Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

13.12: Tradução
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Translation
 
TRANSCRIPT

13.12: Translation

13.12: Tradução

Overview

Translation is the process of synthesizing proteins from the genetic information carried by messenger RNA (mRNA). Following transcription, it constitutes the final step in the expression of genes. This process is carried out by ribosomes, complexes of protein and specialized RNA molecules. Ribosomes, transfer RNA (tRNA) and other proteins are involved in the production of the chain of amino acids—the polypeptide.

Translation Produces the Building Blocks of Life

Proteins are called the “building blocks” of life because they make up the vast majority of all organisms—from muscle fibers to hairs on your head to components of your immune system—and the blueprint for each and every one of those proteins is encoded by the genes found in the DNA of every cell. The central dogma in biology dictates that genetic information is converted into functional proteins by the processes of transcription and translation.

Translation Occurs Outside of the Nucleus

Eukaryotes have a membrane-bound nucleus where mRNA is transcribed from DNA. After transcription, mRNA is shuttled out of the nucleus to be translated into a chain of amino acids—a polypeptide—and eventually, a functional protein. This can take place in the cytoplasm or in the rough endoplasmic reticulum, where the polypeptides are further modified. By contrast, prokaryotes lack a nuclear compartment, so translation in prokaryotes takes place in the cytoplasm, sometimes as the mRNA is still being transcribed.

The Sequence of Codons in mRNA Determines the Polypeptide Sequence

Each codon in the mRNA corresponds to one of the 20 amino acids that a cell keeps stocked, as well as stop codons which do not code for amino acids. Another RNA molecule, transfer RNA (tRNA), is responsible for providing the correct amino acid, based on the codon sequence, to the ribosomes during translation. At one end of the tRNA molecule, enzymes called aminoacyl-tRNA synthetases covalently attach the specific amino acid to the attachment site, while the anticodon sequence located on the other end of the tRNA will ensure the correct amino acid is delivered to the ribosome. Some tRNA molecules are able to bind to more than one codon sequence, allowing for coding versatility known as the wobble effect. This is due to the fact that tRNA molecules have lower binding specificity to the third nucleotide in the mRNA codon sequence as compared to the first two nucleotides.

Some Inherited Diseases Stem from Defects in Translation

Translation is a complex process that depends on a wide array of cellular components. Mutations that impact any part of this diverse toolkit can cause disease. For example, the iron-storage disease hyperferritinemia, also known as cataract syndrome, results from mutations in the 5’ untranslated region of the mRNA, a region that is important for recruiting translation initiation proteins. These mutations cause abnormally high rates of translation of the iron protein ferritin, causing it to build up in the blood and tissues of affected patients. As a result, the lenses of the eyes turn cloudy. Other diseases are linked to mutations in the genes that encode tRNAs and the ribosomal subunits. For instance, the bone-marrow disease Diamond-Blackfan anemia stems from mutations in the RPS19 gene, a component of the small ribosomal subunit.

Visão geral

A tradução é o processo de sintetização de proteínas a partir das informações genéticas transportadas pelo mensageiro RNA (mRNA). Após a transcrição, constitui o passo final na expressão dos genes. Esse processo é realizado por ribossomos, complexos de proteínas e moléculas especializadas de RNA. Ribossomos, RNA de transferência (tRNA) e outras proteínas estão envolvidos na produção da cadeia de aminoácidos — o polipeptídeo.

Tradução Produz os Blocos de Construção da Vida

As proteínas são chamadas de "blocos de construção" da vida porque compõem a grande maioria de todos os organismos — de fibras musculares a pelos da cabeça até componentes do seu sistema imunológico — e o projeto para cada uma dessas proteínas é codificado pelos genes encontrados no DNA de cada célula. O dogma central na biologia dita que a informação genética é convertida em proteínas funcionais pelos processos de transcrição e tradução.

A tradução ocorre fora do núcleo

Eucariotes têm um núcleo ligado à membrana onde o mRNA é transcrito do DNA. Após a transcrição, o mRNA é transportado para fora do núcleo para ser traduzido em uma cadeia de aminoácidos — um polipeptídeo — e, eventualmente, uma proteína funcional. Isso pode ocorrer no citoplasma ou no ânticulo endoplasmático áspero, onde os polipeptídeos são ainda mais modificados. Em contraste, os procariotes não têm um compartimento nuclear, então a tradução em procariotes ocorre no citoplasma, às vezes como o mRNA ainda está sendo transcrito.

A sequência de Códons no mRNA determina a sequência de polipeptídeos

Cada códonte no mRNA corresponde a um dos 20 aminoácidos que uma célula mantém estocado, bem como parar códons que não codificam para aminoácidos. Outra molécula de RNA, transfer RNA (tRNA), é responsável por fornecer o aminoácido correto, baseado na sequência de códon, para os ribossomos durante a tradução. Em uma extremidade da molécula de tRNA, enzimas chamadas sintetizadores aminoacílico-tRNA anexam covalentemente o aminoácido específico ao local de fixação, enquanto a sequência de anticodontes localizada na outra extremidade do tRNA garantirá que o aminoácido correto seja entregue ao ribossomo. Algumas moléculas de tRNA são capazes de se ligar a mais de uma sequência de códon, permitindo a versatilidade de codificação conhecida como efeito oscilante. Isso se deve ao fato de que as moléculas de tRNA têm menor especificidade de ligação ao terceiro nucleotídeo na sequência de codon mRNA em comparação com os dois primeiros nucleotídeos.

Algumas doenças herdadas decorrem de defeitos na tradução

A tradução é um processo complexo que depende de uma ampla gama de componentes celulares. Mutações que impactam qualquer parte deste kit de ferramentas diversificado podem causar doenças. Por exemplo, a hiperferritina da doença de armazenamento de ferro, também conhecida como síndrome da catarata, resulta de mutações na região não traduzida do mRNA, uma região importante para o recrutamento de proteínas de iniciação de tradução. Essas mutações causam taxas anormalmente altas de tradução da ferritina de proteína de ferro, fazendo com que ela se acumule no sangue e tecidos dos pacientes afetados. Como resultado, as lentes dos olhos ficam nubladas. Outras doenças estão ligadas a mutações nos genes que codificam tRNAs e subunidades ribossômicas. Por exemplo, a doença da medula óssea, a anemia Diamond-Blackfan, decorre de mutações no gene RPS19, um componente da pequena subunidade ribossômica.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter