If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Se você está atrás de um filtro da Web, certifique-se que os domínios *.kastatic.org e *.kasandbox.org estão desbloqueados.

Conteúdo principal

tRNAs e ribossomos

Estrutura e funções dos RNAs de transferência e ribossomas. Códons e anticódons, wobble. Sintetases aminoacil-tRNA.

Introdução

A tradução requer alguns equipamentos especializados. Assim como não jogaríamos tênis sem as raquetes e as bolas, a célula não poderia traduzir um RNAm em proteína sem duas peças de engrenagem molecular: RNAt e ribossomos.
  • Ribossomos fornecem a estrutura na qual a tradução pode acontecer. Eles também catalisam a reação que liga aminoácidos para formar uma nova proteína.
  • RNAts (RNAs transportadores) transportam aminoácidos para o ribossomo. Eles atuam como "pontes", combinando um códon em um RNAm com o aminoácido que o códon especifica.
Aqui daremos uma olhada mais de perto nos ribossomos e RNAts. Se você ainda não está familiarizado com o RNA (sigla para ácido ribonucleico, do inglês), eu recomendo fortemente que cheque a seção sobre ácidos nucleicos primeiro, para que possa tirar o máximo deste artigo.

Ribossomos: onde a tradução acontece

A tradução ocorre dentro de estruturas chamadas ribossomos, os quais são feitos de RNA e proteínas. Ribossomos organizam a tradução e catalisam a reação que une os aminoácidos para formar uma cadeia proteica.
Ilustração das moléculas envolvidas na tradução de proteínas. Um ribossomo é mostrado com RNAm e RNAt. Aminoácidos emergem para formar uma proteína.
Crédito da imagem: "Tradução: Figura 1," por OpenStax College, Concepts of Biology, CC BY 4.0.

Estrutura do ribossomo

Um ribossomo é feito de dois componentes básicos: uma subunidade grande e uma pequena. Durante a tradução as duas subunidades juntam-se ao redor de uma molécula de RNAm, formando um ribossomo completo. O ribossomo se move à frente pelo RNAm, códon a códon, conforme o lê e traduz em um polipeptídeo (cadeia de proteína). Então, uma vez a tradução finalizada, os dois componentes separam-se novamente e podem ser reusados.
Em geral o ribossomo é um terço proteico e dois terços RNA ribossômico (RNAr). Os RNArs são aparentemente responsáveis pela maior parte da estrutura e função do ribossomo, enquanto as proteínas ajudam-no a mudar sua conformação enquanto ele cataliza reações químicas1.
Abaixo, pode-se observar um modelo tridimensional de ribossomo. Proteínas estão representadas em azul, enquanto cadeias de RNAr estão representadas em laranja e pêssego. O ponto verde marca o sítio ativo, que cataliza a reação que liga aminoácidos para fazer uma proteína. Me surpreende o ribossomo ser tão rugoso, meio que como a superfície do cérebro!
Modelo das subunidades pequena e grande do ribossomo.Ambas as subunidades são feitas de RNA ribossômico e proteínas. A subunidade grande contém o sítio ativo no qual a formação da ligação peptídica é catalisada.
Imagem modificada de "Ribosome," by Redondoself (CC BY 2.0).

O ribossomo possui sítios para os RNAts

Como vimos brevemente na introdução, moléculas chamadas RNAs transportadores (RNAts) trazem aminoácidos aos ribossomos. Aprenderemos muito mais a respeito dos RNAs transportadores e sobre como eles funcionam na próxima sessão.
Por ora, apenas tenha em mente que o ribossomo possui três espaços para RNAts: o sítio A, o sítio P e o sítio E. RNAts se movem através destes sítios (do A ao P ao E) enquanto entregam aminoácidos durante a tradução.
O ribossomo é constituído de uma subunidade grande e outra pequena. A subunidade pequena se liga a um transcrito de RNAm e ambas as subunidades se reúnem para fornecer três sítios para RNAts (sítio A, sítio P e sítio E). No diagrama, os sítios A, P e E aparecem na ordem A-P-E da direita para a esquerda.
Após a ligação inicial do primeiro RNAt no sítio P, um RNAt carregado, de chegada, vai se ligar ao sítio A. A formação de uma ligação peptídica vai transferir o aminoácido do primeiro RNAt (Met) para o aminoácido do segundo RNAt (nesse caso, Trp). Essa cadeia de dois aminoácidos será ligada ao RNAt no sítio A. O ribossomo vai avançar um códon no molde de RNAm. O RNAt no sítio A (com a cadeia polipeptídica) vai se deslocar para o sítio P, e o RNAt vazio, anteriormente no sítio P, vai se deslocar para o sítio E (por onde vai sair do ribossomo). Um novo RNAt (nesse caso, um carregando Phe) vai se ligar ao códon recém exposto no sítio A, e assim o processo pode se repetir.
Imagem modificada de "Tradução: Figura 3," by OpenStax College, Biology (CC BY 4.0).
Para aprender mais sobre o papel específico de cada um dos sítios, visite o artigo sobre estágios da tradução.

O que exatamente é um RNAt?

Um RNA transportador (RNAt) é um tipo especial de molécula de RNA. Seu trabalho é parear um códon de RNAm com o aminoácido que ele codifica. Você pode imaginá-lo como uma "ponte molecular" entre os dois.
Cada RNAt contém um conjunto de três nucleotídeos chamado de anticódon. O anticódon de um dado RNAt pode se ligar a um ou alguns códons específicos de RNAm. A molécula de RNAt também carrega um aminoácido: especificamente, aquele codificado pelos códons com os quais o RNAt se liga.
Imagem mostrando um RNAt atuando como um adaptador que conecta um códon de RNAm a um aminoácido . Em uma extremidade, o RNAt tem um anticódon de 3'-UAC-5', ele se liga a um códon no RNAm que contém uma sequência 5'-AUG-3', através do pareamento de bases complementares. A outra extremidade do RNAt carrega um aminoácido metionina (Met), que é o aminoácido especificado pelo códon AUG do RNAm.
Imagem modificada de "Tradução: Figura 3," by OpenStax College, Biology (CC BY 4.0).
Existem diferentes tipos de RNAts dispersos pelo citoplasma de uma célula, cada um com seu próprio anticódon e aminoácido correspondente. Na verdade, há usualmente de 40 a 60 tipos diferentes, o que depende da espécie3. Os RNAts se ligam aos códons dentro do ribossomo, onde eles entregam os aminoácidos que são adicionados à cadeia proteica.

Alguns RNAt se ligam a diferentes códons ("wobble ou oscilação")

Alguns tRNAs conseguem formar pares de bases com mais de um códon. De primeira, isso parece bastante estranho: o A não é o par de base de U e G de C?
Bem... nem sempre. (A biologia é uma caixinha de surpresas, não é?) Pares de bases atípicos —entre outros nucleotídeos que não A-U e G-C— podem se formar na terceira posição do códon, um fenômeno conhecido como oscilação (do inglês - wobble).
O pareamento oscilante não segue as regras normais, mas ele possui as suas próprias. Por exemplo, um G no anticódon pode parear com um C ou U (mas não um A ou G) na terceira posição do códon, como mostrado abaixo4. Regras como esta asseguram que os códons sejam lidos corretamente, independentemente da oscilação.
O pareamento oscilante permite que o mesmo RNAt reconheça múltiplos códons para o aminoácido que carrega. Por exemplo, o RNAt para a fenilalanina tem um anticódon de 3'-AAG-5'. Ele pode parear com os códons de RNAm 5'-UUC-3' ou 5'-UUU-3' (ambos os quais são códons que especificam a fenilalanina). O RNAt pode se ligar a ambos os códons porque consegue formar tanto um par de base normal com a terceira posição do códon (códon 5'-UUC-3' com anticódon 3'-AAG-5') quanto um par de base atípico com a terceira posição do códon (códon 5'-UUU-3' com anticódon 3'-AAG-5').
As regras do pareamento oscilante asseguram que um RNAt não se ligue a um códon errado. O RNAt para a fenilalanina tem o anticódon 3'-AAG-5', o qual consegue parear com dois códons de fenilalanina (descritos acima), ma não com os códons 5'-UUA-3' ou 5'-UUG-3'. Esses códons especificam a leucina e não a fenilalanina, portanto esse é um exemplo de como as regras de pareamento oscilante permitem que um único RNAt cubra múltiplos códons para o mesmo aminoácido, mas não introduz nenhuma incerteza sobre qual aminoácido será entregue a um códon em particular.
Imagem modificada de "Tradução: Figura 3," by OpenStax College, Biology (CC BY 4.0).
Você deve estar se perguntando: por que diabos uma célula iria "querer" um fator complicante como a oscilação? A resposta pode ser que o pareamento oscilante permite que menos RNAts cubram todos os códons do código genético, enquanto ainda garantem que o código seja lido com acurácia.

A estrutura 3D de um RNAt

Eu gosto de desenhar RNAts como pequenos retângulos, para mostrar claramente o que está acontecendo (e ter espaço de sobra para colocar as letras do anticódon ali). Mas um RNAt de verdade possui um formato muito mais interessante; um que facilita o seu papel.
Um RNAt, como o modelado abaixo, é composto por uma cadeia única de RNA (assim como o RNAm é). Entretanto, a cadeia toma uma estrutura tridimensional complexa pois pares de bases se formam entre nucleotídeos em diferentes partes da molécula. Isto gera regiões de fita dupla e alças, dobrando o RNAt num formato de "L".
Uma molécula de RNAt tem uma estrutura em "L" mantida unida por pontes de hidrogênio entre bases de diferentes partes da sequência do RNAt. Uma extremidade do RNAt se liga um aminoácido específico (sítio de fixação do aminoácido) e a outra extremidade possui um anticódon que se ligará a um códon do RNAm.
_imagem modificada de "TRNA-Phe yeast," by Yikrazuul (CC BY-SA 3.0). A imagem modificada está autorizada sob um licença CC BY-SA 3.0._
Uma das pontas do formato de L abriga o anticódon, enquanto a outra possui o sítio de ligação para o aminoácido. Diferentes RNAts possuem estruturas ligeiramente diferentes, e isto é importante para assegurar que eles serão acoplados ao aminoácido correto.

Carregando um RNAt com um aminoácido

Como o aminoácido correto é acoplado ao RNAt certo (assegurando que os códons sejam lidos corretamente)? Enzimas chamadas aminoacil-RNAt-sintetases têm este papel importante.
Há uma diferente enzima sintetase para cada aminoácido, uma que reconhece apenas aquele aminoácido e seu RNAt (e nenhum outro). Assim que ambos o aminoácido e seu RNAt se anexam à enzima, a enzima liga um ao outro, numa reação alimentada pela "moeda energética": uma molécula de adenosina trifosfato (ATP).
O sítio ativo de cada aminoacil-RNAt sintetase se combina a um RNAt associado e um aminoácido em particular como uma "chave e fechadura". Em seguida, o ATP é utilizado para ligar o aminoácido ao RNAt.
_Imagem modificada de "Charge tRNA," by Boumphreyfr (CC BY-SA 3.0). A imagem modificada está autorizada sob licença CC BY-SA 3.0 license._
Ocasionalmente, uma aminoacil-RNAt-sintetase comete um erro: ela se liga ao aminoácido incorreto (um que "pareça semelhante" ao seu alvo). Por exemplo, a treonina sintetase às vezes captura uma serina acidentalmente e a anexa ao RNAt de treonina. Felizmente, a treonina sintetase possui um sítio de verificação, que remove o aminoácido do tNAt se ele for incorreto5.

Resumindo

Assim que carregados com o aminoácido correto, como os RNAts interagem com RNAms e o ribossomo para construir uma proteína nova em folha? Aprenda mais sobre como este processo funciona no próximo artigo: estágios da tradução.

Quer participar da conversa?

  • Avatar blobby green style do usuário luanamirandalima76
    O que aconteceria se no processo de tradução o ribossomo pulasse um ou mais códons completo ?E o que aconteceria se ele pulasse apenas um nucleotídeo ?o que seria mais drástico?explique a resposta.
    (2 votos)
    Avatar Default Khan Academy avatar do usuário
Você entende inglês? Clique aqui para ver mais debates na versão em inglês do site da Khan Academy.