DNA (ácido desoxirribonucléico) é o material genético de toda a vida conhecida, desde as bactérias unicelulares mais simples até o elefante de cinco toneladas mais magnífico da planície africana. "Material genético" refere-se às moléculas que contêm dois conjuntos importantes de instruções: uma para produzir proteínas para as necessidades atuais da célula e outra para fazer cópias de si mesmas ou replicar, de modo que o mesmo código genético exato possa ser usado no futuro gerações de células.
Manter a célula viva por tempo suficiente para se reproduzir requer muitos desses produtos protéicos, que o DNA ordena através do mRNA (ácido ribonucleico mensageiro) que cria como enviado aos ribossomos, onde as proteínas são realmente sintetizado. A codificação da informação genética do DNA no RNA mensageiro é denominada transcrição, enquanto a produção de proteínas com base nas direções do mRNA é denominada tradução.
A tradução envolve a junção de proteínas através de ligações peptídicas para formar cadeias longas aminoácidos ou monômeros nesse esquema. Existem 20 aminoácidos diferentes, e o corpo humano precisa de alguns de cada um deles para sobreviver. A síntese protéica na tradução envolve uma reunião coordenada de mRNA, complexos aminoacil-tRNA e um par de subunidades ribossômicas, entre outros agentes.
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Ácidos nucleicos: uma visão geral
Os ácidos nucléicos consistem de subunidades repetidas, ou monômeros, chamados nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua vez, consiste em três componentes distintos: um açúcar ribose (cinco carbonos), um a três grupos fosfato e uma base nitrogenada. Cada ácido nucleico possui uma das quatro bases possíveis em cada nucleotídeo, duas das quais são purinas e duas das quais são pirimidinas. As diferenças nas bases entre os nucleotídeos são o que confere aos diferentes nucleotídeos seu caráter essencial.
Os nucleotídeos podem existir fora dos ácidos nucleicos e, de fato, alguns desses nucleotídeos são centrais para todo o metabolismo. Os nucleotídeos adenosina difosfato (ADP) e adenosina trifosfato (ATP) estão no centro das equações nas quais a energia para uso celular é extraída das ligações químicas dos nutrientes. Os nucleotídeos nos ácidos nucléicos, no entanto, têm apenas um fosfato, que é compartilhado com o próximo nucleotídeo na cadeia de ácidos nucleicos.
Diferenças básicas entre DNA e RNA
No nível molecular, o DNA difere do RNA de duas maneiras. Uma é que o açúcar no DNA é desoxirribose, enquanto no RNA é ribose (daí seus respectivos nomes). A desoxirribose difere da ribose, pois, em vez de ter um grupo hidroxil (-OH) na posição número 2 do carbono, possui um átomo de hidrogênio (-H). Assim, a desoxirribose é um átomo de oxigênio com falta de ribose, daí "desoxi".
A segunda diferença estrutural entre os ácidos nucleicos está na composição de suas bases nitrogenadas. O DNA e o RNA contêm as duas bases purinas adenina (A) e guanina (G), bem como a citosina base pirimidina (C). Mas enquanto a segunda base de pirimidina no DNA é a timina (T) no RNA, essa base é o uracil (U).
Por acaso, nos ácidos nucleicos, A se liga a T (ou U, se o molécula é RNA) e C se liga a G. e somente a G. Esse arranjo complementar específico e exclusivo de emparelhamento de bases é necessário para a transmissão adequada de informações de DNA para informações de mRNA na transcrição e informações de mRNA para informações de tRNA durante a tradução.
Outras diferenças Entre DNA e RNA
Em um nível mais macro, o DNA é de fita dupla, enquanto o RNA é de fita única. Especificamente, o DNA assume a forma de uma dupla hélice, que é como uma escada torcida em diferentes direções nas duas extremidades. As cadeias são ligadas em cada nucleotídeo por suas respectivas bases nitrogenadas. Isto significa que um nucleótido que suporta "A" só pode ter um nucleótido que suporta "T" no seu nucleótido "parceiro". Isso significa que, em suma, as duas cadeias de DNA são complementares umas às outras. As moléculas de DNA podem ter milhares de bases (ou mais apropriadamente, pares de bases O RNA vem em três tipos principais. O primeiro é o mRNA, que é produzido a partir de um modelo de DNA durante a transcrição no núcleo. Depois de concluída, a cadeia de mRNA sai do núcleo através de um poro no envelope nuclear e acaba dirigindo o programa no ribossomo, o local da tradução de proteínas. O segundo tipo de RNA é o RNA de transferência (tRNA). Essa é uma molécula menor de ácido nucleico e vem em 20 subtipos, um para cada aminoácido. Seu objetivo é transportar seu aminoácido "designado" para o local da tradução no ribossomo, para que possa ser adicionado à cadeia crescente de polipeptídeos (pequenas proteínas, geralmente em andamento). O terceiro tipo de RNA é RNA ribossômico (rRNA). Esse tipo de RNA compõe uma fração significativa da massa de ribossomos, com proteínas específicas para os ribossomos que compõem o restante da massa. dogma "da biologia molecular é DNA para RNA para proteína Esse processo começa com o desenrolamento da molécula de DNA em filamentos únicos, para que as enzimas e nucleotídeos que participam da transcrição tenham espaço para vá para a cena. Então, ao longo de uma das cadeias de DNA, uma cadeia de mRNA é montada com a ajuda da enzima mRNA polimerase. Essa cadeia de mRNA possui uma sequência base complementar à da cadeia modelo, exceto pelo fato de U aparecer onde quer que T apareça no DNA. Quando uma fita de mRNA está sendo sintetizada, certos comprimentos de DNA, chamados íntrons, não são transcritos porque não codificam nenhum produto proteico, ou seja, não são genes. Somente as partes da cadeia de DNA que realmente codificam algo chamado exons contribuem para a molécula de mRNA. Várias estruturas são necessárias no local da síntese de proteínas para uma tradução bem-sucedida. < O ribossomo: cada ribossomo é constituído por uma pequena subunidade ribossômica e uma grande subunidade ribossômica. Eles só existem como um par quando a tradução está começando. Eles contêm uma grande quantidade de rRNA, além de proteínas. Estes são um dos poucos componentes celulares existentes nos procariontes e nos eucariotos. tRNA: Esse ácido nucleico forma ligações com aminoácidos de um -para-uma para formar os chamados complexos aminoacil-tRNA. Isso significa apenas que o táxi (o tRNA) está transportando atualmente o único e pretendido passageiro (o aminoácido específico) dentre os 20 "tipos" de pessoas nas proximidades. Aminoácidos: estes são ácidos pequenos com um grupo amino (-NH 2), um grupo ácido carboxílico (-COOH) e uma cadeia lateral ligada a um átomo de carbono central junto com um átomo de hidrogênio. É importante ressaltar que os códigos para cada um dos 20 aminoácidos são transportados em grupos de três bases de mRNA, denominadas códons triplos. Tradução, também chamada A expressão gênica é baseada no código tripleto relativamente simples. Considere que qualquer grupo de três bases consecutivas pode incluir uma das 64 combinações possíveis (por exemplo, AAG, CGU etc.), porque quatro aumentadas para a terceira potência são 64. Isso significa que existem combinações mais que suficientes para gerar 20 aminoácidos. ácidos e, de fato, seria possível que mais de um códon codificasse o mesmo aminoácido. De fato, esse é o caso. Alguns aminoácidos são sintetizados a partir de mais de um códon e, de fato, a leucina está associada a seis códons distintos. O código trigêmeo é esse "degenerado". Importante, no entanto, não é redundante O local físico da tradução em todos os organismos é o ribossomo. Algumas porções também possuem propriedades enzimáticas. A tradução em procariontes começa com a iniciação, através de um sinal de fator de iniciação de um códon apropriadamente chamado de códon START. Isso está ausente nos eucariotos e, em vez disso, o primeiro aminoácido selecionado é a metionina, codificada por AUG, que funciona como uma espécie de códon START. À medida que cada tira adicional de três segmentos de mRNA é exposta no superfície do ribossomo, um tRNA com o aminoácido requerido entra em cena e deixa seu passageiro. Esse site de ligação é chamado de site "A" do ribossomo. Essa interação ocorre no nível molecular porque essas moléculas de tRNA têm seqüências de bases complementares ao mRNA recebido e, portanto, se ligam prontamente ao mRNA. Na fase de alongamento da tradução, o ribossomo se move por três bases, um processo chamado tradução. Isso expõe o site "A" de novo e leva o polipeptídeo, qualquer que seja seu comprimento neste experimento mental, a ser transferido para o site "P". Quando um novo complexo de aminoacil-tRNA chega ao "A" No local, toda a cadeia polipeptídica é removida do local "P" e ligada ao aminoácido que acaba de ser depositado no local "A", através de uma ligação peptídica. Assim, quando a translocação do ribossomo na "trilha" da molécula de mRNA ocorrer novamente, um ciclo será concluído e a cadeia polipeptídica crescente será agora mais longa por um aminoácido. Na fase de terminação, o ribossomo encontra um dos três códons de terminação, ou códons STOP, que são incorporados no mRNA (UAG, UGA e UAA). Isso causa não tRNA, mas substâncias chamadas fatores de liberação se aglomeram no local, e isso leva à liberação da cadeia polipeptídica. Os ribossomos se separam em suas subunidades constituintes e a tradução é concluída. O processo de tradução cria uma cadeia polipeptídica que ainda precisa ser modificada antes de funcionar adequadamente como uma nova proteína. A estrutura primária de uma proteína, sua sequência de aminoácidos, representa apenas uma pequena parte de sua eventual função. A proteína é modificada após a tradução, dobrando-a em formas específicas, um processo que geralmente ocorre espontaneamente devido a interações eletrostáticas entre aminoácidos em pontos não vizinhos ao longo da cadeia polipeptídica. Os ribossomos são ótimos trabalhadores, mas não são engenheiros de controle de qualidade. Eles só podem criar proteínas a partir do modelo de mRNA que recebem. Eles não conseguem detectar erros nesse modelo. Portanto, erros na tradução seriam inevitáveis, mesmo em um mundo de ribossomos funcionando perfeitamente.
) longas . De fato, um cromossomo humano nada mais é do que uma única fita muito longa de DNA acoplada a uma boa quantidade de proteína. Moléculas de RNA de todos os tipos, por outro lado, tendem a ser comparativamente pequenas. Além disso, o DNA é encontrado principalmente nos núcleos dos eucariotos, mas também nas mitocôndrias e cloroplastos. A maior parte do RNA, por outro lado, é encontrada no núcleo e no citoplasma. Além disso, como você verá em breve, o RNA vem em vários tipos.
Tipos de RNA
Antes da tradução: Criando um modelo de mRNA
. Redigido de maneira ainda mais sucinta, pode ser colocado transcrição na tradução
. A transcrição é o primeiro passo definitivo para a síntese de proteínas ou uma das necessidades contínuas de qualquer célula.
O que está envolvido na tradução
Como funciona a tradução?
: isto é, o mesmo codão de mRNA não pode codificar para mais de um aminoácido.
Mecânica da tradução
Construindo a cadeia polipeptídica
O que acontece após a tradução
Como as mutações genéticas afetam a tradução
Mutações que alteram um único amino podem interromper a função da proteína, como a mutação que causa anemia falciforme. Mutações que adicionam ou excluem um par de bases podem liberar todo o código tripleto, de modo que a maioria ou todos os aminoácidos subsequentes também estejam errados. Mutações podem criar um códon STOP inicial, o que significa que apenas parte da proteína é sintetizada. Todas essas condições podem ser debilitantes em vários graus e tentar conquistar erros inatos como esses representa um desafio contínuo e complexo para os pesquisadores médicos.
