Back to chapter

9.4:

Melhorando a Precisão Translacional

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Improving Translational Accuracy

Languages

Share

Um único mRNA eucariótico é traduzido para produzir uma proteína de tamanho médio em cerca de 30 a 60 segundos. Durante este processo, a precisão de tradução é mantida por fatores de alongamento, EF-Tu e EF-G em bactérias e EF-1 e EF-2 em eucariotas. Durante a tradução, EF-Tu associa-se com GTP e tRNA de aminoacil.Juntos, ligam o local do ribossoma para formar um duplex codão-anticodão. Cada interação codão-anticodão é verificada duas vezes. O primeiro ponto de verificação é o pareamento da base complementar entre o codão mRNA e anticodão tRNA.Uma correspondência correta de codão-anticodão liga mais firmemente do que um tRNA incorreto, que irá dissociar. No segundo ponto de verificação, parte do rRNA 16s na subunidade ribossómica pequena dobra-se em torno das bases emparelhadas formando uma rede de contactos ribossomais específicos para cada posição do codão-anticodão. UM tRNA errado não faz contactos ribossomais e dissocia, enquanto o tRNA correto altera a confirmação do centro catalítico dentro do ribossoma.Isto é chamado um ajuste induzido. Isso faz com que o EF-Tu hidrolise o GTP e dissocie do ribossoma. O tRNA de aminoacil liberado pode agora participar da tradução.Se um tRNA aminoacil escapa à prova e é adicionado à cadeia de polipeptídeo crescente, uma não correspondência do codão-anticodão no sítio P do ribossoma 00:01:50.370 00:01:53.940 causa um aumento na taxa de erro no sítio A.com sucessivas rodadas de incorporação in corretas de aminoácidos, a cadeia de polipeptídeos defeituosa é prematuramente terminada por fatores de liberação e a proteína defeituosa é degradada.

9.4:

Melhorando a Precisão Translacional

A complementaridade de bases entre os três pares de bases do codão de mRNA e do anticodão do tRNA não é um mecanismo à prova de falhas. As imprecisões podem variar desde uma única falha de correspondência até à inexistência de emparelhamento de bases correto. A diferença de energia livre entre os pares de bases corretos e quase corretos pode ser tão pequena como 3 kcal/mol. Sendo a complementaridade o único passo de revisão, a frequência de erro estimada seria um aminoácido errado por cada 100 aminoácidos incorporados. No entanto, as frequências de erro observadas nos organismos são significativamente mais baixas.

O elevado nível de precisão é garantido por dois passos de revisão adicionais que envolvem dois princípios de interações enzima-substrato.

Dentro do ribossoma, o centro da peptidil transferase (PTC) catalisa a formação de ligações covalentes entre aminoácidos para formar uma cadeia polipeptídica. Como qualquer outra enzima, o PTC também tem um local ativo que discrimina entre substratos com base na sua estrutura molecular. Os resíduos do rRNA 16S da subunidade ribossomal pequena formam ligações de hidrogénio com a base e átomos do esqueleto do duplex codão-anticodão. Apenas o tRNA correto pode induzir alterações conformacionais no PTC, que realiza a catálise.

O segundo passo, chamado revisão cinética, ocorre após a dissociação irreversível de EF-Tu·GDP do ribossoma. A hidrólise do GTP marca o início de um curto atraso de tempo durante o qual a aminoacil-tRNA se move para o local ativo do PTC para a catálise. Durante este atraso, é mais provável que qualquer par codão-anticodão incorreto que tenha escapado à etapa de encaixe induzido se dissocie do que pares corretos. A razão para isto é que o tRNA errado cria pares de bases mais fracos com o codão, e o atraso é mais longo para correspondências incorretas do que corretas.

Suggested Reading

  1. Alberts, Bruce. "Molecular Biology of the Cell." (2016), Pgs 343-346.
  2. Rodnina, Marina V., and Wolfgang Wintermeyer. "Ribosome fidelity: tRNA discrimination, proofreading and induced fit." Trends in biochemical sciences 26, no. 2 (2001): 124-130.
  3. Ieong, Ka-Weng, Ülkü Uzun, Maria Selmer, and Måns Ehrenberg. "Two proofreading steps amplify the accuracy of genetic code translation." Proceedings of the National Academy of Sciences 113, no. 48 (2016): 13744-13749.