Alvos farmacológicos: 30S e 50S
O aparato de tradução bacteriano difere fundamentalmente do humano, o que o torna um excelente alvo para a ação tóxica seletiva de medicamentos. Os antibióticos que inibem a síntese proteica são divididos em dois grandes grupos, dependendo da parte do ribossomo à qual se ligam.
Medicamentos que atuam sobre a subunidade 30S (menor):
- Aminoglicosídeos;
- Aminociclitóis;
- Tetraciclinas;
- Glicilciclinas.
Medicamentos que atuam sobre a subunidade 50S (maior):
- Macrolídeos;
- Cetolídeos;
- Lincosamidas;
- Cloranfenicol;
- Linezolida.
Iniciação da tradução
O processo de síntese começa com a montagem do complexo de trabalho. Primeiro, o RNA mensageiro (ARNm) se une à subunidade 30S menor.
Um papel fundamental nesta etapa é desempenhado pelo aminoácido iniciador. Nos organismos procarióticos, essa função é exercida pela metionina formilada (fMet). O RNA transportador que carrega a fMet encontra o códon de iniciação (AUG) no ARNm e se liga a ele.
Após isso, a subunidade 50S maior se junta à estrutura, concluindo a formação do ribossomo 70S funcional.
Dentro do ribossomo montado, a molécula de fMet-tRNA fica localizada no sitio P (peptidílico). O sítio A vizinho (aminoacílico) permanece totalmente livre neste momento — pronto para receber o próximo RNA transportador para continuar a síntese.
Alongamento: crescimento da cadeia peptídica
Na etapa de alongamento, o ribossomo avança sequencialmente ao longo do ARNm na direção de 5’ para 3’, adicionando novos aminoácidos. Esse ciclo consiste em várias etapas estritas:
- Fixação. Um novo aminoacil-tRNA entra no sítio A vazio. Ele carrega um aminoácido específico e se liga ao ARNm pelo princípio da complementaridade.
- Reação da peptidil transferase. A enzima peptidil transferase une dois aminoácidos. Uma ligação peptídica é formada entre a metionina formilada que estava no sítio P e o aminoácido recém-chegado no sítio A.
- Transpeptidação. Como resultado da união, o tRNA do sítio A assume o fMet. Agora, este tRNA já carrega um dipeptídeo (uma cadeia de dois aminoácidos).
- Translocação. O ribossomo dá um passo à frente exatamente de três nucleotídeos em direção à extremidade 3’. A enzima translocase, que desloca o ARNm, auxilia nesse processo.
Durante o deslocamento, ocorrem rearranjos de tRNA: a molécula que cedeu o fMet e se tornou «vazia» deixa o sítio P. O tRNA com o dipeptídeo, que estava anteriormente no sítio A, passa para o seu lugar (no sítio P liberado).
Resultado do ciclo: o sítio A está livre novamente. O sistema está pronto para aceitar o próximo aminoacil-tRNA, e todo o ciclo de alongamento se repetirá.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Qual é o mecanismo exato de ação das tetraciclinas na subunidade 30S?
As tetraciclinas bloqueiam reversivelmente a ligação do novo aminoacil-tRNA ao sítio A (sítio aceitador) na subunidade 30S do ribossomo bacteriano. Como resultado, o RNA transportador que carrega um aminoácido específico não pode se ligar ao ribossomo. Isso leva à paralisação do alongamento da cadeia peptídica, pois ocorre o bloqueio da fase de iniciação do alongamento. A inibição é reversível e, após a remoção do antibiótico, o processo de síntese proteica é retomado.
Qual é o mecanismo de ação dos macrolídeos na subunidade 50S?
Os macrolídeos se ligam a um ligante específico dentro do túnel ribossômico da subunidade 50S e inibem a translocação. O ribossomo perde a capacidade de se mover ao longo do ARNm em um tripleto (códon). Como resultado, o movimento do peptídeo formado do sítio A para o sítio P é bloqueado, e a liberação dos peptídeos sintetizados a partir do ribossomo é interrompida. Isso impede a liberação do sítio A para o próximo tRNA e a liberação do tRNA «vazio» do sítio P, bloqueando assim a continuação da síntese proteica.
Quais fatores proteicos participam da etapa de alongamento da tradução em bactérias?
Na etapa de alongamento da tradução em procariontes (bactérias), participam fatores proteicos de alongamento específicos. Eles asseguram o processo de adição de aminoácidos à cadeia em crescimento à medida que o ribossomo se move da extremidade 5’ para a 3’ do ARNm. Eles incluem:
- EF-Tu — fator de alongamento.
- EF-Ts — fator de alongamento.
- EF-G — fator de translocação.
Quais antibióticos inibem especificamente a reação da peptidil transferase?
A reação da peptidil transferase é inibida especificamente pelo cloranfenicol (levomicetina). O fármaco se une ao centro enzimático da subunidade 50S do ribossomo e causa o bloqueio da enzima peptidil transferase. Como resultado, a reação de transpeptidação é inibida: a formação da ligação peptídica é bloqueada e torna-se impossível transferir a cadeia peptídica em crescimento do tRNA no sítio P para o aminoácido no sítio A.
Os grupos de antibióticos que inibem a subunidade 30S são fáceis de lembrar pela regra «Dois A, dois T/C»: Aminoglicosídeos, Aminociclitóis, Tetraciclinas, Glicilciclinas. Os demais da lista atuam na 50S.
Questões de aulas e exames
Qual subunidade se liga ao ARNm bem no início da iniciação?
Inicialmente, o RNA mensageiro liga-se à subunidade menor (30S) do ribossomo e, somente após a fixação do fMet-tRNA, o complexo é fechado pela subunidade 50S maior.
Em qual direção o ribossomo lê o ARNm?
O avanço do ribossomo (e a ação da enzima translocase) ocorre sempre da extremidade 5’ para a extremidade 3’ do RNA mensageiro.
Onde fica o RNA transportador com o aminoácido iniciador após a montagem do ribossomo 70S?
A molécula de fMet-tRNA localiza-se no sítio P peptidílico, deixando o sítio A aminoacílico adjacente livre para a próxima etapa.
O que mais estudar sobre o tema
- O papel da enzima translocase durante o passo do ribossomo
- O mecanismo da reação da peptidil transferase
- A distribuição espacial dos sítios P e A do ribossomo
- A função do códon de iniciação AUG na tradução
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