Metabolismo Celular Respiração Respiração, processo fisiológico

Metabolismo Celular
Respiração
Respiração, processo fisiológico pelo qual os organismos vivos inalam oxigênio do meio circundante e soltam
dióxido de carbono. O termo respiração é utilizado também para nomear o processo pelo qual as células
liberam energia, procedente da combustão de moléculas como os carboidratos e as gorduras. O dióxido de
carbono e a água são os produtos que resultam deste processo, chamado respiração celular, para distingui-lo
do processo fisiológico global da respiração. Para maiores informações sobre a respiração nas plantas. O
sangue contém pigmentos respiratórios, que são moléculas orgânicas de estrutura complexa, formadas por
uma proteína e um grupo prostético que contém ferro. O pigmento respiratório mais comum é a hemoglobina,
presente no sangue de quase todos os mamíferos e que se caracteriza por possuir uma forte afinidade pelo
oxigênio. A hemoglobina se une ao oxigênio nos capilares dos órgãos respiratórios, as brânquias e os pulmões.
Quando o sangue oxigenado chega aos tecidos, a hemoglobina libera oxigênio.
Respiração Humana
Nos seres humanos e em outros vertebrados, os pulmões se localizam no interior do tórax. As costelas, que
formam a caixa torácica, inclinam-se para frente pela ação do músculo intercostal, provocando um aumento do
volume da cavidade torácica. O volume do tórax também aumenta pela contração para baixo dos músculos do
diafragma. Quando o tórax se expande, os pulmões começam a encher-se de ar durante a inspiração. O
relaxamento dos músculos do tórax permite que estes voltem a seu estado natural, forçando o ar a sair dos
pulmões. Os principais centros nervosos que controlam o ritmo e a intensidade da respiração estão no bulbo
raqueano e na protuberância ou ponte.
O sistema respiratório é composto basicamente pelo nariz, boca, traquéia, pulmões, brônquios, bronquíolos,
alvéolos pulmonares e por conjuntos de músculos que permitem a entrada e saída do ar dos pulmões.
SISTEMA RESPIRATÓRIO - VISTA FRONTAL
Inspiração - a entrada do ar
A inspiração corresponde a entrada do ar nos pulmões. Ao inspirar, o oxigênio poderá entrar pelo nariz ou pela
boca. O correto é que a entrada ocorra pelo nariz, para que o ar seja filtrado, aquecido e umedecido, chegando
aos pulmões em melhores condições. Após a entrada, o oxigênio será conduzido através da traquéia, dos
brônquios e posteriormente pelos bronquíolos, até chegar aos alvéolos pulmonares, onde a troca gasosa com o
sangue será efetuada. Para que a inspiração aconteça, o diafragma terá que se contrair. Ele se constitui no
músculo mais importante da respiração. É enervado pelos níveis C4 e C5. A musculatura acessória, situada no
pescoço e os músculos intercostais, localizados na região das costelas e responsáveis pela expansão da caixa
toráxica,
também
ajudam
na
entrada
do
ar.
Expiração
-
a
saída
do
ar
A expiração corresponde a saída do ar dos pulmões. Os músculos abdominais auxiliam na saída deste ar que já
foi utilizado pelo corpo. Quando uma pessoa tosse ou espirra, a musculatura abdominal se contrai, fazendo com
que o ar seja jogado para fora dos pulmões em alta velocidade, permitindo a eliminação de impurezas.
Lesão
Medular
e
Respiração
O nível da lesão e sua gravidade irão influenciar diretamente no funcionamento respiratório, pois determinam a
musculatura responsável pela respiração, conforme mostra a tabela abaixo:
Níveis
Lesão
de Inspiração
Diafragma
Expiração
Acessórios
Intercostais
Abdominais
C 1 - C 2 - C
3
-
-
-
C4
+/-
+
-
-
C6
+
+
-
-
T6
+
+
+/-
-
T 10
+
+
+
+/-
T 12
+
+
+
+
LEGENDA
sinal positivo
musculatura atuante
sinal negativo
musculatura não-atuante
sinal positivo / negativo
musculatura atuante / não-atuante
Quanto mais alta for a lesão, maior será o comprometimento respiratório. Devido a isto, serão necessários às
pessoas que apresentam lesões altas, exercícios respiratórios, afim de aumentar a expansão dos pulmões e a
maleabilidade da caixa toráxica, evitando a "falta de ar" em esforços físicos ou em gripes e resfriados, devido
ao acúmulo de secreção nos pulmões. O treinamento da tosse também deverá ser feito, pois com a ausência do
funcionamento dos músculos abominais e consequente diminuição da força para tossir, caso haja uma gripe ou
resfriado com um acúmulo de secreção nos pulmões, uma pessoa poderá não ter força o suficiente para
eliminar a secreção, o que poderá levar a uma pneumonia. Todos estes exercícios e treinamentos deverão ser
orientados e executados por fisiterapeuta especilista em lesão medular e fisioterapia respiratória.
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Fermentação
Uma mudança química em matéria animal e vegetal provocada por leveduras microscópicas, bactérias, ou
mofos é chamada de fermentação. Exemplos de fermentação são o azedamento de leite, o crescimento da
massa de pão, e a conversão de açúcares e amidos em álcool. Muitas substâncias químicas industriais e vários
antibióticos usados em medicamentos modernos são produzidos através de fermentação sob condições
controladas. O resultado da fermentação é que uma substância seja quebrada em compostos mais simples. Em
alguns casos a fermentação é usada para modificar um material cuja modificação seria difícil ou muito cara se
métodos químicos convencionais fossem escolhidos. A fermentação é sempre iniciada por enzimas formadas
nas celas dos organismos vivos. Uma enzima é um catalisador natural que provoca uma mudança química sem
ser afetado por isto.
A levedura comum é um fungo composto de minúsculas células tipo vegetais similares às bactérias. Suas
enzimas invertase e zimase quebram açúcar em álcool e gás carbônico. Elas crescem o pão e transformam suco
de uva em vinho. Bactérias azedam o leite produzindo ácidos láctico e buturico. Células do corpo humano
produzem enzimas digestivas, como pepsina e renina que transformam comida em uma forma solúvel. Os
produtos de fermentação foram usados desde a antigüidade Habitantes das cavernas descobriram que a carne
emvelhecida tem um sabor mais agradável que a carne fresca. Vinho, cerveja, e pão são tão velhos quanto a
agricultura. Queijo, que envolve a fermentação de leite ou creme é outra comida muito antiga. O valor
medicinal de produtos fermentados é conhecido de há muito tempo. Os chinêses usavam coalho de feijão-soja
mofado para curar infecções de pele há 3.000 anos atrás. Os índios da America Central tratavam feridas
infetadas com fungos. A verdadeira causa de fermentação, porém, não era compreendida até o século XIX. O
cientista francês Louis Pasteur, enquanto estudando problemas dos cervejeiros e vinicultores da França,
encontrou que um tipo de levedura produz vinho bom, mas um segundo tipo torna-o azedo. Esta descoberta
conduziu à teoria da origem de doenças de Pasteur .
A química das fermentações é uma ciência nova que ainda está em suas fases mais iniciais. É a base de
processos industriais que convertem matérias-primas como grãos, açúcares, e subprodutos industriais em
muitos produtos sintéticos diferentes. Cepas cuidadosamente selecionadas de mofos, leveduras e bactérias, e
são usadas. A Penicilina é um antibiótico que destrói muitas bactérias causadoras de doenças. É derivado de
um mofo que cresce em uma mistura fermentativa de substâncias cuidadosamente selecionadas para este
propósito. A Penicilina industrial e muitos outros antibióticos se tornaram uma área muito importante da
indústria farmaceutica. O Ácido cítrico é uma das muitas substâncias químicas produzidas por microorganismos.
É usado em limpadores de metal e como um preservativo e agente de sabor em alimentos. O Ácido cítrico é
responsável pelo sabor azedo de frutas cítricas. Poderia ser obtido delas, mas necessitaria muitos milhares de
frutos para produzir a quantia de ácido cítrico atualmente feita pela fermentação de melado com o mofo
Aspergillus niger. Um produto de fermentação, Terramicina, é adicionado a rações animais para acelerar o
crescimento dos animais e os proteger de doenças. Certas vitaminas são feitas através de fermentação de
mofos; e as próprias enzimas, extraídas de vários microorganismos, têm muitos usos na fabricação de
alimentos e medicamentos.
Fermentação Lática
As bactérias utilizadas industrialmente são as anaeróbias e microaerófilas, para a produção de ácido acético,
lático, glucônico, propiônico e outros, ou para a produção de alimentos como queijos, picles, chucrutes,
vinagres, leites fermentados e outros. Os fungos também são usados na produção de ácidos por via
fermentativa. Os principais ácidos são: cítrico, glucônico, fumárico, lático, gálico, ácidos graxos e outros. As
bactérias envolvidas nos processos para obtenção de ácidos são principalmente as do gênero Acetobacter e
Lactobacillus. As bactérias podem formar inúmeros ácidos diferentes. São, no entanto, de maior interesse
econômico algumas das bactérias produtoras de ácido lático, ácido acético e de ácido propiônico. Os ácidos são
provenientes da degradação anaeróbica de glicídeos por oxidação incompleta.
Bactérias
Seres unicelulares pertencentes à classe dos esquizomícetos, de estrutura muito simples e núcleo difuso, que
se reproduzem por cissiparidade. As bactérias formam um ramo do reino vegetal segundo alguns autores. As
bactérias têm importante papel na natureza, não só pela variedade de espécies, como também pela reprodução
rápida e diversidade de fenômenos em que tomam parte. Devido à sua rápida multiplicação e ação bioquímica,
as bactérias constituem um grupo de importância capital para o equilíbrio da natureza. São células
procarióticas(anucleadas) que se destinguem do vírus por conterem, como as células eucarióticas(nucleadas) os
ácidos desoxirribonucléico e ribonucléico, assim como pelo fato de poderem reproduzir-se independentemente
do organismo que parasitam. Distinguem-se das células eucariontes por não possuírem membrana que separa
núcleo e citoplasma(membrana nuclear), nem aparelho respiratório organizado(mitocôndrias).Muitas bactérias
apresentam formas resistentes denominadas esporos, que lhes permitem sobreviver por determinado tempo
em condições adversas: temperaturas, ambientes secos, etc. Apesar do tamanho minúsculo, as bactérias
podem ser vistas em microscópios ópticos.
Certas bactérias são móveis, graças a prolongamentos muito delgados chamados "cílios"; as não ciliadas são
imóveis. No entanto, é principalmente a forma que diferencia umas das outras: podem ser esféricas(cocos),
cilíndricas(bastonetes ou bacilos), espiraladas(espirilos) ou recurvadas(vibriões). Os cocos podem ser
isolados(micrococos) ou agrupados de dois em dois(diplococos) ou em cubos(sárcinas), em
cadeia(estréptococos), em cachos(estafilococos). A bactéria é constituída por citoplásma com núcleo difuso,
limitada por uma menbrana cuja camada externa contém mucilagem e cera. Vários tipos de coloração
permitem distinguir diversos grupos de bactérias. A coloração explicita certos detalhes das bactérias e suas
afinidades com corantes: algumas adquirem a coloração de Gram(Gram+ positivo), ao passo que outras não
adquirem(Gram- negativo). As culturas evidenciam colônias visíveis a olho nu e permitem o estudo morfológico
dos germes. Algumas bactérias necessitam de oxigênio(aeróbias), outras não suportam o oxigênio
livre(anaeróbias) e muitas podem adaptar-se à presença ou ausência desse gás(anaeróbias mistas ou
facultativas). A maioria das bactérias são parasitas ou saprófitas. Algumas são autotróficas. Sua riqueza
enzimática lhes confere intensa atividade bioquímica: degradação de substâncias orgânicas, produção de gases,
pigmentos e toxinas(exotoxinas e endotoxinas), depósitos de ferro ou enxofre. Sua proliferação só se é possível
em certos limites de temperatura; as bactérias do solo desenvolvem-se à temperatura ambiente, as bactérias
patogênicas entre 37 e 40º C. As bactérias são os agentes das fermentações e das putrefações; transformam
as substâncias orgânicas do solo em substâncias minerais e em gases, fixam os gases do ar e enriquecem o
solo de nitrogênio, fornecendo, assim, aos vegetais uma parte dos alimentos inorgânicos de que necessitam,
interferindo também na digestão intestinal de muitos animais superiores. Algumas são patogênicas para o
homem e animais, atuando pelas toxinas e pela perturbação digestiva que acarretam. Outras são comensais
dos meios internos do homem e de animais, podendo até mesmo intervir em seu metabolismo: assim o bacilo
amylobacter do tubo digestivo dos mamíferos permite que os herbívoros utilizem a celulose. Quanto às
bactérias do solo, a maioria delas assegura a mineralização dos excrementos e dos cadáveres(nitrificação, por
ex.), fechando assim os cíclos bioquímicos, enquanto algumas espécies(bacilos tetânicos, botúlico, perfringente,
etc.) podem tornar-se patógenas. Reconhecidas em estado fóssil nos terrenos primários, as bactérias também
têm contribuído para a formação de rochas combustíveis(carvão, petróleo).
Fermentação alcoólica
A levedura e outros miroorganismos fermentam a glicose em etanol e CO2. A glicose é convertida em piruvato
pela glicólise e o piruvato é convertido em etanol e CO2 em um processo de dois passos:
No primeiro passo, o piruvato sofre a descarboxilação em uma reação irreversível catalisa pela piruvato
descarboxilase. Esta reação é uma descarboxilação simples e não envolve a oxidação do piruvato. A piruvato
descarboxilase requer Mg2+ e tem uma coenzima firmemente ligada, a tiamina pirofosfato.
No segundo passo, através da ação da álcool desidrogenase, o acetaldeído é reduzido a etanol, com a NADH,
derivado da atividade da gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, fornecendo o poder redutor. A equação geral da
fermentação alcoólica são o etanol é:
Glicose + 2ADP + 2Pi ® 2 etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
A piruvato descarboxilase está caracteristicamente presente nas leveduras de cervejaria e padaria e em todos
os outros os organismos que promovem a fermentação alcoólica, incluindo algumas plantas. O CO2 produzido
na descarboxilação do piruvato pelas leveduras de cervejaria é o responsável pela carbonatação caraterística do
champanhe. A álcool desidrogenase está presente em muitos organismos que metabolizam o álcool, incluindo o
homem. No fígado humano ela cataliza a oxidação do etanol, quer ele seja ingerido quer ele seja produzido por
microrganismos intestinais, com a concomitante redução do NAD+ para NADH. A reação da piruvato
descarboxilase na fermentação alcoólica é dependente de tiamina pirofosfato(TPP), uma coenzima derivada da
vitamina B1. A ausência desta vitamina na dieta humana leva a uma condição conhecida com beribéri,
caracterizada por acúmulo de fluídos corporais(inchaço), dores, paralisias e, em última instância, morte. A
tiamina pirofosfato desempenha um importante papel na clivagem de ligações adjacentes a um grupo carbonila
(como ocorre na descarboxilação dos a -cetácidos) e nos rearranjos químicos envolvendo a transferência de um
grupo a;deído ativado de um átomo de carbono para outro. A parte funcional da tiamina pirosfosfato é o anel
tiazol.o próton em C-2 do anel é relativamente ácido e a perda deste próton acídico produz um carbânion que é
a espécie ativa nas reações depententes de TPP. Este carbânion facilmente adiciona-se a grupos carbonila e o
anel tiazol é assim posicionado para agir como um "escoadouro de életrons", que facilita fortemente as reações
, como esta, de descarboxilação catalizada pelo piruvato descarboxialse.
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Fotossíntese
As plantas são seres autótrofos. Graças à presença de clorofila em suas folhas, elas são capazes de captar
energia luminosa do sol e utilizá-la na síntese de moléculas orgânicas, que lhes servirão de alimento. Esse
processo, que será explicado a seguir, é chamado de fotossíntese. 6CO2 + 12H2O ® C6H12O6 + 6H2O +
6O2:
Figura 1. Esquema simplificado da fotossíntese
Os Cloroplastos
Nos cloroplastos ocorre a reação da mais fundamental importância para a vida das plantas e, indiretamente,
para a vida dos animais: a fotossíntese. Os cloroplastos são geralmente discoidais. Sua cor é verde devido a
presença de clorofila. No seu interior existe um conjunto bem organizado de membranas, as quais formam
pilhas unidas entre si, que são chamadas de grana. Cada elemento da pilha, que tem o formato de uma moeda,
é chamado de tilacóide. Todo esse conjunto de membranas encontra-se mergulhado em um fluído gelatinoso
que preenche o cloroplasto, chamado de estroma, onde há enzimas, DNA, pequenos ribossomos e amido. As
moléculas de clorofila se localizam nos tilacóides, reunidas em grupos, formando estruturas chamadas de
“complexos de antena”.
Fase clara
A fotossíntese é dividida em duas fases: clara e escura. A fase clara, também chamada de fotoquímica, consiste
na incidência da luz solar sob a clorofila A. Elétrons são liberados e recebidos pela plastoquinona (aceptor
primário de elétrons). Estes elétrons passam por uma cadeia transportadora liberando energia utilizada na
produção de ATP. Os elétrons com menos energia entram na molécula de clorofila A repondo os liberados pela
ação da luz. A molécula de clorofila absorve energia luminosa. Este energia é acumulada em elétrons que, por
este fato, escapam da molécula sendo recolhidos por substâncias transportadoras de elétrons. A partir daí,
estes irão realizar a fotofosforilação, que, dependendo da substância transportadora, poderá ser cíclica ou
acíclica. Em todos os dois processos, os elétrons cedem energia, que é utilizada para a síntese de ATP através
de fosforilação (processo em que adiciona um fosfato rico em energia no ADP).
Fotofosforilação acíclica
Esta relacionada basicamente com a fotólise da água Fotofosforilação cíclica: O elétron sai da clorofila A, é
captado pela ferrodoxina e passa por transportadores de eletrons, havendo nos cloroplastos. liberação de
energia, que será utilizada na síntese de ATP. É importante citar que estes processos acontecem
simultaneamente nos cloropastos.
Fase escura
Ocorre no estroma dos cloroplastos e é nesta fase que se forma a glicose, pela reação inicial entre o gás
carbônico atmosférico e um composto de 5 carbonos, a ribulose difosfato (RDP), que funciona como “suporte”
para a incorporação do CO2.
Ciclo de Calvin
A molécula de CO2 se liga ao suporte de RDP desencadeiando um ciclo de reações no qual se formam vários
compostos de carbono. Para formação de uma molécula de glicose é necessário que ocorram 6 ciclos destes. Os
átomos de Hidrogênio da água são adicionados a compostos de carbonos, obtidos a partir de CO2, havendo
uma redução de gás, com produção de glicose.
Plantas C4
O mecanismo de fixação do CO2 não representa o único, descoberto por Calvin, utilizado pelas plantas verdes
para fixar este elemento. Em 1960, foram encontradas evidências de que o primeiro produto fotossintético da
cana de açúcar não era o PGA de 3 carbonos, mas um composto de 4 carbonos. Este aspecto se distingue das
plantas C 3 nas quais o produto intermediário da fotossíntese é um composto de 3 carbonos, o PGA.
Plantas Can
Um terceiro modo de fixação, a fotossíntese com metabolismo ácido, evoluiu independentemente em muitas
plantas como os cactos. Utiliza-se também moléculas de 4 carbonos. Nestas plantas, os ácidos málicos e
isocítrico acumulam-se nas plantas durante a noite e são novamente convertidos em gás carbônico na presença
de luz. Este processo é claramente favorável em codições de alta luminosidade e escassês de água. Estas
plantas dependem muito deste processo, pelo fato de seus estômatos estarem fechados durante o dia a fim de
retardar a perda de água. As células estomáticas são as únicas células epidérmicas que fazem fotossíntese e
produzem glicose.
Fatores que afetam a fotossíntese
A fotossíntese é afetada por vários fatores, tais como a intensidade luminosa, a temperatura e a concentração
de gás carbônico no ar. Por exemplo: em uma planta mantida em um ambiente com temperatura e
concentração de CO2 constantes, a quantidade de fotossíntese realizada passa a depender exclusivamente da
luminosidade.
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Ácidos Nucléicos: DNA e RNA
Moléculas muito complexas que produzem as células vivas e os vírus. Transmitem as características
hereditárias de uma geração para a seguinte e regulam a síntese de proteínas. Os ácidos nucléicos são
formados por subunidades chamadas nucleotídeos, que consistem em uma base nitrogenada, um açúcar de 5
carbonos e ácido fosfórico. Há duas classes de ácidos nucléicos, o ácido desoxirribonucléico (DNA), com uma
estrutura em forma de dupla hélice e o ácido ribonucléico (RNA), formado por uma única cadeia helicoidal. O
DNA tem a pentose desoxirribosse e as bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina e timina, e o ARN
contém a pentose ribose e uracila em vez de timina. A especificidade do ácido nucléico reside na seqüência dos
quatro tipos de bases nitrogenadas. Este código indica à célula como reproduzir uma cópia de si mesma ou as
proteínas que necessita para sua sobrevivência. Nos mamíferos, as cadeias de ADN estão agrupadas formando
cromossomos.
Cadeias de DNA
Os ácidos nucléicos são moléculas complexas produzidas pelas células, essenciais a todos os organismos vivos.
Estas moléculas governam o desenvolvimento do corpo e suas características específicas, fornecendo a
informação hereditária e dirigindo a síntese de proteínas. Este modelo gerado por computador mostra duas
cadeias de ácido desoxirribonucléico (DNA) e sua estrutura em dupla hélice.
Capacidade de guardar informações, de replicação, de gerar diversificação de atividades numa célula, de
catalisar, de unir gerações pelo processo de hereditariedade e de dirigir a sintese de outras macromoléculas
(proteínas) são atributos de um ácido nucléico.
O RNA foi provavelmente o primeiro tipo de ácido nucléico a surgir na natureza. Sua estrutura mais simples, a
diversidade de tipos, a capacidade de autoreplicação, a ação catalítica encontrada em certos RNA aponta para a
condição de molécula hereditária primordial. O DNA foi na verdade uma cria do RNA de algumas células
primitivas que ganharam com isso maior estabilidade e durabilidade do seu material em dupla hélice. Com essa
nova invenção das células era possivel aumentar consideravelmente o tamanho dos ácidos nucléicos e assim,
estocar mais informações e a partir daí desencadear a síntese de um maior arsenal de proteínas que tornou o
metabolismo celular mais complexo, diversificado e consequente eficiencia no seu funcionamento.
Embora a ordem de surgimento das moléculas informacionais tenha sido: RNA --- DNA --- PROTEÌNA, sabemos
que as células modernas transferem a informação biológica da forma: DNA --- RNA --- PROTEÍNAS. Essa
sequencia de eventos é considerado o DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR.
Estrutura dos Ácidos Nucléicos
O nucleotídeo é a unidade formadora de um ácido nucléico. Um filamento ou encadeamento dessas unidades é
chamada de fita polinucleotídica e um ácido nucléico pode apresentar uma ou duas dessas fitas - hélice simples
ou dupla. Tanto o RNA como o DNA podem apresentar hélice simples ou dupla. As diferenças nos nucleotídeos
dos dois ácidos nucléicos residem nas suas bases nitrogenadas e nas pentoses.
O DNA é predominantemente nuclear e o RNA, citoplasmático. Apesar disso, ambos ocorrem desde o núcleo e
citoplasma até o interior de organelas. A estrutura do DNA em dupla hélice favorece não apenas a sua
estabilidade biofísica como também, a sua replicação com fidelidade. Pois, ao se separarem as duas fitas se
comportam como moldes para a sintese de outras complementares, conservando assim a informação biológica.
Ao longo da evolução o teor de DNA nas células aumentou consideravelmente. A célula humana apresenta
aproximadamente 2 metros de DNA compostos de 3 bilhões de nucleotídeos e perfazendo cerca de 40.000
genes, responsáveis pela sintese de mais de 100.000 proteinas.
Modelos de RNA
RNA mensageiro;
RNA transportador;
RNA ribossomal;
RNA sn - RIBOZIMA;
RNA sno - RIBOZIMA.
OBS.: As hélices de ácidos nucléicos podem ser desnaturadas. Esta desnaturação é reversível.
Decodificando o DNA (Trancrição e Tradução):
A Trancrição é o processo de formação de uma fita de RNA complementar a uma região do DNA. Os RNAs
formados durante a transcrição podem ser de três tipos:
o RNAm (mensageiro) que é aquele RNA que contém a seqüência que codifica uma proteína; o RNAt
(transportador) que carreia os aminoácidos até os ribossomos e possibilita a leitura da informação contida no
RNAm durante a tradução e o RNAr (ribossômico) que faz parte da estrutura dos ribossomos. A enzima
responsável pela transcrição é a RNA polimerase, que nos procariotos é única, enquanto nos eucariotos elas são
em três (RNA pol I, II e III). Para iniciar a trancrição, a RNA polimerase deve reconhecer um local específico
onde começará a síntese. Esse local chama-se promotor. O reconhecimento da RNA polimerase aos promotores
se dá graças ao fator sigma, que liga-se à RNA polimerase fazendo com que estas tenham maior afinidade com
as seqüências promotoras. Os promotores contêm seqüências consenso localizadas antes do início da
transcrição, a distâncias específicas. Os promotores procarióticos geralmente localizam-se na região –10 e –35
do início da transcrição e as seqüências consenso mais conhecidas são o TATA box na região –10 (TATAAT) e a
seqüência TTGACA na região –35. Existem vários tipos de promotores e fatores sigma correspondentes e é essa
variedade que permite que as funções celulares possam ser reguladas mantendo o equilíbrio das atividades
celulares. Nos eucariotos, o processo de iniciação e regulação da transcrição é muito mais complexo,
envolvendo um número e diversidade maior de seqüências promotoras e de fatores de transcrição (análogos ao
fator sigma). A RNA polimerase liga-se ao promotor e inicia a síntese da fita de RNA complementar a fita molde
até parar em uma região chamada terminador, que também é uma seqüência de consenso. Em procariotos,
que não possuem envoltório nuclear, a transcrição ocorre no mesmo lugar onde ocorre a tradução, dessa
forma, tão logo o RNA comece a ser formado, a tradução já se inicia. Por esse motivo diz-se que a transcrição e
a tradução nos procariotos é acoplada. Nos eucariotos a transcrição ocorre no núcleo e a tradução ocorre no
citoplasma. O RNA recém sintetizado nos eucariotos ainda precisa passar por várias modificações antes de estar
pronto (retirada dos íntrons, adição de uma cauda de poli Adenina, adição de 7-Metil Guanosina na primeira
base do RNA e outras).
A Tradução converte a informação na forma de trincas de nucleotídeos em aminoácidos, que darão origem a
uma proteína. A transcrição ocorre em uma estrutura citoplasmática chamada ribossomo, formada por várias
proteínas e RNAr. O ribossomo é dividido em duas subunidades, uma subunidade menor (30S em bactérias e
40S em eucariotos) e uma subunidade maior (50S em bactérias e 60S em eucariotos). Considerando o modelo
bacteriano, o início da tradução se dá quando a subunidade 30S liga-se ao códon de iniciação AUG (com raras
exceções, a tradução sempre começa no códon AUG, correspondente a uma metionina) e logo em seguida o
met-tRNA e a subunidade 50S ligam-se ao complexo 30S-RNAm, tudo isso com o auxílio de fatores de iniciação
(IFs). O ribossomo reconhece a trinca correta da metionina, a iniciadora, através do pareamento de uma
seqüência do RNAr 16S da subunidade menor com uma seqüência no RNAm que fica próxima ao início da
tradução chamada seqüência de Shine-Delgarno. O ribossomo possui dois sitios de entrada da RNAt, o sítio P
(peptídeo) e o sítio A (aminoácido). O primeiro RNAt entra no sítio P e o segundo entra no A, algumas enzimas
da subunidade 50S do ribossomo fazem a ligação do primeiro aminoácido com o segundo, promovendo a
ligação peptídica, dessa forma, no sítio A ficará o segundo RNAt com um dipeptídeo. Através de um processo
chamado translocação o ribossomo se desloca um códon a frente de forma que o dipeptídeo-RNAt fica na sítio
P. A partir daí, esse processo se repete, formando um tripeptídeo no sítio A que é translocado para o sítio P
formando assim sucessivamente a proteína. A tradução termina quando o ribossomo encontra um códon de
terminação, que não codifica nenhum aminoácido, são eles: UGA, UAG e UAA. A estes códons se liga um fator
para terminação da síntese (RF- Releasing Factor). Após a tradução as proteínas ainda têm que passar por
algumas modificações para que possam exercer adequadamente suas funções.
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Referências Bibliográficas em 12/2005
http://geocities.yahoo.com.br/ciencia2000_br/respira.html
http://www.lesaomedular.com.br/respiracao.htm
http://projetoiogurtenatural.vilabol.uol.com.br/fermentacao.htm
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C3%A7%C3%A3o&hl=pt-BR