Resumo de biologia: Síntese de proteínas e o código genético
Síntese proteica.
O processo de produção de proteínas é essencial para todos os organismos, tanto que a partir do momento que o processo apareceu na história evolutiva, se manteve praticamente o mesmo em todos os seres vivos, sendo inclusive chamado de dogma central da biologia molecular. Esse processo universal ocorre em todas os organismos procariontes e eucariontes, já os vírus dependem e exploram essa dinâmica dentro das células hospedeiras.
Cada proteína produzida exerce uma função no organismo, que acarreta uma característica, desse modo, a falta de uma proteína determina uma outra característica ao indivíduo, e as informações para a produção dessas proteínas estão contidas em pequenos trechos do DNA, denominados de genes, que são expressos quando sofrem o processo de transcrição. Após a transcrição, o RNA produzido pode exercer várias funções, inclusive de conter as informações para a estrutura primária da proteína, que será produzida pelos ribossomos no processo de tradução.
Transcrição.
A transcrição é a síntese de uma molécula de RNA, a partir de uma das fitas de DNA como molde e ocorre quando um gene é expresso, ou seja, nos momentos de atividade celular. Esse processo é realizado pela enzima RNA polimerase, que sintetiza a fita de RNA com base na complementariedade das bases nitrogenadas, semelhante ao processo de replicação, mas com a adição de nucleotídeos contendo uracila ao invés de timina. Em células procariontes, a transcrição ocorre no citosol, enquanto nos eucariontes, ocorre no núcleo.
As moléculas de RNA podem ter diversas funções, com destaque para o RNAm (mensageiro) que contém as informações das sequencias de aminoácidos que farão parte da cadeia polipeptídica posteriormente produzida, RNAt (transportador), responsável pela condução dos aminoácidos específicos aos ribossomos, e o RNAr (ribossômico) que está na composição química dos ribossomos. Os RNAr não migram para o citoplasma, permanecem no núcleo e se associam com proteínas específicas para a formação dos ribossomos.
Tradução.
A tradução é o processo de construção de cadeias polipeptídicas, realizado nos ribossomos livres no citosol das células em geral (procariontes e eucariontes) ou associados ao retículo endoplasmático rugoso, nas células eucariontes. Para a realização da tradução, moléculas de RNAm (mensageiro), com as informações transcritas a partir do DNA, se ligam a subunidade menor dos ribossomos e a cada sequência de três nucleotídeos do RNAm temos um códon que determina qual aminoácido será colocado na cadeia polipeptídica, começando a síntese pelo códon AUG, que determina o aminoácido metionina.
O RNAt (transportador) é o responsável por conduzir os aminoácidos até os ribossomos, e se liga ao códon complementar através da sua sequência de três nucleotídeos chamada de anticódon. Após deixar o ribossomo, o RNAt busca novos aminoácidos para continuar a síntese.
Como existe um códon de início do processo de tradução, existem códons de parada do processo (UGA, UAA e UAG), indicando que a síntese da cadeia polipeptídica chegou ao fim.
Código genético e mutações.
Durante o processo de tradução, cada códon do RNAm determina um aminoácido e a essa relação denominados código genético, e uma de suas características é ser universal, ou seja, as relações de códons com seus respectivos aminoácidos é a mesma em praticamente todos os organismos vivos, indicando que esse processo surgiu nos ancestrais primitivos e resistiu ao longo da história evolutiva. Uma outra característica importante a respeito do código genético é sua redundância, já que vários códons diferentes determinam um mesmo aminoácido, podendo também chamar de código genético degenerado.
O material genético pode sofrer alterações por agentes físicos, químicos ou biológicos, mudando a sequência de nucleotídeos do DNA, consequentemente alterando a composição dos nucleotídeos do RNAm e no momento da tradução, aminoácidos diferentes podem ser inseridos na estrutura primária da cadeia polipeptídica, alterando a conformação tridimensional da proteína final e sua função biológica. Essa mudança pode trazer benefícios ou prejuízos aos organismos, passando pelo crivo da seleção natura, mas nem sempre uma mutação provoca uma alteração final na cadeia polipeptídica, pois o código genético é degenerado.
Splicing ou processamento alternativo do RNAm.
O processamento alternativo do RNA ou splicing é um mecanismo celular presente em organismos eucariontes pelo qual uma única molécula de RNA transcrita pode ser processada de diferentes maneiras para produzir múltiplas proteínas funcionais diferentes. Após o processo de transcrição o RNAm obtido, chamado de transcrito primário, sofre uma série de clivagens em diferentes pontos, onde serão excluídas determinadas sequências e outras são reagrupadas, formando combinações diferentes.
As sequências dispensadas são chamadas de íntrons enquanto as sequências codificantes são os éxons. A cada combinação de éxons formam-se RNAs mensageiros diferentes, denominados transcritos secundários que serão alvos do processo de tradução, conduzindo a formação de cadeia polipeptídicas diferentes a partir de um único gene, desempenhando um importante papel na regulação da expressão gênica.