécula de RNA transportador. À esquerda, configura-ção espacial. À direita, representação simplificada.

O RNA ribossômico

Nas células eucarióticas há diversos genes que transcre-vem RNA ribossômico. Logo que é fabricado, esse RNAassocia-se a proteínas e origina grânulos, que se acumulamtemporariamente em torno da região do cromossomo ondeestão os genes ribossômicos. Essa massa granulosa é o nu-cléolo, e os grânulos originarão futuramente os ribossomos.

O ribossomo é uma estrutura constituída por RNAr asso-ciado a mais de cinqüenta tipos de proteína. Sua função épercorrer a molécula de RNAm e promover a união dosaminoácidos transportados pelos RNAt.

Cada ribossomo ativo na síntese de proteína se compõede duas subunidades, uma menor, onde se localiza o sítiodo RNAm, e uma maior, com os sítios P e A, nos quais seencaixam as moléculas de RNAt. Os sítios P e A abrangemdois códons adjacentes do RNAm.

O reconhecimento códon-anticódon

O emparelhamento entre um códon e um anticódon ocorrepela formação de pontes de hidrogênio entre os pares debases. Por convenção, a seqüência de bases de um ácidonucléico é sempre escrita no sentido 5'—> 3', de modo quea primeira base de um códon corresponde à terceira base doanticódon, e vice-versa. Assim, o anticódon correspondenteao códon ACG é CGU, como pode ser visto a seguir:

anticódon 3' UGC 5'códon 5' ACG 3'

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Sítio de ligaçãocom o aminoácido

Representação es-quemática da se-qüência de etapasque levam à ativa-ção de um aminoá-cido e sua ligaçãoao RNAt.

Se cada códon tivesse um anticódon correspondente,haveria 61 tipos de RNAt (64 trincas possíveis menos ostrês códons de término). Não foram encontrados, porém,os 61 tipos de RNAt teoricamente possíveis. Uma das ex-plicações para isso é o fato de certos anticódons poderememparelhar-se com mais de um códon do RNAm. Os cien-tistas descobriram que o emparelhamento de certas bases,quando localizadas na primeira posição do anticódon, nãosegue o padrão convencional, fenômeno denominadoemparelhamento incerto.

Por exemplo, quando a primeira base do anticódon éG, ela pode emparelhar-se tanto com um C quanto comum U da última posição do códon. Assim, os códons UUUe UUC, que correspondem ao aminoácido fenilalanina, sãoreconhecidos por um mesmo RNAt, cujo anticódon é GAA.

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1 2

3 4 5

Anticódon

Aminoácido

ATP

AMPRNAt

Pirofosfato

RNAt ligado aoaminoácido

Sintetase doaminoacil-RNAt


No sítio P (de peptidil-RNAt) aloja-se o RNAt ao qualestá ligado o polipeptídio em formação, enquanto no sítioA (de aminoacil-RNAt) se aloja o RNAt recém-chegadoao ribossomo e que traz o próximo aminoácido a ser incor-porado ao polipeptídio.

ETAPAS DA TRADUÇÃO GÊNICA

A síntese de uma proteína ocorre em três etapas suces-sivas, denominadas iniciação, elongação e terminação.

A iniciação compreende o conjunto de reações queprecedem a formação da primeira ligação peptídica daproteína. Nessa etapa ocorrem: a) o acoplamento do RNAmà subunidade menor do ribossomo; b) a união do primeiroRNAt ao códon de início da proteína (AUG); e c) a junçãodas duas subunidades do ribossomo.

A elongação inclui todas as reações que ocorrem desdea formação da primeira ligação peptídica até aincorporação do último aminoácido à proteína.

A terminação abrange os processos envolvidos naliberação do polipeptídeo já pronto. O ribossomo separa-se do RNAm e suas duas subunidades dissociam-se.

Iniciação da proteína

O códon de início AUG

A síntese de uma proteína começa com o reconhecimentode uma região específica do RNAm pela subunidade menordo ribossomo. Um grupo de proteínas, os fatores deiniciação, auxiliam esse reconhecimento e a colocação dasubunidade menor sobre a primeira seqüência AUG encon-trada no RNAm. Éssa seqüência é chamada códon de inícioe marca o começo da tradução da mensagem genética. Umavez que o códon AUG corresponde à metionina, esse é oprimeiro aminoácido de qualquer cadeia polipeptídica.

O códon AUG pode ser reconhecido por dois diferentestipos de RNAt, ambos portadores do anticódon CAU e quetransportam o aminoácido metionina. Um desses RNAt,entretanto, atua apenas na iniciação da síntese de proteínas,colocando o primeiro aminoácido na cadeia polipeptídica.Já o outro tipo de RNAt da metionina atua durante a etapade elongação, adicionando as demais metioninas que aproteína possua.

Assim que o RNAt iniciador reconhece o códon deinício, a subunidade ribossômica maior se junta à sub-unidade menor e a síntese da proteína tem início.

Elongação da proteína

Após a junção das subunidades ribossômicas, o sítioA, até então vazio, é ocupado por um aminoacil-RNAt cor-respondente ao segundo códon do RNAm. A metioninasolta-se do RNAt iniciador e une-se ao aminoácido recém-chegado por uma ligação peptídica.

Enquanto a ligação peptídica se estabelece, o ribossomomove-se em relação ao RNAm, deslocando-se o equivalentea um códon. O RNAt iniciador sai do ribossomo, e osegundo RNAt, com dois aminoácidos presos a suaextremidade, passa a ocupar o sítio P. O sítio A fica vazio

Subunidademaior

Subunidademenor

RNAmtranscrito

Polipeptídioem formação

À esquerda, desenho que mostra a relação entre umribossomo e o RNAm na síntese de proteínas. À direita,esquema simplificado de um ribossomo com a localiza-ção dos sítios aos quais se ligam os RNAt e o RNAm.

Sítio de ligaçãodo RNAm

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Sítio P(peptidil-RNAt)

Sítio A(aminoacil-RNAt)

Etapas iniciais da síntese de proteínas. O desenho su-perior representa a etapa de iniciação. No desenho cen-tral, acoplamento do primeiro aminoacil-RNAt. No dese-nho inferior, formação da primeira ligação peptídica.

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Ligaçãopeptídica

Transferência doaminoácido

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Aminoacil-RNAt

Subunidade menor doribossomo

RNAm � ��

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Subunidade maiordo ribossomo

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e pronto para receber um novo aminoacil-RNAt. O processose repete até que todos os aminoácidos codificados peloRNAm sejam adicionados à cadeia polipeptídica.

Cerca de três a cinco aminoácidos são adicionados porsegundo ao polipeptídio em formação, de modo que umaproteína pequena, com 100 a 200 aminoácidos, é sintetizadaem menos de um minuto.

Término da tradução

A síntese da cadeia polipeptídica termina quando o sítioA do ribossomo encontra um dos códons de término (UAG,UAA ou UGA). Como não há RNAt correspondente a essescódons, o sítio A é ocupado por proteínas chamadas fatoresde terminação. O fator de terminação faz com que a cadeiapolipeptídica se solte do último RNAt e induz a dissociaçãodas subunidades ribossômicas, com liberação do RNAm.

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RIBOSSOMOS LIVRES E RIBOSSOMOS DORETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Nas células eucarióticas há tanto ribossomos livres nocitoplasma como ribossomos presos às membranas do retí-culo endoplasmático. Ribossomos livres sintetizam proteí-nas que atuam no líquido citoplasmático ou no interior donúcleo e das mitocôndrias. Ribossomos presos ao retículoproduzem tanto as proteínas que compõem as estruturascelulares membranosas (membrana plasmática, aparelho deGolgi, lisossomos, vacúolos etc.) como as proteínas se-cretadas pela célula.

A única diferença entre um ribossomo livre e um aderidoao retículo é o tipo de proteína que ele está sintetizando. Sea proteína tiver, em seu início, uma determinada seqüênciade aminoácidos, conhecida como seqüência sinal, ela éreconhecida por um complexo protéico que faz o ribossomoaderir à membrana do retículo. À medida que a cadeiapolipeptídica vai sendo sintetizada, ela penetra no interiorda bolsa do retículo. Quando a síntese termina, a proteína éliberada na cavidade do retículo e o ribossomo desgrudada membrana, dissociando-se em suas duas subunidades.

Se a proteína não tiver a seqüência sinal, o ribossomoque a sintetiza permanece livre no citoplasma.

Sítio A vazio

Deslocamentodo ribossomo

Peptidil-RNAt

Peptidil-RNAt

Aminoacil-RNAt

LigaçãopeptídicaTransferência da cadeia

de aminoácidos

Deslocamentodo ribossomo

Peptidil-RNAt

Aminoacil-RNAt

Últimopeptidil-RNAt

Fator determinação

Polipeptídioliberado

Códon de término

Polipeptídio emcrescimento

Elongação de uma proteína. O processo prossegue atéque o ribossomo encontre um códon de término noRNAm, o que sinaliza o fim da síntese.

Término da síntese de proteínas.


CAMPBELL, N. A. Biology. 4ª ed. California, The Benjamin/Cummings, 1996.

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