Síntese de Proteínas

SÍNTESE DE
PROTEÍNAS
MÓDULO 2 | CITOLOGIA
SÍNTESE DE
PROTEÍNAS
Sintetizar uma proteína é parecido com preparar
uma receita. Ao invés de uma célula, imagine um
restaurante. Nesse restaurante existe uma sala de
receitas, com um livro imenso que contém todas as
receitas que o restaurante pode fazer. Esse livro é
tão grande, mas tão grande que ele nem consegue
sair da sala de receitas.
Pra que o chef possa ler o livro, um ajudante
dele vai lá e transcreve, faz uma cópia, da receita.
Ele não arranca página do livro, só faz uma cópia
a mão numa folha de caderno mesmo. A cópia sai
da biblioteca e vai pra cozinha, onde o chef Riba,
o ribossomo, prepara a receita. Mas como o chef
Riba é tão famoso, ele tem vários assistentes que
trazem até ele os ingredientes listados na receita.
E o que isso tem a ver com a síntese de proteínas?
A sala das receitas é o núcleo, enquanto os
livros são os cromossomos. Neles estão escritos
os genes (receitas), e os genes são receitas para
proteínas. Como o DNA não pode sair do núcleo, é
necessário fazer uma cópia, a TRANS CR I Ç ÃO,
do gene em RNA. A enzima que faz essa cópia
se chama transcriptase, e o RNA que contém a
receita, a mensagem, se chama RNA mensageiro
(RNAm). O RNAm então sai do núcleo e vai para o
citoplasma, onde ocorre a TRADU ÇÃO, ou seja,
a fabricação da proteína. Ocasionalmente, quando
uma proteína precisa ser expressa (produzida) em
grande quantidade, ao invés de acontecer a transcrição de vários RNAm ocorre a formação de polissomos ou polirribossomos: vários ribossomos leem
ao mesmo tempo, em fila, uma única molécula de
RNA mensageiro.
Agora, preste atenção neste detalhe: para que
seja possível codificar os 20 aminoácidos diferentes no DNA ou RNA (que só possuem 4 bases
nitrogenadas diferentes), cada aminoácido é representado por uma sequência de três nucleotídeos
chamada de códon. A tabela que traz o código para
converter cada códon em um aminoácido é chamada
de código genético. Não confunda código genético
com genoma! O código é a relação entre códons e
aminoácidos, enquanto o genoma é o conjunto de
genes de um organismo ou espécie.
Porém, existem 64 formas de combinar quatro
nucleotídeos em grupos de três, e só 20 aminoácidos. Assim, alguns aminoácidos são representados
por mais de um códon e nós dizemos que o código
genético é degenerado. Além disso, há códons que
sinalizam para o ribossomo onde a tradução deve
começar – o códon iniciador – e quando ela deve
terminar – os códons de parada.
RNA mensageiro
w w w.mund oe d u. c om. b r
Os ribossomos sabem qual aminoácido colocar
na proteína porque o RNA transportador (RNAt),
que carregam os aminoácidos até os ribossomos,
possuem uma região de pareamento com o RNAm.
Essa região que faz o pareamento com o códon
é chamada de anticódon. Assim, se o pareamento
entre códon e anticódon for correto, o ribossomo
adiciona o aminoácido à proteína. Caso contrário,
o RNAt é liberado para dar lugar a um outro RNA
transportador.
RNA transportador
Anticódon
Códon
Agora, imagine se ocorrer alguma mutação no
DNA ou se a transcrição tiver algum problema e uma
base seja trocada. Existe um risco de o pareamento
com o anticódon do RNAt correto não acontecer,
a proteína ficar defeituosa e o organismo acabar
sendo prejudicado (ou até mesmo morto) com isso!
Quando o retículo endoplasmático está coberto
com ribossomos, nós dizemos que ele é um retículo
endoplasmático rugoso ou granuloso. Os ribossomos
não ficam colados lá pra sempre: eles se ligam ao
retículo, sintetizam a proteína e saem. Assim, não
é exatamente correto dizer que existe um retículo
rugoso e um retículo liso: os dois são a mesma coisa
vista em momentos diferentes.
Quando o ribossomo está ligado ao retículo, ele
sintetiza a proteína diretamente no lumen (lado
de dentro) do retículo endoplasmático. O retículo
então forma uma vesícula que engloba a proteínas
e vai para o complexo de Golgi, um conjunto de
sacos de membrana responsável pelo transporte
de proteínas e outras substâncias para dentro e
fora da célula, além do tráfego de vesículas dentro
da própria célula e de modificações nas proteínas
sintetizadas no retículo. Por estar envolvido na
exportação de substâncias, o complexo de Golgi
é bastante desenvolvido em células glandulares.
O aparato golgiense também é responsável pela
formação dos lisossomos, que são vesículas cheias
de enzimas digestórias sintetizadas no retículo
endoplasmático rugoso. O lisossomo é responsável
pela digestão intracelular de organelas velhas e de
partículas ingeridas por fagocitose. Não confunda
lisossomo com peroxissomo: os peroxissomos
não são originados pelo complexo de Golgi e são
responsáveis pela formação e destruição de peróxidos e outras formas tóxicas de oxigênio.
E é por isso que o fato de o código genético ser
degenerado é uma coisa importante. Existe uma
chance de a mutação ou defeito formar um códon
diferente do original mas que ainda represente o
aminoácido correto, diminuindo as chances de que
a mutação seja prejudicial pro organismo.
Mas o restaurante do Riba também faz entrega!
Quando a proteína é para exportação ou para ser
adicionada a alguma membrana, o RNAm contém uma
pequena mensagem que faz com que o ribossomo
se desloque para o retículo endoplasmático.
w w w.mund oe d u. c om. b r
EXERCÍCIOS
SÍNTESE DE PROTEÍNAS
1. (UFTM) O conhecimento que agora se acumula
rapidamente sobre os ribossomos está alimentando
a esperança de que sejam encontrados antibióticos
mais eficientes que os atuais. Muitos antibióticos
agem sobre ribossomos, paralisando a produção
de proteínas vitais, mas as bactérias têm oferecido
uma crescente resistência à ação desses medicamentos. O organismo humano É formado por aproximadamente 1014, o número 1 seguido de 14 zeros,
células. Cada célula – as do fígado, por exemplo –
pode conter 6 milhões de ribossomos, que produzem
proteínas de modo contínuo e preciso. Uma bactéria
pode conter cerca de 100 mil ribossomos em incessante funcionamento. Os antibióticos se infiltram nos ribossomos das bactérias e não nos do
organismo humano por causa de sutis diferenças
nas estruturas desses componentes celulares. As
moléculas dos antibióticos são bem menores que
os ribossomos, mas podem entupir os túneis dos
ribossomos e impedir a produção de proteínas,
essenciais à manutenção dos seres vivos.
(Pesquisa Fapesp, 21.01.11. Adaptado.)
d) os antibióticos induzem a formação de ribossomos
resistentes, deixando as bactérias resistentes, dificultando a cura de doenças bacterianas.
e) se os ribossomos humanos fossem iguais aos
das bactérias, os antibióticos não poderiam utilizar
como “alvo” essas organelas.
2. (UFSCAR) Um pesquisador, interessado em
produzir em tubo de ensaio uma proteína, nas
mesmas condições em que essa síntese ocorre nas
células, utilizou ribossomos de células de rato, RNA
mensageiro de células de macaco, RNA transportador de células de coelho e aminoácidos ativos de
células de sapo. A proteína produzida teria uma
sequência de aminoácidos idêntica à do:
a) rato.
b) sapo.
c) coelho.
d) macaco.
e) macaco e do rato.
De acordo com o texto e os conhecimentos sobre
o assunto, pode-se afirmar que
a) os antibióticos trazem benefícios somente aos
seres humanos, pois são os únicos animais que
possuem ribossomos.
b) os ribossomos das bactérias, assim como os dos
vírus, realizam a transcrição de moléculas de RNA
mensageiro para produzir proteínas.
c) o número de ribossomos é o mesmo entre diferentes células do mesmo organismo, e isso pode
ser um dado importante para a classificação dos
seres vivos.
w w w.mund oe d u. c om. b r
3. (UFMS ) A figura a seguir mostra a porcentagem
de ribossomos presentes em polissomos, em oócitos
não fertilizados de ouriço-do-mar (0h), e em determinados períodos de tempo após a fertilização.
4. (UFT) As atividades celulares são orientadas pelas
informações contidas no DNA, que são decodificadas em proteínas através dos mecanismos de transcrição e tradução. O que faz uma baleia parecer uma
baleia são suas proteínas. Assim, as proteínas determinam as funções vitais da baleia, como de todos
os seres vivos. Para ditar o desenvolvimento de um
organismo, a informação do DNA deve, de algum
modo, ser convertida em proteínas. Esta conversão
ocorre porque o DNA contém um código genético
para os aminoácidos que compõem as proteínas.
Neste código, cada aminoácido É representado por
uma sequência de pares de bases, e esta sequência
É refletida na sequência de aminoácidos reunidos
em uma cadeia proteica. Assim, traduzir o código
genético significa passar o código de sequência de
bases para uma sequência de aminoácidos.
No oócito não-fertilizado, menos de 1% dos
ribossomos estão presentes em polissomos, sendo
que 2 horas após a fertilização, cerca de 20% deles
estão presentes nos polissomos, embora nenhum
RNAm novo seja produzido durante esse período.
Deste modo, o DNA É decodificado na forma de
uma proteína estrutural ou enzimática que, por
sua vez, É responsável por uma característica do
organismo.
A forma correta de interpretarmos esses dados é que:
a) os polissomos observados no período pós-fertilização correspondem à associação de ribossomos
e RNAr, enquanto fazem a transcrição das informações contidas nesses filamentos de RNA.
b) a presença dos polissomos sugere que essa organização não está obrigatoriamente associada à transcrição e tradução da informação genética do RNAm.
b) a presença dos polissomos indica claramente
que uma grande quantidade de RNAr foi transportada pelo gameta masculino, o que justifica as atividades de síntese observadas após a fertilização.
d) uma determinada fração de RNAm, pré-existente e estocada no citoplasma do oócito, começa
a ser traduzida quando o desenvolvimento se inicia,
após a fertilização.
e) após a fertilização, ocorre uma intensa atividade
de transcrição da informação genética presente
nos cromossomos do gameta masculino.
Podemos afirmar que:
I. Esta decodificação se faz através da leitura de
sequências de três nucleotídeos, chamados códons,
que especificam aminoácidos.
II. Os códons diferem entre diferentes táxons
de seres vivos; há códons que não codificam
aminoácidos.
III. A decodificação ocorre no citoplasma celular,
em estruturas chamadas ribossomos, a partir de
uma fita simples de DNA que deixa momentaneamente o núcleo somente para tal função.
IV. Cada códon traduz apenas um aminoácido.
V. Alguns aminoácidos são codificados por mais
de um códon. A isto chamamos degeneração do
código, o que possivelmente traz maior estabilidade contra mutações no DNA.
Indique a alternativa em que todas as afirmativas
são falsas.
a) I e III b) II, III e IV c) II e III d) II, III e V
w w w.mund oe d u. c om. b r
5. (UEPB) Observe o gráfico abaixo que relaciona
a concentração de certo grupo de enzimas com a
regressão da cauda do girino. Em seguida, analise
as proposições apresentadas.
6. (UFC) Células animais com função secretora apresentam abundância de retículo endoplasmático
granuloso (rugoso) e complexo golgiense, estruturas que se localizam próximas uma à outra e que
trabalham em conjunto. Nesse trabalho em parceria,
o retículo endoplasmático granuloso:
a) libera proteínas digestivas em vesículas denominadas lisossomos, que atuarão em conjunto com
os tilacoides do complexo golgiense.
b) produz fosfolipídios de membrana que serão
processados no complexo golgiense e liberados no
citoplasma para formação de novos ribossomos.
I. A regressão da cauda dos girinos se dá pela autodestruição de células pelas enzimas lisossômicas. O
material resultante da autodigestão da cauda entra
na circulação sanguínea e É reutilizado.
II. A função dos lisossomos É a digestão intracelular,
que ocorre nos vacúolos digestivos. Estes podem
resultar da fusão dos lisossomos com fagossomos
ou pinossomos, ou podem ser formados por lisossomos que englobaram partes desgastadas da
própria célula, o que permite reaproveitar seus
componentes. Na espécie humana encontraremos
apenas o primeiro processo de formação de vacúolos
digestivos.
c) sintetiza proteínas e as transfere para o complexo
golgiense, que as concentra e as libera em vesículas,
que terão diferentes destinos na célula.
d) funde-se ao complexo golgiense para formar o
acrossomo dos espermatozóides, responsável pela
digestão da parede do óvulo e pela penetração nesse.
e) acumula os polissacarídeos de parede celular,
produzidos no complexo golgiense, e os processa,
antes de liberar as vesículas que se fundirão com
a membrana plasmática.
III. O girino É a fase larval aquática dos anfíbios
da ordem Anura. A metamorfose É marcada pelo
desaparecimento da cauda e das brânquias, aparecimento dos pulmões, transformação do coração,
encurtamento do intestino e surgimento das pernas,
dentre outras alterações.
Está(ão) correta(s) a(s) proposição(ões):
a) I, II e III.
b) I e II, apenas.
c) II e III, apenas.
d) I, apenas.
e) I e III, apenas.
GABARITO: 1E, 2D, 3D, 4C, 5E, 6C
w w w.mund oe d u. c om. b r