O gene é um segmento de uma molécula de DNA que contém um código para a produção dos aminoácidos da cadeia polipeptídica e as sequencias reguladoras para a expressão, embora no genoma humano existam grandes sequencias não codificantes. As sequencias codificantes são chamadas de éxons. Elas são intercaladas por regiões não codificantes, chamadas de íntrons, que são inicialmente transcritas em RNA no núcleo, mas não estão presentes no RNA final no citoplasma, não sendo representada no produto proteico final. Em muitos genes, o tamanho cumulativo do éxons é muito menor que o de íntrons.
Os genes e o processo da transcrição
O início da síntese de uma proteína
se dá quando um determinado trecho de DNA, um gene, tem suas duas cadeias
separadas pela ação de uma enzima chamada polimerase do RNA, que também orienta
o agrupamento de nucleotídeos livres no núcleo, junto a uma dessas cadeias.
Esses nucleotídeos unem-se, formando, então, uma molécula de RNA. Os nucleotídeos
agrupam-se segundo um emparelhamento de bases nitrogenadas parecido com aquele
das duas cadeias do DNA, com a diferença de que a adenina se emparelha com a
uracila (A - U). Dessa forma, se a sequência de bases nitrogenadas do DNA for,
por exemplo, TACAATCGCATTCAGGTACTG, a sequência de bases do RNA formado será
AUGUUAGCGUAAGUCCAUGAC.
A sequência de bases transcritas a
partir do DNA carrega consigo a informação codificada para a construção de uma
molécula de proteína. Essa codificação se dá na forma de trincas de bases
nitrogenadas, chamadas códons. No nosso exemplo, o RNAm formado possui os
seguintes códons: AUG, UUA, GCG, UAA, GUC, CAU, GAC.
As proteínas são moléculas formadas
por uma sequência de unidades menores chamadas aminoácidos. Como veremos mais
adiante, os códons do RNA formado neste processo determinam os aminoácidos que
constituirão uma determinada molécula de proteína. Eles contêm, portanto, uma
mensagem para a síntese proteica e, por isso, esse RNA recebeu o nome de
"mensageiro".
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| Esquema do processo de transcrição gênica (cores fantasias) |
O processo da tradução gênica
A etapa seguinte da síntese proteica
ocorre no citoplasma das células onde o RNAm formado acopla-se a organelas
chamadas ribossomos, que são constituídas por RNAr associado a proteínas. É nos
ribossomos que ocorre a síntese e eles podem encontrar-se livres no citoplasma
ou associados ao retículo endoplasmático rugoso.
Entra em ação, então, o terceiro tipo
de RNA, o RNA transportador, que recebe esse nome em virtude de transportar com
ele os aminoácidos, as unidades constituintes das proteínas. No RNAt há uma
trinca de bases nitrogenadas denominadas anticódon, por meio das quais ele se
liga temporariamente ao RNAm no ribossomo pelas bases complementares (códon).
Assim, no caso da sequência do
exemplo dado anteriormente (AUGUUAGCGUAAGUCCAUGAC), às três primeiras bases
(AUG) vai acoplar-se um RNAt com a sequência UAC; e assim por diante, como no
esquema abaixo:
A síntese de uma proteína começa com
o acoplamento do ribossomo ao RNAm. No ribossomo também se acopla um RNAt, cujo
anticódon se liga ao códon do RNAm. Logo em seguida, outro RNAt acopla-se ao
segundo códon, ou seja, um ribossomo permite que até dois RNAts se acoplem ao
mesmo tempo.
Os aminoácidos transportados em cada
RNAt unem-se entre si por meio de uma ligação química conhecida por ligação
peptídica. O ribossomo, que catalisa esse processo, desloca-se então sobre o
RNAm e o primeiro RNAt se desliga do conjunto ribossomo-RNAm, sendo que os
aminoácidos permanecem ligados.
Em seguida, uma nova molécula de RNAt
se une ao ribossomo, transportando mais um aminoácido que se junta aos outros
dois. O processo continua até que todos os códons do RNAm tenham sido
percorridos pelo ribossomo, recebendo os RNAt complementares e formando uma
cadeia de aminoácidos, ou seja, uma molécula de proteína.
