Em mais um tópico da coluna ‘Drops de Genômica’, o oncologista André Murad (foto) explica as etapas da transcrição e da tradução gênicas. Confira.

Por André Marcio Murad*

A informação contida na sequência nucleotídica de um gene é convertida em função biológica útil em duas etapas principais: transcrição e tradução. Este fluxo de informação genética é unidirecional. Primeiramente, a informação das sequências codificantes de um gene é transcrita em uma molécula intermediária de RNA, que é sintetizada em sequências precisamente complementares às da fita codificadora do DNA (transcrição). Depois, a sequência de informação na molécula de RNA mensageiro (mRNA) é traduzida em uma sequência correspondente de aminoácidos (tradução).  O RNA não é usado diretamente para a tradução. Primeiro ele é primeiro processado em uma molécula de mRNA antes de poder ser utilizado no processo.

A. Transcrição
 
A sequência de nucleotídeos de uma fita de DNA é transcrita em uma molécula complementar de RNA (mRNA). A hélice do DNA é aberta por um conjunto complexo de proteínas (diferentes DNA helicases). A fita de DNA na direção 3' para 5' (fita de codificação) serve como molde para a transcrição do DNA em RNA pela RNA polimerase. O RNA é sintetizado na direção 5' para 3'. Esta fita é a fita de sentido de RNA. O RNA transcrito sob condições experimentais da fita de DNA oposta é chamado de RNA antisense. Inibe a transcrição regular.

B. Tradução

A tradução refere-se ao processo pelo qual a sequência nucleotídica do mRNA é usada para construir uma cadeia de aminoácidos (uma cadeia polipeptídica) na sequência erodida no DNA. A tradução ocorre em um quadro de leitura, que é definido no início da tradução (códon de início, AUG). A tradução envolve dois outros tipos de moléculas de RNA além do mRNA: RNA de transferência (tRNA) e RNA ribossômico. O tRNA decifra os códons. Cada aminoácido tem seu próprio conjunto de tRNAs, que se ligam ao aminoácido e o transportam até o final da cadeia polipeptídica crescente. Cada tRNA tem uma região, chamada de anticódon, que é complementar a um códon do mRNA. A figura abaixo mostra os códons 1, 2, 3 e 4 do mRNA que foram traduzidos na sequência de aminoácidos: metionina (Met), glicina (Gli), serina (Ser) e isoleucina (lle). Glicina e alanina são adicionadas na sequência.

C. Etapas da tradução

A tradução é realizada em três etapas. Primeiro, na iniciação (1), é formado um complexo de iniciação compreendendo mRNA, um ribossomo e tRNA. Isso requer vários fatores de iniciação (IF1, IF2, IF3, etc). Então o alongamento (2) segue: um outro aminoácido determinado pelo próximo códon é anexado. Desenvolve-se um ciclo de alongamento trifásico, com reconhecimento de códons, ligação peptídica do próximo resíduo de aminoácido e movimento (translocação) dos três nucleotídeos do ribossomo na direção 3' do mRNA. A tradução encerra com a terminação (3), quando um dos três códons de parada do mRNA (UAA, UGA ou UAG) é alcançado. A tradução (síntese de proteínas) ocorre fora do núcleo da célula em ribossomos localizado no citoplasma celular.

D. Estrutura do RNA de transferência

O RNA de transferência tem uma estrutura característica, semelhante a uma folha de trevo (1). Possui três regiões de alça de fita simples e quatro regiões de "haste" de fita dupla. A estrutura tridimensional (2) é complexa, mas várias áreas funcionais podem ser diferenciadas, como o sítio de reconhecimento (anticódon) para o códon de mRNA e o sítio de ligação para o respectivo aminoácido {haste aceitadora) na extremidade 3' (porção final do aceitante).