Transcrição e Tradução do DNA

O Dogma da biologia molecular

O dogma propõe que existe uma unidirecionalidade na informação contida nos genes em que esta informação genética é perpetuada através da replicação do DNA e é traduzida através de dois processos: transcrição que converte a informação do DNA numa forma mais acessível e tradução que converte a informação contida no RNA em proteínas.

Genericamente pode-se referir que na passagem da linguagem polipeptíca do DNA para a linguagem polipeptídica das proteínas consideram-se duas etapas fundamentais:

• Transcrição - há transferência da informação contida no gene é copiada para o RNA, corresponde à sintese de mRNA, por complementaridade de bases.
• Tradução -  informação contida no RNA mensageiro é traduzida em sequências de aminoácidos.

O DNA não consegue sintetizar diretamente uma proteína, forma-se uma molécula de RNA mensageiro que "viaja" do núcleo até ao citoplasma da célula onde se encontra o ribossoma e a mensagem é transformada numa cadeia polipipédica.

Transcrição

  O mRNA forma-se no núcleo a partir da informação contida no DNA e por complementaridade, é a este processo que se dá o nome de transcrição. Neste processo, as cadeias do DNA separam-se e uma serve de molde para o RNA, enquanto a outra fica inativa. Ao fim da transcrição, as cadeias que foram separadas voltam a unir-se. Para que ocorra a transcrição é necessário a ação de uma enzima que catalisa o processo, a RNA polimerase. O mRNA, formada a partir do molde de uma das cadeias do DNA, é polimerizado no sentido 5'-3' e as bases ligam-se por complementaridade. Inicia-se numa sequência especial quando a DNA polimerase se liga a uma das extremidades do DNA designada por promotor (zona inicial do gene). 

Etapas:

1. Reconhecimento da cadeia molde de DNA: O DNA e as polimerases do RNA (enzimas catalisadoras da reação) estão livres na célula e podem se encontrar ao acaso, porém a transcrição só tem início quando a enzima encontra e liga-se fortemente ao sítio promotor. Quando isso acontece, a dupla-hélice é desenrolada e as fitas são separadas.
2. Início da transcrição: A RNA polimerase ligada à região promotora inicia o processo de transcrição,  promove a separação pontual das cadeias einicia-se a transcrição da informação, formação do RNA a partir de nucleótidos livres na célula e faz-se sempre na direção 5´-3´.
3. Alongamento: À medida que vai sendo fabricado o RNA mensageiro, liberta-se da cadeia-molde de DNA e o DNA já transcrito enrola-se quase imediatamente, voltando ao seu estado inicial (dupla hélice). A este processo, dá-se o nome de Elongação.
4. Finalização: O RNA polimerase percorre a cadeia e  transcreve o DNA em RNA até encontrar a sequência de término, que contém bases específicas que determinam o fim da transcrição. Quando a RNA polimerase encontra a sequência de terminação, o RNA para de ser transcrito. A partir desse momento, nenhuma outra base azotada é incorporada ao RNA. Neste momento, liberta-se uma molécula de RNA e imediatamente a molécula de DNA se enrola completamente. A sequência de DNA que contém os genes sinalizadores do término é chamada de região terminação.

     O RNA polimerase percorre a cadeia e  transcreve o DNA em RNA até encontrar a sequência de término, que contém bases específicas que determinam o fim da transcrição.

Forma-se o RNA percursor ou pré-mRNA (transcrito primário) que vai sofrer uma série de transformações, maturação, dependendo do tipo de RNA, antes de sair do núcleo, isto nas células eucarióticas. Nas células procarióticas não há fase de maturação.

     Nos seres eucariontes cada gene no DNA contém sequências de nucleótidos que não codificam informação para a síntese de proteínas, designados por intrões e que serão removidos antes da molécula passar para o citoplasma. As porções que contém a informação para a síntese das proteínas designam-se por exões permanecem na molécula e sairão do núcleo pelos poros da membrana nuclear. Ao processo  da remoção dos intrões, dá-se o nome de maturação.

Tradução

A tradução consiste na descodificação da mensagem contida em mRNA para produzir uma proteína. Uma proteína é constituída por mais de 100 a.a. unidos por ligações peptídicas. Nos seres vivos existem 20 tipos de a.a. diferentes. Estes a.a. são formados pelos 4 nucleótidos (RNA) - Uracilo, Adenina, Citosina e Guanina. Se o código consistir numa sequência de 3 nucleótidos é mais que suficiente para produzir os 20 tipos de a.a. diferentes. Três nucleótidos sequenciais constituem o tripleto, que é a mais pequena unidade que permite a codificação de um a.a. Cada tripleto do RNA mensageiro que codifica um determinado aminoácido, ou que determina o início ou fim da síntese, dá-se o nome de codão ou codogenes. A sequência destes codões dá origem a uma proteína nos ribossomas.

Etapas:

1. Iniciação: O mRNA liga-se à subunidade menor do ribossoma no codão iniciador (AUG) com o anticodão do tRNA (UAC- metionina - quase todos os peptídeos começam pela metionina). A subunidade maior (ou grande), liga-se com a subunidade menor (ou pequena)- o ribossoma está funcional
2. Alongamento: Na subunidade maior existem dois locais importantes na síntese de proteínas; o local P onde o tRNA se encontra ligado à metionina; o local A, onde o tRNA seguinte se liga ao codão complementar seguinte e o local E que corresponde ao local da saída do tRNA. O anticodão seguinte, que transporta o segundo a.a. liga-se por complementaridade ao segundo codão e a metionina estabelece-se a primeira ligação peptídica com este. O ribossoma avança 3 bases e repete-se todo o processo ao longo do mRNA até se sintetizar a proteína.
3. Finalização: Quando o ribossoma chega ao codão de finalização (de terminação, ou stop) e por complementaridade o reconhece, termina a síntese proteica. Os codões de terminação (UGA, UAG ou UAA), não têm no tRNA correspondentes e por isso a síntese termina. A cadeia polipeptídica (proteína) desprende-se e as subunidades ribossómicas podem ser utilizadas de novo. A mesma molécula de mRNA pode ser traduzida por mais que um ribossoma levando à formação de mais que uma proteína igual.