Biologia Celular: Tradução, Organelos e Transporte RER

g) Fase de Iniciação da Tradução

Descreva a fase de iniciação da tradução.

A iniciação da tradução ocorre da seguinte forma:

1. A pequena subunidade do ribossoma liga-se ao terminal 5' do RNAm (CAP).
2. Esta move-se ao longo da cadeia de RNAm para procurar o codão de iniciação (AUG), sendo necessários fatores de iniciação e energia (GTP).
3. O RNAt que transporta o aminoácido correspondente ao codão AUG (metionina) liga-se ao respetivo codão.
4. Só no fim se associa a grande subunidade do ribossoma, formando o complexo de iniciação.

4. Célula Eucariota

A imagem mostra uma célula eucariota.

a) Tipo de Microscópio

Qual o microscópio que permite obter imagens deste tipo? Justifique.

Microscópio eletrónico de transmissão. Porque permite visualizar organelos internos como o vacúolo, cloroplastos e a parede celular com alta resolução.

b) Cromatina, Cromossoma e Função do Núcleo

Qual a diferença entre cromatina e cromossoma? Porque se diz que o núcleo comanda toda a atividade celular?

Um cromossoma é uma longa sequência de DNA, que contém vários genes e outras sequências de nucleótidos com funções específicas nas células dos seres vivos. A cromatina corresponde ao complexo de DNA e de proteínas estruturais (histonas), representando a forma descondensada dos cromossomas no núcleo interfásico.

O núcleo comanda toda a atividade celular porque é onde se encontram os genes (no DNA) com a informação necessária para a síntese das macromoléculas (principalmente proteínas, incluindo enzimas) que são responsáveis pela estrutura e atividade celular.

c) Organelos de Degradação

Quais os organelos cuja função consiste na degradação de macromoléculas? Quais as principais diferenças entre eles?

Os organelos são os lisossomas e os vacúolos (principalmente o vacúolo central das células vegetais).

Diferenças principais:

• Os vacúolos existem principalmente nas células vegetais, são geralmente grandes, armazenam água, iões e produtos de nutrição, e podem conter enzimas hidrolíticas (lisossómicas) com função digestiva.
• Os lisossomas são vesículas presentes tipicamente em células animais, contendo diversas enzimas hidrolíticas que degradam moléculas por hidrólise em pH ácido. Podem ser primários (apenas com enzimas) ou secundários (fundidos com material a ser digerido).

d) Visualização por Microscopia de Fluorescência

Acha possível visualizar estes organelos (especializados na degradação) no microscópio de fluorescência? Justifique.

Sim, seria possível, mas apenas se substâncias específicas dentro desses organelos fossem previamente marcadas com fluorocromos. Estes poderiam ligar-se, por exemplo, a proteínas ou através de anticorpos específicos existentes nestes organelos. Ao serem excitados com luz de um comprimento de onda específico, os fluorocromos emitiriam luz (fluorescência), permitindo localizar os referidos organelos.

5. Transporte de Proteínas para o RER

O esquema mostra o mecanismo molecular que permite a passagem de proteínas através das membranas do Retículo Endoplasmático Rugoso (RER).

a) Ribossomas Representados e Proteínas Formadas

Como se chamam os ribossomas representados na figura? Quais as proteínas que se formam nestes ribossomas?

Os ribossomas formam um polirribossoma (ou polissoma) ligado à membrana do RER. As proteínas que se formam nestes ribossomas são tipicamente proteínas secretoras (destinadas à exportação), proteínas de membrana ou proteínas destinadas a outros organelos do sistema endomembranar (RER, Golgi, lisossomas).

b) Ribossomas do RER vs. Mitocondriais e Tradução de RNAm Procariota

Quais as diferenças entre estes ribossomas (ligados ao RER) e os ribossomas mitocondriais? Acha que um RNAm procariota pode ser traduzido por um ribossoma mitocondrial? Justifique.

Diferenças:

• Os ribossomas ligados ao RER são ribossomas citosólicos (80S em eucariotas) que se associam temporariamente à membrana do RER durante a síntese de certas proteínas. Os ribossomas mitocondriais (tipicamente 70S, semelhantes aos procariotas) são encontrados dentro das mitocôndrias e sintetizam algumas proteínas mitocondriais codificadas pelo DNA mitocondrial.
• Os ribossomas mitocondriais são estrutural e funcionalmente mais semelhantes aos ribossomas procariotas do que aos ribossomas citosólicos eucariotas.

Tradução de RNAm procariota por ribossoma mitocondrial: Teoricamente, poderia haver alguma compatibilidade devido à semelhança (ambos 70S e com mecanismos de iniciação relacionados), mas existem diferenças nos códigos genéticos e nos fatores de tradução que podem impedir ou limitar a tradução eficiente e correta. A justificação original ("Não, porque as células procariotas não têm mitocôndrias") não aborda a compatibilidade molecular intrínseca.

c) Mecanismo de Entrada de Proteínas no Lúmen do RER e Legenda

Descreva o mecanismo de entrada das proteínas para o lúmen do RER. Faça a legenda da figura.

Mecanismo:

1. A síntese proteica inicia-se num ribossoma livre no citosol.
2. Na proteína a ser sintetizada, na extremidade N-terminal, existe uma sequência-sinal.
3. Esta sequência-sinal é reconhecida e ligada pela SRP (Partícula de Reconhecimento do Sinal), o que pausa temporariamente a tradução.
4. O complexo [ribossoma-RNAm-proteína nascente-SRP] desloca-se para a membrana do RER.
5. A SRP liga-se ao seu recetor correspondente (Recetor da SRP), uma proteína integral da membrana do RER.
6. Esta ligação promove a transferência do ribossoma para um canal proteico na membrana, o translocador (ou translocom). A SRP dissocia-se.
7. A tradução é retomada e a proteína atravessa a membrana do RER através do translocador ao mesmo tempo que é sintetizada (translocação cotraducional), ficando no interior (lúmen) do RER.
8. Uma enzima (peptidase sinal) geralmente cliva a sequência-sinal.
9. Quando a síntese da proteína termina, o ribossoma liberta-se, passando a ser um ribossoma livre no citosol, e a proteína, já no interior do lúmen do RER, começa a adquirir a sua estrutura tridimensional e pode sofrer modificações pós-traducionais.

Legenda da Figura (assumindo a descrição):

• a: RNAm
• b: SRP (Partícula de Reconhecimento do Sinal)
• c: Sequência-sinal (na proteína nascente)
• d: Translocador (canal proteico)
• e: Recetor da SRP