10.11 : Proteínas: dos Genes à Degradação

As células têm de seguir um processo multicamadas para sintetizar precisamente uma proteína dobrada a partir da informação codificada nos genes. Este processo tem duas etapas principais transcrição e tradução. A transcrição é a transferência da informação do DNA a um RNA mensageiro, ou a molécula de mRNA.

Aqui o RNA polimerase II copia a informação codificada no DNA de um gene em um mensageiro ou pré-mRNA. A sequência de nucleotídeos do DNA define o código genético do mRNA. O pré-mRNA então precisa ser submetido a uma série de etapas de processamento elaboradas, tais como 5 capping prime, 3 poliadenilação principal, e união no núcleo para formar um mRNA maduro.

Após uma verificação inicial da qualidade no núcleo, o mRNA maduro é transportado então através dos complexos nucleares do poro ao citoplasma. No citoplasma, o ribossoma realiza uma verificação de qualidade no mRNA, e os mRNAs processados incorretamente são degradados. Durante a tradução, o ribossoma traduz o mRNA corretamente processado em uma cadeia de aminoácidos com a ajuda de tRNAs.

A sequência dos aminoácidos em um polipeptídeo é dependente nos codões do tripletos no mRNA. A cadeia de polipeptídeo recém-formada é então dobrada em uma proteína com a ajuda de chaperonas. Isto conduz à estrutura terciária funcional da proteína.

Um erro no processo de tradução pode resultar em uma cadeia errada do polipeptídeo e daqui uma proteína mal dobrada que possa ser tóxica à célula. Tais proteínas mal dobradas ou anormais são etiquetadas rapidamente com moléculas ubiquitina e degradadas nos proteassomos. 00:02:04.290 Alternativamente, uma alteração conformacional na própria proteína alvo após a fosforilação de um local específico, ou dissociação de uma subunidade de proteína, ou clivagem de uma ligação de peptídeo pode desmascarar um sinal de degradação normalmente oculto.

Este sinal pode então ser reconhecido por uma ubiquitina ligase, resultando na ubiquitina da proteína. Por exemplo, as proteínas ciclinas contêm um sinal de degradação interno, que só pode ser reconhecido pela APC. No entanto, este sinal só é exposto quando uma ciclina quinase fosforilata um local específico na proteína ciclina.

Isto provoca uma mudança conformacional na proteína que desmascara o seu sinal de degradação, levando à sua poliubiquitinação e degradação no proteassoma.