Applications des TDR dans les gastroentérites virales

Visto que a maior parte de todo o ADN celular esta localizada no nftcleo, e como a maioria das funcOes celulares ocorre no citoplasma, algum meio deve ser disponivel para que os genes do nticleo controlem as rendes quirnicas do citoplasma. Isso é realizado pela intermediacgo de outro tipo de acid° nucleic°, o dci- do ribonucleic° (A RN), cuja formagao é controlada

pelo ADN nuclear, um processo chamado de transcri- cdo. Uma vez formado, o ARN é transportado para o

espaco citoplasmätico, onde vai controlar a sintese de proteinas.

Tres tipos distintos de ARN sao importantes para a sir 41e proteica: o ARN mensageiro, o ARN transferi-

o A RN ribossOmico. Antes de descrevermos a

funcao de cada um desses diferentes ARNs na sintese de proteinas, vamos ver como o ADN controla a for-

mg° do ARN.

SIntese de ARIA. Os codinomes no ADN promo- vem a formacgo de codinomes complementares, cha-

mados cOdons, no ARN. Os estagios dessa sintese sao

os seguintes.

Elementos Bdsicos do ARN. Os elementos basi- cos do ARN sac) quase os mesmos do ADN, exceto por dugs diferencas. Primeira, o acticar desoxirribose nab existe no ARN, seu lugar sendo ocupado por ou- tro act:war, de composicgo ligeiramente diferente, a

ribose. Segunda, a timina é substituida pelo uracil.

Formacao dos Nucleotidios do ARN. Os ele- mentos basicos do ARN, inicialmente, formam nu- cleotidios da mesma nianeira como foi descrita a for- macgo dos nucleotidios do ADN. Aqui, tambem, quatro nucleotidios distintos sao usados na formacgo do ARN. Esses nucleotidios contem as bases adenina, guanina, citosina e uracil, respectivamente, o uracil sub stituindo a timina que é encontrada nos quatro nucleotidios do ADN.

Ativactio dos Nucleotidios. A etapa seguinte na sintese do ARN é a ativacg

o dos nucleotidios. Isso ocorre pela adicao — a cada nucleotidio — de dois ra- dicais fosfato, que formam _{ligacOes fosfato de alta}

energia.

0 resultado desse processo de ativacgo é o de tor- nar disponiveis grandes quantidades de energia para cada um dos nucleotidios, e essa energia a usada na promocg_{o das reacOes quimicas subseqiientes que,} eventualmente, resultam na formacgo da cadeia de ARN.

Montagem da Molecula de ARN a Partir de Nu- cleotidios Ativados, Usando a Molecula de ADN co- mo Molde — o Processo de Transcricao. 0 proximo passo na formacgo do ARN é a separacgo dos dois fi- lamentos da molecula de ADN. Em seguida, urn des- ses filamentos é usado como urn molde sobre o qual é formada a molecula do ARN. esse filamento que content os genes, enquanto o outro filamento perma- nece geneticamente inativo. A montagem da molecula do ARN a realizada do modo como a mostrado na Fig. 4-7, sob a influencia da enzima ARN polimerase.

As etapas desse processo sao (1) fixacgo temporaria de uma base do ARN a cada base do ADN, (2) ligacffo

Filamento de ADN

d —a—d —0— d —0— d — Cl—d —a—d—a—d-

I

'I

I I I I I

CONTROLE GENtTICO DA FUNCAO CELULAR 41

dos nucleotfdios sucessivos do ARN entre si e (3) se-

paracab do filamento do ARN do filamento do ADN.

Deve ser lembrado que existem quatro tipos dife- rentes de bases do ADN e outros quatro tipos tarn- bem diferentes de bases do ARN. Ainda mais, essas bases combinam-se entre si, sempre conforme os pares seguintes:

bases do ADN bases do ARN

guanina citosina

citosina guanina

adenina uracil

timina adenina

Portanto, o cOdIgo presente no filamento de ADN é transmitido, de forma complementar, pata a molecula

do ARN.

Uma vez formadas as moleculas do ARN, difun- dem-se para fora do aide°, atingindo todas as regiOes do citoplasma, onde vao realizar outras funcOes.

ARN Mensageiro

As moleculas do ARN mensageiro sao filamentos lon- gos e retilfneos, que ocorrem em suspensao no cito- plasma. Essas moleculas sao, em geral, formadas por

varias centenas a varios milhares de nucleotidios em filamentos nffo-pareados, cada um deles contendo co- dons que go exatamente complementares aos codino-

mes dos genes do ADN. A fig. 4-8 mostra um peque- no segmento de uma molecula de ARN mensageiro. Seus cOdons sao CCG, UCU e GAA. Esses sao .os có- dons para a prolina, para a serina e para o acido glut& mico. A transcricffo desses cOdons, a partir da mole- cula de ADN, foi mostrada na Fig. 4-7.

Os C6dons do ARN. 0 Quadro 4-1 mostra os dons do ARN para .os 20 aminoacidos comuns, encon- trados nas moleculas de protefnas. Deve ser notado que värios aminoacidos sao representados por mais de urn cOdOn; alguns cOdons representam sinais do tipo

"comecar produgo de molecula de protefna" ou "pa- rar produca° de molecula de proteina". No Quadro 4-1, esses dois cOdons sao designados como CI, para "iniciar cadeia" e CT, para "terminar cadeia".

ARN Transferidor

Outro tipo de ARN que desempenha papel importan- te na sIntese de protefnas é o A RN transferidor, que

transfere as moleculas de aminoacidos para a molecu- la de protefna que esti sendo formada. Cada tipo de ARN transferidor pode-se combinar especificamente corn apenas urn dos 20 aminoacidos que compOem as. protelnas. 0 ARN transferidor atua como um carrea- dor para o transporte desse tipo especffico de amio-

C C G U C U G A A

1 1 1 1 1 1 1 1

P--R—P—R—P --R -P —R —P -R —P —P--R —R-

Prolina Serina Acido glufamico

Figura 4-8. Porgo de molecula de acido ribonucleico de- monstrando tres "codinomes", CCG, UCU e GAA, que repre- sentam os tres aminoacidos prolina, serina e acido gluttimica acido para os ribossomas, onde sao formadas as mole- culas de protefnas.

0. ARN transferidor, contendo apenas cerca de 80 nucleotfdios, é uma molecula relativamente pequena, em relago ao ARN mensageiro. uma cadeia encur- vada de nucleotfdios, corn aparencia de folha de tre- vo, semelhante a que é mostrada na Fig. 4-9. Em uma das extremidades dessa molecula existe sempre um acido adenilico que se prende ao aminoacido.

0 grupo prostetico especifico, que permite ao ARN transferidor reconhecer urn cOdon especffico, no filamento do ARN mensageiro, é chamado de anti- cOdon, e fica localizado, aproxi.madamente, no meio

da molecula do ARN transferidor — na parte inferior da folha de trevo, como mostrado na Fig. 4-9. Duran- te a formaca° de uma molecula de proteina, as bases do anticOdon combinam7se fracamente por meio de

pontes de hidrogdnio, corn as bases do cOdon do ARN mensageiro. Desse modo, os respectivos aminoacidos sao colocados em linha, urn apOs o outro, ao longo da cadeia do ARN mensageiro, o que estabelece a se- qiiencia adequada de aminoacidos da molecula de protefna.

Quadro 4-1. COdons A RN para os Diferentes A minocicidos e para Iniciar e Interromper

Aminoicidos COdons ARN Alanina GCU GCC GCA GCG

Arginina CGU CGC CGA CGG AGA AGG Asparagina

Acido aspirtico AAU AAC.GAU GAC Cisteina UGU UGC Acido glutimico GAA GAG

CAA CAG Glutamina GGU GGC GGA GGG Glicina CAU CAC Histidina

AUU AUC AUA Isoleucina

CUU CUC CUA CUG UUA UUG- Leucina AAA AAG Lisina AUG Metionina UUU UUC Fenilalanina CCU CCC CCA CCG Prolina

UCU UCC UCA,UCG Serina

ACU ACC ACA ACG Treonina

Triptofinio UGG UAU UAC Tirosina

GUU GUC GUA GUG Valina

Iniciar (CI) AUG GUG Interromper (CT) UAA UAG UGA

Alanma Cisteina. Histidina Alanina Fenilalanina Serina. A RN .tratisferidor Prolina Proteina sendo formada

TH2

R C C (OH + N— C—COOH TH2 II III ft—C C—N—C COOH + H20 0 H R II I I 42 FISIOLOGIA CELULAR Movimento do RNA mensageiro

4a 4-9. Mecanismo postulado pelo qual uma molecula

proteica 6 formada nos ribossomas em associagffo corn o ARN mensageiro e com o ARN transferidor.

ARN Ribosstimico

0 terceiro tipo de ARN que 6 importante para a for- macffo de proteinas é o ARN ribossOmico; forma cer- ca der 60% do ribossoma. 0 restante do rib ossoma é proteina,, corn ate 50 tipos diferentes de proteina, tanto de proteinas estruturais como de enzimas ne- cessarias a producao de moleculas de proteina.

0 ribossoma 6 a estrutura fisica e quimica no ci- toplasma na qual as moleculas de proteina sao, real- mente, sintetizadas. Entretanto, sempre funciona em )ociacao com os outros dois tipos de ARN: o ARN transferidor transporta os aminoacidos para os ribos- somas para serem incorporados as moleculas proteicas em formaca-o, enquanto que o ARN mensageiro for- nece a informacao necessaria para seqiienciar os =1- noacidos, em uma ordem apropriada para cada tipo de proteina a ser produzida.

Formacaso dos Ribossomas no Nucleolo. As mo- leculas de ADN para a formacaO do ARN ribossOmico estab contidas em um imico par de cromossomas no flacks:). Entretanto, esse par cromossOmico contem muitas duplicatas desses genes rib ossOmicos, dada a grande quantidade de ARN ribossOmico, necessdrio para a funcdo celular.

Conforme 6 formado o ARN ribossOmico, ele 6 coletado no nucleolo, uma estrutura especializada, situada ao lado do cromossoma. 0 ARN ribossOmico 6, ent-go, especialmente processado no nucleolo e combinado corn "proteinas ribossOmicas" para for- mar condensacOes granulares, que sao a forma primor- dial dos ribossomas. Em seguida, essas condensacOes sao liberadas pelo nucleolo, migrando atraves dos grandes "poros" da membrana nuclear para, na prati-

-1- r-srl.ae no rarriAAQ rjn nitrtniasma_ a maioria deles

atingindo, eventualmente, as superficies do reticulo endoplasmatico.

A Formag"ao de Proteinas nos Ribossomas

o Processo de Traducbo

Quando uma molecula de ARN mensageiro entra em contato corn urn ribossoma, ela o atravessa, comecan- do por uma extremidade predeterminada por seqiien- cia apropriada de bases do ARN. Entretanto, a mole- cula de proteina nab comeca a ser formada ate que urn cOdon de "inicio" (ou de "iniciar cadeia") entre no ribossoma. Entffo, como mostrado na Fig. 4-9, en- quanto o ARN mensageiro atravessa o ribossoma, formada uma molecula de proteina — o processo de

traduce1o. - Dessa forma, o ribossoma 16 o cOdigo do ARN mensageiro de modo essencialmente andlogo co- mo uma fita magnetica é "lida" conforme passa pelo cabecote de reproducao de urn gravador. Entao, quan- do urn cOdon de "termino" (ou de "terminar cadeia") passa pelo ribossoma, o fun da molecula de proteina sinalizado, e a molecula rec6m-formada '6 liberada do ribossoma.

Um ARN mensageiro pode provocar a formacab de molecula' de proteina em qualquer ribossoma, isto 6, nffo existe qualquer especificidade dos ribossomas pa- ra determinado tipo de proteina. 0 ribossoma parece ser, simplesmente, a estrutura ffsica na qual, ou sobre a qual, tern lugar as rendes quimicas.

A Fig. 4-10 mostra a relacffo funcional do ARN mensageiro corn os rib ossomas e, tambem, o modo como os ribossomas se fixam a membrana do reticulo endoplasmätico. Deve ser notado o processo de tradu- cdO, ocorrendo, simultaneamente, em varios ribosso- mas, em resposta ao mesmo filamento de ARN men- sageiro. E, tambem, devem ser notadas as cadeias po- lipeptidicas em formacab, passando atrav6s da mem- brana do reticulo endoplasmatico para a matriz endo- plasmätica, formando, assim, as moleculas de protei- na.

Ligacio Peptica. Os aminoacidos sucessivos, na cadeia proteica em formag.o, combinam-se entre si pela seguinte reaca-o tipica:

Nessa rend-0 quimica, urn radical hidroxila 6 reti- rado da terminacfto COOH de urn aminoacido e urn hidrogenio da terminacao. NH2 de outro. 0 hidrog6-

nio e a hidroxila reagem entre si formando agua, en- quanto os dois radicals reativos, nas duas moleculas contIguas de aminoacidos, reagem, tambem, entre si,

Amino- ecido Subunidade grandé Cadeia polipeptidica ARN transferidor ARN mensageiro pequena Subunidade. Ribossoma munioin toninuauk. _„vo, ros

tis

L.3

CONTROLE GENETICO DA FUNCÂOCELULAR 43

Figura 4-10. Concepcao de urn artista sobre a estrutura fisica dos ribossomas, bem como a sua relago funcional corn o ARN mensageiro, transferidor e o re- ticulo endoplasmatico durante •a sinte- se de moleculas proteicas. (De Bloom e Fawcett: A Textbook of Histology, , ed. Philadelphia, W. B. Saunders Company, 1975.)

formando molecula Unica. Esse processo é chamado de ligacdo peptica.

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