Síntese proteica é o processo pelo qual são produzidas as proteínas. Esse processo ocorre nos ribossomos tanto de células procarióticas quanto eucarióticas.
A síntese de proteínas é essencial para que ocorra a manutenção e o crescimento celular e ocorre em três etapas: iniciação da tradução, alongamento da cadeia polipeptídica e término da tradução.
A seguir, descreveremos mais detalhadamente cada uma das etapas desse processo e falaremos sobre as proteínas, destacando a sua importância para todos os seres vivos.
O que é síntese proteica?
A síntese proteica é o processo de formação das proteínas. Esse processo é realizado por estruturas denominadas de ribossomos, presentes tanto em células procarióticas quanto eucarióticas. Na molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico) estão contidas todas as informações genéticas do indivíduo, assim, para que a síntese de uma determinada proteína seja realizada, é necessário que a região específica do DNA onde está contida essa informação seja decodificada.
Nesse processo ocorre a transcrição dos nucleotídeos dessa região em uma molécula de RNA (ácido ribonucleico), que irá direcionar a síntese proteica em um processo denominado de tradução. A molécula de RNA que carregará essa informação até o local onde ocorrerá a síntese de proteínas é denominada de RNAm (RNA mensageiro).
Para que ocorra a síntese proteica, a informação genética fluirá do DNA para o RNA e, em seguida, para as proteínas. Esse princípio é conhecido como Dogma Central da Biologia Molecular. Em células procarióticas, como não há núcleo definido, o DNA não está separado das demais estruturas envolvidas na síntese, e, assim, o processo de tradução inicia-se enquanto ainda ocorre a transcrição. Nas células eucarióticas, o processo de transcrição ocorre no núcleo e o RNAm é transportado para o citoplasma, no qual ocorrerá a tradução.
Como ocorre a síntese proteica?
A síntese proteica ocorrerá por meio de um processo de tradução, no qual a informação presente no RNAm, uma sequência de nucleotídeos, será traduzida numa sequência de aminoácidos, que dará origem a um polipeptídeo (proteína). Essa tradução é realizada pelo RNAt (RNA transportador), o qual traduz cada série de códons (trincas de nucleotídeos) presente no RNAm em um aminoácido.
O RNAt apresenta uma trinca de nucleotídeos (anticódon), em uma de suas extremidades, e um aminoácido correspondente, na outra extremidade. O RNAt transportará então o aminoácido específico até os ribossomos, estruturas celulares nas quais ocorre a síntese de proteínas, pareando seu anticódon ao códon complementar do RNAm.
Na tradução, existem dois métodos de reconhecimento entre as moléculas que garantem com que esse processo ocorra adequadamente. No primeiro método, o RNAt deve ligar-se ao aminoácido específico que ele transportará ao ribossomo. Diferentes moléculas de RNAt podem codificar um mesmo aminoácido, e a ligação entre elas é feita por meio da ação das enzimas denominadas de aminoacil-RNAt-sintases. Existem cerca de 20 tipos diferentes dessas enzimas, sendo que cada uma acondiciona uma combinação específica de aminoácido e RNAt.
O segundo processo é o pareamento entre RNAt e RNAm. Existem cerca de 45 moléculas de RNAt, e essas são capazes de parear-se com diferentes códons do RNAm. Isso se deve à flexibilidade existente no pareamento da terceira base do códon, chamada de movimento de pêndulo, na qual a existência de um códon sinônimo, o qual apresenta uma diferença apenas na terceira base, permite a codificação de um mesmo aminoácido, por diferentes códons.
Os ribossomos são constituídos por duas subunidades (uma maior e uma menor) que se unirão, na realização da síntese proteica, ao RNAm e RNAt. Durante esse processo, o RNAm descola-se pelo ribossomo, enquanto o RNAt traduz as suas sequências de nucleotídeos em aminoácidos. Quando se encontra um códon de término (uma trinca que indica o fim do processo de tradução), o ribossomo libera a proteína produzida e suas subunidades separam-se.
Os ribossomos apresentam três sítios de ligação: o sítio P, em que a molécula de RNAt está ligada à cadeia polipeptídica que está sendo formada; o sítio A, em que está presente o RNAt que carrega o próximo aminoácido a ser adicionado; e o sítio E, em que o RNAt, após deixar o aminoácido que será adicionado, sai do ribossomo. O processo de síntese nos ribossomos ocorrerá em três etapas.
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Etapas da síntese proteica
Na síntese proteica ocorre três etapas, que estão descritas de forma sintetizada a seguir:
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Iniciação da tradução
Nessa etapa ocorre a união das duas subunidades do ribossomo com o RNAm e RNAt, este trazendo o primeiro aminoácido da cadeia polipeptídica.
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Alongamento da cadeia polipeptídica
Durante essa etapa, os demais aminoácidos que compõem a cadeia polipeptídica são adicionados. O anticódon do RNAt pareia-se com o RNAm no sítio A. O RNAr (RNA ribossômico) catalisa a formação da ligação peptídica entre o novo aminoácido e a cadeia em formação.
O polipeptídio é separado do RNAt presente no sítio P e ligado ao aminoácido do RNAt do sítio A. O RNAt presente no sítio P é deslocado ao sítio E e retirado, em seguida, do ribossomo, enquanto o RNAt do sítio A é deslocado ao sítio P. O RNAm também é deslocado no ribossomo e leva ao sítio A o próximo códon a ser traduzido, dando sequência ao processo até a identificação do códon de término.
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Término da tradução
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.
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Proteínas
As proteínas são macromoléculas que constituem a maior parte da massa seca das células, sendo, assim, um dos principais componentes dos seres vivos. Elas são moléculas tridimensionais, constituídas por aminoácidos unidos por ligações peptídicas, também chamadas de polipeptídeos.
Elas apresentam uma cadeia polipeptídica principal ligada a cadeias laterais, constituídas por porções dos aminoácidos que não estão presentes na cadeia principal. Existem 20 aminoácidos, com propriedades químicas diferentes, presentes nas proteínas.
Há milhares de proteínas diferentes, e elas apresentam funções específicas que dependem do número e tipos de aminoácidos presentes e de sua estrutura tridimensional. Dentre suas funções, podemos destacar: papel estrutural, catalisação de reações químicas, defesa e movimento. Aumente seus conhecimentos a respeito dessas moléculas essenciais para os seres vivos lendo o seguinte texto: Proteínas.
Ribossomos
Os ribossomos são estruturas celulares responsáveis pela síntese de proteínas. Essas estruturas são formadas por duas subunidades, uma maior e uma menor, constituídas por RNAr e proteínas. Pelo fato de não apresentarem membranas, alguns autores não os consideram como organelas.
Os ribossomos estão presentes em células procarióticas e eucarióticas. Em células nas quais há uma intensa síntese de proteínas, essas estruturas são encontradas em maior quantidade, como nas células do pâncreas, em que são produzidas inúmeras enzimas digestivas.
As células podem apresentar dois tipos de ribossomos: os livres, dispersos no citosol, cujas proteínas atuarão dentro do citosol; e os ligados, que se encontram presos ao retículo endoplasmático e ao envelope nuclear. As proteínas produzidas pelos últimos podem ser inseridas nas membranas para serem utilizadas por organelas, como os lisossomos, ou para serem secretadas para fora da célula. Saiba mais sobre essa importante estrutura acessando: Ribossomos.
Exercício sobre síntese proteica
Questão 1 (UEL-PR). Uma proteína formada por 20 aminoácidos é codificada por uma molécula de RNA _____________ de, no mínimo, _________nucleotídeos.
Para completar corretamente a frase, os espaços I e II devem ser preenchidos, respectivamente, por:
a) mensageiro e 20.
b) transportador e 30.
c) ribossômico e 30.
d) mensageiro e 60.
e) transportador e 60.
Solução
Alternativa d. Cada série de códons (trincas de nucleotídeos) presente no RNAm (RNA mensageiro) é traduzida em um aminoácido. Se a proteína formada apresenta 20 aminoácidos, ela é codificada por 60 nucleotídeos (20 aminoácidos x 3 nucleotídeos = 60 nucleotídeos).
