TRADUÇÃO E CÓDIGO GENÉTICO

Após a síntese de RNAs, o passo subsequente para concluir a expressão gênica é a conversão da informação contida na molécula de RNA mensageiro (na forma de uma sequência de nucleotídeos) em uma cadeia de aminoácidos, que é o polipeptídeo. Este processo é chamado TRADUÇÃO e finaliza o conjunto de eventos que envolve as propriedades funcionais do DNA.

A informação é decodificada em um sistema que envolve a interação entre mRNA e o tRNA, intermediada pelos ribossomos. Os ribossomos são estruturas supramoleculares compostas de rRNA e proteínas, que possuem duas sub unidades: a sub unidade maior e a sub unidade menor. Esta organização básica é comum entre procariontes e eucariontes, entretanto, os elementos (rRNA e proteínas) que compõe os ribossomos nos dois grupos são diferentes, permitindo diferenciar os ribossomos.

O sistema de decodificação, conhecido como código genético, permite que a informação contida em uma sequência de nucleotídeos seja convertida em uma sequência de aminoácidos. No processo, cada conjunto de 3 nucleotídeos da porção informativa do mRNA (chamado de códon, trinca ou triplet) é correspondente a um aminoácido na proteína. A alocação do aminoácido é especificada pelo pareamento entre o códon do mRNA e o anti-códon do tRNA. No código genético, das 64 combinações de 3 nucleotídeos possíveis (4 ao cubo, pois quatro diferentes nucleotídeos - A, C, G e U - são organizados em trios), 3 não determinam a alocação de aminoácidos (não há tRNA com anti-códon complementar). Estes códons são denominados códons de parada ou de terminação (stop codon - comumente UAA; UAG e UGA). Das 61 combinações restantes, 1 determina o início da síntese, sendo denominado códon de início (start codon - AUG). Este códon especifica o aminoácido metionina. Os 60 códons restantes determinam os outros 19 aminoácidos que compõe as proteínas. Lembramos que os aminoácidos podem ser referidos por seu nome genérico, pela codificação em 3 letras e pela codificação em uma letra. Assim, a metionina, por exemplo, pode ser referida como Met ou simplesmente M. Já a glutamina pode ser referida como Gln ou Q.

  

Interessantemente, apenas dois aminoácidos possuem apenas um códon, a metionina (AUG) e o triptofano (UGG). Os demais 18 aminoácidos possuem 2, 3, 4 ou 6 códons.

As principais características do código genético são:

1 – universalidade - é partilhado pela grande maioria dos organismos, com poucas exceções;

2 - redundância ou degeneração - um mesmo aminoácido pode ser codificado por mais que um códon (veja a tabela do código genético que já deve estar em seu caderno!);

3 - não ambiguidade - os códons são específicos para seus respectivos aminoácidos, ou seja, um códon sempre determina o mesmo aminoácido, não havendo variação.

Uma particularidade do código genético é o códon de início, que também determina o aminoácido metionina. Para ser o códon de início é necessário que haja reconhecimento de sequências específicas no mRNA, ou seja, não é qualquer AUG no mRNA que determina o começo da tradução. 

Podemos dividir a tradução em diferentes etapas. Para que o processo tenha início, os tRNAs são ativados, ou seja, tem aminácidos ligados a seu braço aceptor. A enzima responsável pelo processo é a aminoaciltRNA sintetase, em uma reação de duas fases. Primeiro a enzima se liga a ATP e ao aminoácido e, em seguida, ocorre a ligação do aminoácido ao tRNA. A especificidade da ligação é assegurada pela ocorrência de uma aminoaciltRNA sintetase para cada um dos 20 diferentes aminoácidos. Após a ligação do aminoácido o tRNA é chamado tRNA ativado, e é referido com a indicação do aminoácido que carrega (por exemplo, o tRNA ativado da metionina é denominado tRNAMet). Somente os tRNAs ativados são capazes de interagir com os ribossomos na tradução.

O processo de síntese propriamente dito começa com a formação do complexo de pré-iniciação, composto pela subunidade menor do ribossomo, pelo tRNAMet e por proteínas específicas denominadas fatores de iniciação (IFs). Este complexo reconhece o códon de iniciação e, após este reconhecimento, a subunidade maior do ribossomo é integrada ao sistema. A partir deste momento, cada códon do mRNA será reconhecido pelo seu respectivo tRNA através do anticodon, com o deslocamento do ribossomo ao longo da cadeia do mensageiro. Estes eventos são conhecidos como alongamento (crescimento da cadeia polipeptídica) e translocação (movimentação do ribossomo sobre o mRNA). Proteínas denominadas EFs (fatores de alongamento) participam nesta etapa, que requer gasto de duas unidades energéticas, para estabelecimento da ligação peptídica e para translocação do ribossomo. O término da tradução ocorre quando o ribossomo alcança o códon de parada, permitindo que outras proteínas, denominadas fatores de liberação (RFs), se liguem ao ribossomo e determinem a dissociação das duas subunidades ribossomais, com liberação do polipeptídeo sintetizado