O que determina se uma proteína vai ser sintetizada no retículo endoplasmático?

No citoplasma de células eucarióticas, encontramos diversas organelas membranosas, entre elas o retículo endoplasmático. Essa organela é uma rede de vesículas e túbulos formada por uma membrana contínua junto à membrana externa que reveste o núcleo e delimita um espaço conhecido como cisterna do retículo endoplasmático.

O retículo endoplasmático está relacionado com diversas funções na célula. Dentre elas, podemos citar a produção de lipídios e proteínas que ocorre na membrana dessas organelas. Além disso, essa estrutura armazena cálcio, servindo como uma fonte de armazenamento intracelular.

O retículo endoplasmático pode ser dividido em dois tipos básicos: o rugoso ou granular e o liso ou agranular. O primeiro tipo apresenta como característica principal a presença de ribossomos na superfície da membrana voltada para o citoplasma. Já o retículo endoplásmatico agranular não apresenta ribossomos aderidos à membrana.

O retículo endoplasmático granular, que possui a membrana contínua à membrana externa que envolve o núcleo, tem como função principal guardar as proteínas que são usadas pela célula ou exportadas. Esse tipo de organela é, portanto, comum em tipos celulares que se relacionam com a síntese intensa de proteína, tais como as células do pâncreas e os plasmócitos. Além da segregação de proteínas, o retículo endoplasmático granular está relacionado com a glicosilação inicial das glicoproteínas, montagem de moléculas proteicas e a síntese de fosfolipídios.

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O retículo endoplasmático agranular não apresenta ribossomos aderidos à membrana, que aparece contínua à membrana do retículo endoplásmatico granular. Esse tipo de retículo possui diversas funções, tais como síntese de alguns hormônios, síntese de fosfolipídios, hidrólise do glicogênio e processos de conjugação, oxidação e metilação. Esses últimos processos relacionam-se com a neutralização de substâncias tóxicas, tais como medicamentos. Nos hepatócitos e células que sintetizam hormônios esteroides a partir do colesterol, esse tipo de retículo é encontrado em abundância.

Outra função importante do retículo endoplasmático agranular é a de participação no processo de contração muscular. Essas organelas são encontradas nas células musculares estriadas e atuam acumulando e liberando íons cálcio para garantir o processo de contração. Nessas células, a organela é chamada de retículos sarcoplasmáticos.

A síntese 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.

Em resumo, o DNA é "transcrito" pelo RNA mensageiro (RNAm) e depois a informação é "traduzida" pelos ribossomos (compostos RNA ribossômico e moléculas de proteínas) e pelo RNA transportador (RNAt), que transporta os aminoácidos, cuja sequência determinará a proteína a ser formada.

Expressão Gênica

As etapas do processo de síntese das proteínas é regulado pelos genes. Expressão gênica é o nome do processo pelo qual a informação contida nos genes (a sequência do DNA) gera produtos gênicos, que são as moléculas de RNA (na etapa de transcrição gênica) e as proteínas (na etapa de tradução gênica).

Transcrição Gênica

Nessa primeira fase a molécula de DNA se abre, e os códigos presentes no gene são transcritos para a molécula de RNA. A enzima polimerase do RNA se liga a uma das extremidades do gene, separando as fitas de DNA e os ribonucleotídeos livres se emparelham com a fita de DNA que serve de molde.

A sequência das bases nitrogenadas do RNA seguem exatamente a sequência de bases do DNA, segundo a seguinte regra:

• U com A (Uracila-RNA e Adenina-DNA),
• A com T (Adenina-RNA e Timina-DNA),
• C com G (Citosina-RNA e Guanina-DNA) e
• G com C (Guanina-RNA e Citosina-DNA).

O que determina o início e o fim do gene que será transcrito são sequências específicas de nucleotídeos, o início é a região promotora do gene e o fim é a região terminal. A polimerase do RNA se encaixa na região promotora do gene e vai até a região terminal.

Tradução Gênica

A cadeia polipeptídica é formada pela união de aminoácidos segundo a sequência de nucleotídeos do RNAm. Essa sequência do RNAm, denominada códon, é determinada pela sequência de bases da fita do DNA que serviu de molde. Desse modo, a síntese de proteínas é a tradução da informação contida no gene, por isso se chama tradução gênica.

Código Genético: Códons e Aminoácidos

Existe uma correspondência entre a sequência de bases nitrogenadas, que compõem o códon do RNAm, e os aminoácidos a ele associados que se denomina código genético. A combinação de trincas de bases formam 64 códons diferentes aos quais correspondem 20 tipos de aminoácidos que comporão as proteínas.

Veja na figura a seguir o círculo do código genético, que deve ser lido do meio para fora, assim por exemplo: o códon AAA está associado ao aminoácido lisina (Lys), GGU é glicina (Gly) e UUC é fenilalanina (Phe).

Diz-se do código genético que é "degenerado" porque muitos dos aminoácidos podem ser codificados pelo mesmo códon, como a serina (Ser) associada aos códons UCU, UCC, UCA e UCG. Há no entanto o aminoácido Metionina associado a apenas um códon AUG, que sinaliza o início da tradução, e 3 códons de parada (UAA, UAG e UGA) não associados a nenhum aminoácido, que sinalizam o fim da síntese proteica.

Saiba mais sobre o Código Genético.

Formação da Cadeia Polipeptídica

A síntese da proteína começa com a associação entre um RNAt, um ribossomo e um RNAm. Cada RNAt transporta um aminoácido cuja sequência de bases, chamada anticódon, corresponde ao códon do RNAm.

O RNAt trazendo uma metionina, orientado pelo ribossomo, se liga ao RNAm onde se encontra o códon (AUG) correspondente dando início ao processo. Em seguida se desliga e outro RNAt se liga trazendo outro aminoácido.

Essa operação é repetida várias vezes formando a cadeia polipeptídica, cuja sequência de aminoácidos é determinada pelo RNAm. Quando enfim o ribossomo chega a região do RNAm onde há um códon de parada, é determinado o fim do processo.

Quem participa da Síntese?

DNA

Os genes são partes específicas da molécula de DNA, que possuem códigos que serão transcritos para o RNA. Cada gene determina a produção de uma molécula específica de RNA.

Nem toda molécula de DNA contém genes,há algumas que não tem as informações para a transcrição gênica, são DNA não-codificante, e sua função não é bem conhecida.

RNA

As moléculas de RNA são produzidas a partir de um molde de DNA. O DNA é uma fita dupla, sendo que apenas uma delas é usada para a transcrição do RNA.

No processo de transcrição participa a enzima polimerase do RNA. São produzidos 3 tipos diferentes, cada qual com função específica: RNAm - RNA mensageiro, RNAt - RNA transportador e RNAr - RNA ribossômico.

Ribossomos

Os ribossomos são estruturas presentes nas células eucarióticas e procarióticas, cuja função é sintetizar proteínas. Não são organelas pois não possuem membranas, são espécies de grânulos, cuja estrutura é composta da molécula de RNA ribossômico dobrado, associado a proteínas.

São formados por 2 subunidades e se localizam no citoplasma, livres ou associados ao retículo endoplasmático rugoso.

Confira as diferenças entre DNA e RNA.

Exercícios

1. (MACK) Os códons UGC, UAU, GCC e AGC codificam, respectivamente, os aminoácidos cisteína, tirosina, alanina e serina; o códon UAG é terminal, ou seja, indica a interrupção da tradução. Um fragmento de DNA, que codifica a sequência serina – cisteína – tirosina – alanina, sofreu a perda da 9a base nitrogenada. Assinale a alternativa que descreve o que acontecerá com a sequência de aminoácidos.

a) O aminoácido tirosina será substituído por outro aminoácido.
b) O aminoácido tirosina não será traduzido, resultando numa molécula com 3 aminoácidos.
c) A sequência não será traduzida, pois essa molécula de DNA alterada não é capaz de comandar esse processo.
d) A tradução será interrompida no 2o aminoácido.
e) A sequência não sofrerá prejuízo, pois qualquer modificação na fita de DNA é imediatamente corrigida.

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Alternativa correta: d) A tradução será interrompida no 2o aminoácido.

2. (UNIFOR) “O RNA mensageiro é produzido no ____I___ e, ao nível ____II___ , associa-se a ____IIII___ participando das síntese de ____IV___ .” Para completar corretamente essa frase, I, II, III e IV devem ser substituídos, respectivamente, por:

a) ribossomo – citoplasmático – mitocôndrias – energia.
b) ribossomo – citoplasmático – mitocôndrias – DNA.
c) núcleo – citoplasmático – mitocôndrias – proteínas.
d) citoplasma – nuclear – ribossomos – DNA.
e) núcleo – citoplasmático – ribossomos – proteínas.

Ver Resposta

Alternativa correta: e) núcleo – citoplasmático – ribossomos – proteínas.

3. (UFRN) Uma proteína X codificada pelo gene Xp é sintetizada nos ribossomos, a partir de um RNAm. Para que a síntese aconteça, é necessário que ocorram, no núcleo e no citoplasma, respectivamente, as etapas de:

a) Iniciação e transcrição.
b) Iniciação e terminação.
c) Tradução e terminação.
d) Transcrição e tradução.

Ver Resposta

Alternativa correta: d) Transcrição e tradução.

4. (UEMA) O código genético é um sistema de informações bioquímicas que permite a produção de proteínas, as quais determinam a estrutura das células e controlam todos os processos metabólicos. Marque a alternativa correta em que se encontra a estrutura do código genético.

a) Uma sequência aleatória de bases nitrogenadas A, C, T, G.
b) Uma sequência de trincas de bases do DNA indica uma sequência de nucleotídeos que devem se unir para formar uma proteína.
c) Uma sequência de trincas de bases do RNA indica uma sequência de aminoácidos que devem se unir para formar uma proteína.
d) Uma sequência aleatória de bases nitrogenadas A, C, U, G.
e) Uma sequência de trincas de bases do DNA indica uma sequência de aminoácidos que devem se unir para formar uma proteína.

Ver Resposta

Alternativa correta: e) Uma sequência de trincas de bases do DNA indica uma sequência de aminoácidos que devem se unir para formar uma proteína.

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Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).

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