Tradução do DNA: o que é e quais são suas fases

A tradução do DNA é o segundo processo de síntese de proteínas. Ocorre em todos os seres vivos e ocorre no citoplasma, onde se encontram os ribossomos, que desempenham um papel fundamental no processo.

A tradução não acontece de repente. É necessário que um primeiro passo tenha sido dado previamente, a transcrição, na qual o material genético na forma de DNA é transcrito na molécula de RNA mencionada anteriormente. Vamos ver como acontece e o que é necessário para que aconteça.

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O que é tradução de DNA?

É bem conhecido que o DNA, especificamente seus trechos, genes, contêm informações genéticas sobre como somos. Porém, para que os genes sejam capazes de codificar informações e fazer a síntese de proteínas, é necessário todo um processo de leitura e codificação de DNA, RNA de diferentes tipos, além do envolvimento de ribossomos.

Existem duas etapas necessárias para transformar a informação escondida em um gene em uma proteína bem elaborada:

O primeiro é a transcrição do DNA.

Uma sequência de DNA, ou seja, um gene, é composta de nucleotídeos, que são adenina, timina, guanina e citosina (A, T, G e C, respectivamente).

Durante a transcrição, o pedaço de DNA é transcrito em uma molécula de RNA (ácido ribonucléico), que difere do DNA por conter o uracila (U) em vez de conter o nucleotídeo timina (T). A é complementar a T e C a U. Este RNA é processado e aparado, tornando-se um RNA mensageiro (mRNA).

Após a transcrição vem a tradução, que é a etapa em que o RNA é lido para formar uma cadeia polipeptídica, que é basicamente uma proteína, mas com uma estrutura muito linear. Para que isso aconteça, é necessário juntar aminoácidos, que dependerão dos nucleotídeos do RNA.

O código genético

Como já estávamos dizendo, durante a tradução a informação contida no mRNA é lida, usando como se fossem o manual de instruções para formar uma cadeia de aminoácidos, ou seja, um polipeptídeo. É nessa fase que será obtido o que poderia ser considerado a estrutura imediatamente anterior à proteína., que é basicamente uma cadeia de aminoácidos, mas com uma estrutura tridimensional.

Cada sequência de três nucleotídeos, chamados códons, do mRNA (A, G, C e U) corresponde a um aminoácido específico, ou a um sinal de início ou parada. Os tripletos que codificam o final da síntese polipeptídica são UGA, UAG e UAA, enquanto o códon AUG codifica o sinal de início e também o aminoácido metionina.

Juntas, as relações códon-aminoácido são o que compõe o código genético. É o que permite que as células decodifiquem, por meio do mRNA, uma cadeia de nucleotídeos em uma cadeia de aminoácidos. Para entender melhor, abaixo temos uma fita de mRNA, com nucleotídeos. Ao lado dele, temos os aminoácidos que correspondem a cada tripleto de nucleotídeos, bem como os sinais de início e parada.

• 5'
• AUG - metionina / início
• GAG - Glutamato
• CUU - Leucina
• AGC - Serina
• UAG - STOP
• 3'

O papel dos ribossomos e tRNA

Antes de entrar em detalhes sobre como ocorre a tradução do DNA, vamos falar sobre os dois elementos que permitem que o mRNA seja lido e uma string seja sintetizada: ribossomos e RNA de transferência.

RNA de transferência (tRNA)

O RNA de transferência (tRNA) é um tipo de RNA que serve como uma ponte molecular para conectar os códons do mRNA com os aminoácidos para os quais eles codificam. Sem esse tipo de RNA, não seria possível relacionar um aminoácido ao tripleto de nucleotídeos presente no mRNA..

Em cada tRNA existe uma extremidade que possui uma sequência de três nucleotídeos, denominada anticódon, que é complementar ao tripleto de nucleotídeos do mRNA. Na outra extremidade, eles carregam o aminoácido.

Ribossomos

Ribossomos são organelas compostas de duas subunidades semelhantes em aparência a dois pães de hambúrguer.: a subunidade grande e a subunidade pequena. Além disso, existem três locais ocos no ribossomo onde o tRNA se liga ao mRNA: locais A, P e E. É nos ribossomos que os polipeptídeos são formados.

As subunidades grandes e pequenas se reúnem em torno do mRNA e, por meio da ação enzimática, o ribossomo catalisa uma reação química que une os aminoácidos do tRNA em uma cadeia polipeptídeo.

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Tradução de DNA: o processo

A cada segundo, nossas células estão produzindo centenas de proteínas. É por isso que a tradução é um processo tão importante para a vida, pois sem ela ficaríamos sem a capacidade de transformar a informação contida nos genes em algo útil. A tradução do DNA ocorre em três estágios: iniciação, alongamento e término.

Iniciação

O início da tradução do DNA ocorre no ribossomo. Esta organela é montada em torno de uma molécula de mRNA, de onde virá um tRNA.

Este último tipo de RNA deve carregar o aminoácido metionina, codificado pelo códon AUG, que é o sinal para o início da síntese da cadeia polipeptídica.

Este complexo ribossomo-tRNA-mRNA-metionina é conhecido como um complexo de iniciação e é necessário para que a tradução ocorra.

Alongamento

O alongamento, como o nome sugere, é o estágio em que os aminoácidos são adicionados à cadeia polipeptídica, tornando-a cada vez mais longa. Quanto mais tripletos de nucleotídeos do mRNA são traduzidos, mais aminoácidos o polipeptídeo terá.

Cada vez que um novo códon é exposto, um tRNA correspondente se liga. A cadeia de aminoácidos existente é ligada ao aminoácido do tRNA por meio de uma reação química. O mRNA muda um códon no ribossomo, expondo um novo códon a ser lido.

Dentro do alongamento podemos distinguir três etapas:

No primeiro, um anticódon, ou seja, um tripleto de tRNA contendo bases complementares a um tripleto de mRNA, "emparelha" com um códon exposto do mRNA no local A.

Uma ligação peptídica é formada, por meio da ação catalítica da aminoacil-tRNA sintetase, entre o aminoácido recém-introduzido e o imediatamente anterior a ele. O novo aminoácido é encontrado no local A do ribossomo, enquanto o antigo está em P. Após a ligação ser formada, o polipeptídeo é transferido do local P para o A.

O ribossomo avança um códon no mRNA. O tRNA no local A que carrega o polipeptídeo se move para o local P. Em seguida, ele se move para o local E e sai do ribossomo.

Este processo é repetido muitas vezes, tantas quantas novos aminoácidos forem colocados se um sinal não tiver aparecido antes, indicando que a continuação da cadeia polipeptídica deve ser interrompida.

Terminação

Terminação é o momento em que a cadeia polipeptídica é liberada, deixando de crescer. Ele começa quando um códon de parada (UAG, UAA ou UGA) aparece no mRNA. Esta, quando é introduzido no ribossomo, ele desencadeia uma série de eventos que resultam na separação da fita de seu tRNA, permitindo que ele flutue em direção ao citosol.

Pode ser o caso de, apesar da terminação, o polipeptídeo ainda precisar assumir a forma tridimensional correta para que se torne uma proteína bem formada.

Embora, em essência, as proteínas sejam cadeias polipeptídicas, sua diferença com as cadeias polipeptídicas recém-fabricadas no complexo ribossomal é que eles têm uma forma tridimensional, enquanto a nova cadeia polipeptídica trinca é basicamente uma cadeia muito linear de aminoácidos.

Referências bibliográficas:

• Pamela C Champe, Richard A Harvey e Denise R Ferrier (2005). Lippincott's Illustrated Reviews: Biochemistry (3rd ed.). Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 0-7817-2265-9
• David L. Nelson e Michael M. Cox (2005). Lehninger Principles of Biochemistry (4ª ed.). C. H. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6
• Hirokawa et al. (2006). A etapa de reciclagem do ribossomo: consenso ou controvérsia? Trends in Biochemical Sciences, 31 (3), 143-149.