SÍNTESE DAS PROTEÍNAS

Síntese proteíca é um fenómeno relativamente rápido e muito complexo, que ocorre no interior das células. Este processo tem duas fases: transcrição e a tradução.

- Transcrição

Ocorre no interior do núcleo das células e consiste na síntese de uma molécula de mRNA(RNA Mensageiro) a partir da leitura da informação contida numa molécula de DNA.

Este processo inicia-se pela ligação de um complexo enzimático à molécula de DNA, o RNA - polimerase.

Esta enzima desfaz a dupla hélice, destruíndo as pontes de hidrogénio que ligam as bases complementares das duas cadeias, afastando-as.O RNA - polimerase, inicia a síntese de uma molécula de mRNA de acordo com a complementaridade das bases azotadas.

Se, por exemplo, na cadeia do DNA o nucleotídeo for a adenina(A), o RNA - polimerase liga o mRNA ao nucleótido uracila(U). Quando a leitura termina, a molécula mRNA separa-se da cadeia do DNA, e esta restabelece as pontes de hidrogénio e a dupla hélice é reconstituída.

Mas nem todas as sequências da molécula do DNA codificam aminoácidos.

Ao RNA sintetizado sofre um processamento ou maturação antes de abandonar o núcleo. Algumas porções do RNA transcrito, vão ser removidas - íntrões -, e as porções não removidas - exões -, ligam-se entre si, formando assim um mRNA maturado.

O RNA que sofre este processo de exclusão de porções, é designado de RNA pré-mensageiro. No final do processo, o mRNA é constituído apenas pelas sequências que codificam os aminoácidos de uma proteína, podendo assim migrar para o citoplasma, onde vai ocorrer a tradução da mensagem, isto é, a síntese de proteínas.

TRADUÇÃO

Os intervenientes neste processo são : o mRNA; os ribossomas ; o tRNA ; enzimas e o ATP.

O processo da tradução encerra com três etapas: iniciação, alongamento e finalização.

Iniciação: A subunidade menor do ribossoma liga-se à extremidade 5' do mRNA, esta desliza ao longo da molécula do mRNA até encontrar o codão de iniciação (AUG), transportando assim o tRNA o aminoácido metionina, ligando-se assim ao codão de iniciação por complementaridade. A subunidade maior liga-se à subunidade menor do ribossoma.

Alongamento: Um 2º tRNA transporta um aminoácido específico de acordo com o codão. Estabelece-se uma ligação peptídica entre o aminoácido recém-chegado e a metionina. O ribossoma avança três bases ao longo do mRNA no sentido 5' -> 3', repetindo-se sempre o mesmo processo. Os tRNA que já se ligaram inicialmente, vão-se desprendendo do mRNA sucessivamente.

Finalização: O ribossoma encontra o codão de finalização (UAA, UAG ou UGA) terminando o alongamento. O último tRNA abandona o ribossoma, as subunidades do ribossoma separam-se, podendo ser recicladas e por fim, o peptídeo é libertado.

Fluxo de informação genética \ Código genético

O código genético estabelece a relação entre a sequência das bases no DNA (e as transcrições do RNA) e a sequência dos aminoácidos nas proteínas.



Cada aminoácido é codificado por um grupo de 3 bases aminadas, um tripleto.



Cada grupo de três nucleótidos do RNA mensageiro que codifica um determinado a.a ou o inicio ou o fim da sintese de proteínas tem o nome de codão.

Diz-se que o código genético é redundante por existirem vários codões que codificam o mesmo aminoácido. Por exemplo, os codões UCU, UCC,UCA e UCG codificam todos o aminoácido Serina (Ser).

Este fenómeno é também apelidado de degenerescência. Já o contrário não é possível e não existe nenhum codão que possa codificar mais do que um único aminoácido e, logo, nunca é ambíguo.

Com apenas 20 palavras necessárias para os 20 aminoácidos comuns, para que são usadas as outras palavras, se o forem? O trabalho de Crick sugeriu que o código genético é redundante, significando que cada uma das trincas deve ter um significado no código.

Para que seja verdadeiro, alguns aminoácidos devem ser especificado, por pelo menos duas ou mais trincas diferentes

Composição e estrutura do RNA

O ácido ribonucleico (RNA) também é um polímero de nucleótidos e quimicamente muito próximo do DNA.

Ao nível da constituição, cada nucleótido do RNA contém um grupo fosfato, uma pentose, e uma base azotada.

As principais diferenças entre o RNA e o DNA são :

• O RNA só possui uma única cadeia polinucleotidica


• A sua pentose é a ribose


• As bases azotadas são a adenina, a guanina, a citosina, e o uracilo ( é esta que existe no rna e não no dna)


• A quantidade varia de célula para célula e dentro da mesmo célula de acordo com a actividade metabólica.


• É uma molécula quimicamente pouco estável.


• Pode ser uma molécula temporária, existindo por curtos períodos.


• Apresentra três formas básicas : mensageiro, transferência e ribossómico

Rna mensageiro - Funciona como mensageiro entre o DNA e os ribossomas.

Rna transferência - Transfere os aminoácidos para os ribossomas

Rna ribossómico - Um ribossoma é constituido por duas subunidades de tamanhos diferentes em cuja consitituicão entram proteínas e o rna ribossómico.

Replicação de ADN e experiência Meselson e Stahl

A replicação do DNA é semiconservativa: Watson e Crick propuseram que um dos
filamentos de cada molécula filha de DNA e recém sintetizado, enquanto o outro é
passado inalterado vindo da molécula original de DNA. Esta distribuição de átomos
parentais é chamada de semiconservativa.

Apesar de esta ser a hipótese actualmente aceite, foram propostas outras duas.

A hipótese conservativa que afirma que a molécula de ADN progenitora mantém-se integra, servindo apenas de molde para a formação da molécula-filha, a qual será formada por 2 novas cadeias.

A hipótese dispersiva que defende que cada molécula filha é formada por porções da molécula incial e por regiões sintetizadas de novo.

Para provarem que a hipotese semi conservativa era a 'verdadeira', Meselseon e Stahl levaram a cabo uma experiência.

- Quando as bactérias Escherichia coli vivem num meio de cultura normal (com 14N), o seu DNA, depois de extraído e centrifugado, deposita-se mais próximo da superfície do que do fundo do tubo da centrífuga.

- Meselson e Stahl cultivaram Escherichia coli num meio de cultura contendo um isótopo pesado de azoto (15N).~

- As bactérias produziram bases azotadas contendo 15N, que ficaram integradas no seu DNA.- O DNA, depois de extraído, foi centrifugado, verificando-se que era mais denso do que o DNA de bactérias que cresciam em azoto normal (14N), depositando-se próximo do fundo do tubo da centrífuga.

- Depois de várias gerações num meio de cultura com 15N, as bactérias foram transferidas para um meio de cultura com 14N, isto é, um meio normal.

- As bactérias (geração 0 - G0) dividiram-se nesse meio e o processo foi interrompido:

a) ao fim de 20 minutos (1ª geração - G1)

- todas as bactérias G1 apresentavam um DNA de densidade intermédia (entre o DNA só com 15N e o DNA só com14N) 14N15N;

b) ao fim de 40 minutos (2ª geração - G2) - 50% das bactérias G2 apresentavam um DNA de densidade intermédia (14N15N) e os outros 50% apresentavam um DNA de densidade normal 14N.

Experiência de Hershey e Chase

Em 1952 estes cientistas realizaram experiências com o bacteriófago T2, um vírus que ataca bactérias. O vírus é uma estrutura muito simples, composto apenas por proteínas e ácido nucleico.

O bacteriófago agarra-se á membrana bacteriana através de fibras proteicas da sua cauda e injecta para o citoplasma o ácido nucleico que se localiza na sua cabeça. Esse ácido nucleico vai comandar, a partir do citoplasma bacteriano, a produção de mais vírus. A parte proteica do vírus nunca penetra na célula.

Tendo isto em conta, e sabendo que as proteínas apresentam na sua composição enxofre (presente no aminoácido cisteína) e que os ácidos nucleicos apresentam na sua composição fósforo, realizaram a seguinte experiência:

situação A - fagos foram cultivados em meio contendo enxofre radioactivo (logo as proteínas ficaram radioactivas) e foram infectar bactérias não radioactivas. Observou-se que a radioactividade permanecia no exterior das células;

situação B - fagos foram cultivados em meio com fósforo radioactivo (logo os ácidos nucleicos ficaram radioactivos) e foram infectar bactérias não radioactivas. Observou-se que a radioactividade estava no interior das células.

Desta experiência concluiu-se que os ácidos nucleicos são os responsáveis pela informação que conduz á formação de novos vírus.

Experi

Experiências de Avery (1944)

Em 1944, Avery

e seus colaboradores realizaram as experiências descritas na figura.

Nesta experiência Avery, pretendia investigar qual a substância contida nas bactérias “S” que afectava as bactérias “R” transformando-as em bactérias do tipo “S”.

Após a experiência, este pôde concluir que era o ADN a substância que afectava as bactérias, dado que na amostra tratada com enzimas responsáveis pela degradação do ADN não ocorria a transformação das bactérias, logo seria o mesmo que contém a informação e que permite a transformação das bactérias do tipo R em bactérias do tipo S.