Se você está começando a aprender sobre sínteses de proteínas nas aulas de biologia, os termos “transcrição” e “tradução” provavelmente serão familiares. Estas são as duas fases principais pelas quais o código do nosso DNA é lido e traduzido em proteínas específicas. Se você precisa de um curso intensivo sobre transcrição e tradução, onde ocorrem os processos e como lembrar a diferença, você não está no lugar certo.
Pontos chave
- Transcrição e tradução são os processos pelos quais um gene é lido e a proteína correspondente é produzida.
- A transcrição produz mRNA no núcleo de uma célula.
- A tradução usa o mRNA para produzir uma proteína no citoplasma de uma célula.
Fundo
![Procarioto x Eucarioto Procarioto x Eucarioto](https://i1.wp.com/qualqueranimal.top/imgiv4-gpj.4201x386-1088962261_kcotsrettuhs/40/3202/aidem/moc.slamina-vvv.jpg)
As células procarióticas são específicas de todas as bactérias e arquéias, enquanto as células eucarióticas são específicas de todos os animais, plantas e fungos.
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Plantas , animais, fungos, protistas e a maioria das algas possuem células eucarióticas . Isso significa que eles contêm organelas ligadas à membrana, incluindo um núcleo onde reside o DNA. O DNA nunca sai do núcleo, mas a produção das proteínas que o DNA codifica ocorre no citoplasma da célula, fora do núcleo. Para que isso seja possível, a transcrição e a tradução devem ocorrer.
ADN
O DNA é uma molécula complexa. Possui uma estrutura antiparalela de dupla hélice, com pares de bases complementares combinadas por ligações de hidrogênio. Em outras palavras, é uma molécula de fita dupla que se parece com uma escada sinuosa. Os degraus da escada são as bases dos nucleotídeos – adenina, timina, guanina e citosina. Para formar os degraus, a adenina se liga à timina e a guanina se liga à citosina. Esses pares de bases de nucleotídeos existem em grupos de três chamados códons. Os códons dependem dos aminoácidos que constroem uma proteína durante a tradução. Por exemplo, se uma fita de DNA tiver a sequência AAT GCG, as bases correspondentes que se ligaram a ela na fita antiparalela mantiveram a sequência complementar de TTA CGC.
![evolução humana evolução humana](https://i1.wp.com/qualqueranimal.top/imgiv4-gpj.115x4201-0103221781_kcotsrettuhs/11/2202/aidem/moc.slamina-vvv.jpg)
O DNA é uma molécula de fita dupla.
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O DNA também possui um componente de direcionalidade devido à sua estrutura química complexa. Uma extremidade de uma única fita de DNA é a extremidade 5′ e a outra é a extremidade 3′. Na fita complementar, é a orientação oposta com a extremidade 3′ próxima à extremidade 5′ da primeira fita. Para uma compreensão básica da síntese proteica, é necessário apenas saber que o DNA lê na direção 3′ para 5′ durante a transcrição. Por extensão lógica, o pré-mRNA antiparalelo complementar se constrói a partir de sua extremidade 5′ para 3′ durante a transcrição.
Transcrição: No Núcleo
A transcrição ocorre dentro do núcleo de uma célula. É o processo de escrever mRNA usando o DNA existente como modelo. O RNA mensageiro, ou mRNA, é um tipo de ácido nucléico que pode viajar do núcleo para o citoplasma da célula. Como o DNA não pode sair do núcleo, seu código é transferido para moléculas de RNA que podem. Para o exemplo a seguir, imagine um gene hipotético, abc, que codifica a proteína Abc. Aqui estão as etapas de transcrição para a síntese da proteína Abc do gene abc .
1) Helicase desdobra o DNA
Primeiro, a enzima helicase encontra a região do DNA que corresponde ao gene abc e faz com que essa seção “desenrole”, interferindo nas ligações de hidrogênio entre as bases. A helicase “descompacta” o DNA, expondo uma fita modelo e uma fita complementar (a fita “codificadora”). Apenas um modelo de fita é transcrito em uma molécula de pré-mRNA de fita simples.
2) RNA Polimerase Sintetiza Pré-mRNA
![Transcrição.. Síntese de RNA dirigida por DNA Transcrição.. Síntese de RNA dirigida por DNA](https://i1.wp.com/qualqueranimal.top/imgiv4-gpj.934x4201-8538275902_kcotsrettuhs/50/3202/aidem/moc.slamina-vvv.jpg)
A fita de mRNA possui nucleotídeos complementares à fita modelo com uracila em vez de timina.
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Em seguida, uma enzima RNA polimerase se liga à fita modelo do DNA. A RNA polimerase lê o DNA da extremidade 3′ à extremidade 5′ e catalisa as respostas que formam ligações com nucleotídeos compatíveis. Os nucleotídeos ampliados são encontrados flutuando livremente no núcleo. O pré-mRNA, constituído por nucleotídeos complementares à fita modelo, terá, portanto, as mesmas bases que uma fita codificadora do gene abc original. A única diferença é que o nucleotídeo uracila substitui a timina na construção do pré-mRNA. Portanto, se a fita modelo do DNA original era ATCGAC, então a fita codificadora deveria ter sido TAGCTG e a fita pré-mRNA seria UAGCUG.
3) Modificações pós-transcrição
Após a transcrição do pré-mRNA para o gene abc , há modificações para prepará-lo para sair do núcleo através dos poros da membrana nuclear. Existem 3 modificações principais no pré-mRNA antes de se tornar mRNA maduro. Primeiro, um “cap 5’” é adicionado à extremidade 5′ da molécula de pré-mRNA. Segundo, uma “cauda poli(A)” é adicionada à extremidade 3′ da molécula. Finalmente, os íntrons (sequências no gene que não são expressas no produto de RNA) são separados do pré-mRNA, de modo que apenas os éxons permanecem (partes do gene que serão expressas no RNA final). Para os fins deste artigo, não são necessários detalhes das composições químicas e funções da tampa 5′ e da cauda poli(A).
Os componentes finais do mRNA maduro são o cap 5′, 5′ UTR (uma região anterior ao códon de iniciação), éxons, o 3′ UTR e a cauda 3′ Poly(A). UTR refere-se a regiões não traduzidas que são importantes para a regulação genética após a transcrição. Estas declarações de mRNA existem em ambas as extremidades da molécula antes do códon de iniciação e após o códon de parada. As sequências UTR 5′ e 3′ não são traduzidas na próxima fase da síntese protéica, apenas a sequência entre o códon de iniciação (início) e o códon de parada.
Tradução: Sem Citoplasma
![Anatomia de uma célula eucariótica Anatomia de uma célula eucariótica](https://i1.wp.com/qualqueranimal.top/imgiv4-gpj.955x4201-2000435461_kcotsrettuhs/40/3202/aidem/moc.slamina-vvv.jpg)
Este diagrama mostra onde está o núcleo da célula e onde está o citoplasma, bem como outros componentes.
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A tradução ocorre no citoplasma da célula após terminar a transcrição no núcleo. É o processo pelo qual os ribossomos traduzem moléculas de mRNA em cadeias polipeptídicas produzidas de aminoácidos. A região do mRNA que o ribossomo traduz consiste em códons (conjuntos de três nucleotídeos) que codificam cada um para um aminoácido. Os códons do mRNA exigem aminoácidos, os aminoácidos se ligam para formar uma cadeia polipeptídica e a cadeia polipeptídica se dobra para se tornar uma proteína funcional.
1) Ribossomo sintetizado cadeia polipeptídica
No citoplasma, as subunidades grandes e pequenas de um ribossomo ligam-se à fita de mRNA do gene abc no códon de início. O códon de início é sempre AUG (adenina, uracila, guanina). As moléculas de tRNA (RNA de transferência) no citoplasma auxiliam os ribossomos na criação da cadeia polipeptídica que formará a proteína Abc. O ribossomo lê o mRNA da extremidade 5′ a 3′. Enquanto isso, as moléculas de tRNA trazem aminoácidos flutuantes para os códons correspondentes. Cada molécula de tRNA é específica para cada códon e fornece um aminoácido específico. Ligações covalentes se formam entre os aminoácidos adjacentes para criar uma cadeia.
2) Ribossomo libera cadeia polipeptídica
À medida que o ribossomo lê o mRNA, ele eventualmente alcançará um códon de parada. Os possíveis códons de parada que não envolvem um aminoácido são sempre UAA, UAG ou UGA. Nenhuma molécula de tRNA confirma esses códons e um fator de liberação de proteína induz a liberação de uma cadeia polipeptídica completa do ribossomo. Esta cadeia polipeptídica então se dobrará para se tornar a proteína Abc funcional.
Dobramento de proteínas: sem citoplasma
Após a tradução, as cadeias polipeptídicas sofrem múltiplas transformações estruturais por dobramento. A estrutura específica da proteína final determina a sua função. Esse dobramento se deve às forças eletrostáticas entre os íons e à formação de ligações químicas. A estrutura primária de uma proteína é uma cadeia polipeptídica. Dobrá-lo forma a estrutura secundária da proteína. Após mais dobramentos, forma a estrutura terciária e, às vezes, dobramentos adicionais formam uma estrutura quaternária. Quando a proteína Abc está em sua forma final e funcionando, seus efeitos são uma manifestação do gene abc.
Lembrando a diferença entre transcrição e tradução
![transcrição e tradução. Proteíca sintética. transcrição e tradução. Proteíca sintética.](https://i1.wp.com/qualqueranimal.top/imgiv4-gpj.4201x4201-7260942712_kcotsrettuhs/50/3202/aidem/moc.slamina-vvv.jpg)
O processo geral vai de um gene em DNA de fita dupla, para mRNA de fita simples, até uma cadeia polipeptídica.
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Uma boa maneira de lembrar a ordem e os processos básicos de transcrição versus tradução é pensar em escrever uma história em um idioma diferente. Primeiro, você se senta e escreve a história enquanto alguém conta; você transcrie a história. Então, como está em um idioma diferente, você deve traduzi-lo para formar seu produto final. Primeiro você escreve a história, depois traduz a história. Na síntese de proteínas, o mRNA é primeiro escrito e depois traduzido em uma cadeia polipeptídica. Como no exemplo, o gene alvo abc foi transcrito, depois traduzido e finalmente dobrado na proteína Abc.
Uma boa maneira de lembrar onde ocorre a transcrição ou tradução é lembrar se a molécula que está sendo atuada é DNA ou mRNA. O DNA NUNCA SAI DO NÚCLEO. Portanto, quando o DNA é influenciado durante a transcrição, você sabe que ele deve estar no núcleo. Quando o mRNA sofre ação durante a tradução, ele não é citoplasma.
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