Codigo Genético e Sintese Proteica

Definição

Sintese Proteica - é o mecanismo de produção de proteínas determinado pelo DNA, que acontece em duas fases chamadas transcrição e tradução. O processo acontece no citoplasma das células e envolve ainda RNA, ribossomos, enzimas específicas e aminoácidos que auxiliarão na sequência da proteína a ser formada.

Código Genético - é a organização responsável pela ordem dos nucleotídeos que formam o DNA e a sequência dos aminoácidos que compõe as proteínas.

A expressão deste sequenciamento é feita através de símbolos, constituídos de letras, que representam as regras para união das informações que formam o sistema (DNA).

Caracteristicas do codigo genético

Principais características do código genético:

Universalidade: O código genético é o mesmo para quase todos os seres vivos (ex.: uma sequência de DNA em humanos codifica as mesmas proteínas em bactérias).
Trincas de nucleotídeos (códons): As instruções genéticas são lidas em grupos de três bases nitrogenadas (chamados de códons), e cada códon especifica um aminoácido.
Degenerado: Vários códons podem codificar o mesmo aminoácido (ex.: tanto UUU quanto UUC codificam o aminoácido fenilalanina).
Não ambíguo: Cada códon só codifica um aminoácido específico (não há confusão entre aminoácidos).
Pontuação: Existem três códons que não codificam aminoácidos, mas servem como sinais de parada para indicar o fim da síntese da proteína (UAA, UAG e UGA).
Sem sobreposição: Cada base faz parte de apenas um códon e é lida apenas uma vez na sequência, sem sobreposição.
Linearidade: O código genético é lido de forma linear, do início ao fim, sem saltos ou inversões na sequência.

Construção do código genético

O códon é uma sequência de três nucleotídeos que transporta a mensagem codificadora de uma proteína, determinando o sequenciamento dos aminoácidos que a formam.

O código genético é formado por quatro bases: adenina (A), citosina (C), guanina (G) e uracila (U). A combinação destas bases faz com que seja determinado o aminoácido necessário para formação de uma proteína.

A sequência de bases no ácido desoxirribonucleico (DNA) e no ácido ribonucleico (RNA) é capaz de fornecer a informação da sequência necessária para criar os aminoácidos e agrupá-los na sequência correta nas proteínas.

As bases nitrogenadas U, C, A e G são capazes de formar, 3 a 3, 64 combinações, ou seja, códons, que se transformarão em 20 diferentes tipos de aminoácidos utilizados na produção de proteínas.

Produção de proteínas a partir do código genético

As proteínas são formadas por uma série de aminoácidos. Cada aminoácido é formado por uma sequência de três componentes, também chamada de códon.

Confira a seguir a tabela de códons e o nome dos aminoácidos sequenciados.

Códons que produzem os diferentes aminoácidos que compõem as proteínas

Observando as informações da tabela do código genético, podemos interpretar o código UCA, formado com a primeira base U (Uracilo), a segunda base C (Citosina) e a terceira base A (Adenina), como sendo o códon associado ao aminoácido serina (Ser).

A serina, por exemplo, pode ser codificada por mais de um códon, são eles: UCU, UCC, UCA e UCG. Quando um aminoácido é codificado por mais de um códon, o código é classificado como “degenerado”.

A metionina (Met) é codificada por apenas um códon, o AUG, e, por isso, indica o início da tradução das informações gênicas, sendo encontrado no início de cada proteína formada.

Os códons UAA, UAG e UGA não possuem nenhum aminoácido associado, ou seja, não codificam as proteínas, mas sim, indicam o término da síntese proteica.

Quem participa da síntese proteica?

Na síntese proteica, participam o DNA da célula; RNA transportador, mensageiro e ribossômico; além dos ribossomos, enzimas e aminoácidos.

Etapas da Sintese

O processo de síntese proteica envolve três etapas:

transcrição;
ativação;
tradução.

↗ Mecanismos da sintese proteica

Síntese proteica:

transcrição

Na primeira etapa, uma enzima presente — a RNA-polimerase — liga-se a uma extremidade da molécula de DNA do gene. Quando isso acontece, quebram-se as ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas das duas fitas do DNA, a estrutura de dupla-hélice se desfaz e as fitas se separam.

Depois, a RNA-polimerase começa a sintetizar uma molécula de RNAm, isto é, RNA mensageiro. Para isso, a sequência de bases nitrogenadas da fita do DNA é lida, modelando a sequência do RNAm com bases complementares.

A relação de complementaridade entre as bases é a seguinte:

DNA > RNA
Adenina (A) > Uracila (U)
Timina (T) > Adenina (A)
Guanina (G) > Citosina (C)
Citosina (C) > Guanina (G)

Uma vez que a leitura e a modelagem acabam, o RNAm separa-se da fita de DNA. Então, as ligações de hidrogênio e a estrutura helicoidal se refazem.

Ativação

Na segunda etapa, o RNAt, ou RNA transportador, leva os aminoácidos que estão soltos no citoplasma da célula até o ribossomo. Para que o RNAt reconheça em que parte do RNAm devem ser deixados os aminoácidos, ele tem uma sequência de três bases complementares ao códon do RNAm, chamada de anticódon. Nesse processo de transporte, a célula consome ATP.

O códon é um conjunto de três nucleotídeos, que corresponde a um aminoácido. Existem 64 códons possíveis, a partir da combinação dos nucleotídeos. Alguns aminoácidos podem ser codificados por mais de um códon.

Tradução

Na terceira etapa, o RNAm é decodificado pelo ribossomo. Para que isso aconteça, são necessários três momentos distintos:

Formação da cadeia polipeptídica

Nesse momento, o ribossomo, o RNAm e um RNAt especial se associam. O RNAt transporta o aminoácido metionina, e contém o anticódon UAC, necessário para emparelhar com o códon AUG do RNAm, que é o responsável por determinar onde a informação para a cadeia peptídica tem início.

Também é importante dizer que, nesse momento, o RNAt que carrega a cadeia peptídica que está se formando vai se alojar no Sítio P, enquanto o RNAt que carrega o aminoácido para ser incorporado na cadeia vai se alojar no Sítio A. Esses dois sítios ficam na subunidade maior do ribossomo.

2. Crescimento da cadeia polipeptídica

Nesse momento, o ribossomo desloca-se sobre o RNAm. A cada deslocamento, o RNAt que estava no Sítio A passa para o Sítio P, e um novo aminoácido é incorporado à cadeia em formação, por meio de uma ligação peptídica.

3. Conclusão da cadeia polipeptídica

Nesse momento, o ribossomo chega a um códon de parada, que é um dos três códons (UAA, UAG e UGA) para os quais não há um aminoácido correspondente. Então, uma proteína chamada fator de liberação ocupa o Sítio A, e todos os componentes do processo se separam — incluindo a cadeia peptídica sintetizada.

Após a identificação do códon de término, uma proteína, chamada de fator de término, liga-se a esse códon induzindo a ligação de uma molécula de água na porção final da cadeia, fazendo com que ocorra a quebra da ligação entre o peptídio e o RNAt presente no sítio P. O peptídio formado é então liberado através do túnel de término presente na subunidade maior do ribossomo.

Após esse processo, as cadeias polipeptídicas formadas podem passar por diferentes processos de transformação, de modo a tornar essas proteínas funcionais.

Mapa Mental (Sintese Proteica)