Sequência Shine-Dalgarno
Pontos principais
- A sequência Shine-Dalgarno é essencial para o alinhamento do ribossomo com o códon de início AUG em procariontes.
- Ocorre através do emparelhamento de bases entre o mRNA e a extremidade 3' do RNA ribossômico 16S.
- A sequência de consenso geral é AGGAGG, embora existam variações entre diferentes espécies e vírus.
- Mutações na sequência SD podem alterar a taxa de síntese proteica, podendo ser corrigidas por mutações compensatórias no rRNA.
A sequência Shine-Dalgarno (SD) é um elemento regulador encontrado no RNA mensageiro (mRNA) de bactérias e arqueias, constituindo parte do sítio de ligação ribossômica. Sua função principal é facilitar o recrutamento do ribossomo ao mRNA para iniciar a síntese de proteínas, alinhando a maquinaria traducional com o códon de iniciação.
Mecanismo de Reconhecimento e Iniciação
A sequência Shine-Dalgarno localiza-se geralmente cerca de 8 bases a montante (upstream) do códon de iniciação, tipicamente o AUG. O processo de iniciação da tradução ocorre através do emparelhamento de bases complementares entre a sequência SD no mRNA e a extremidade 3' do RNA ribossômico 16S (rRNA 16S), que faz parte da subunidade menor do ribossomo procarionte.
Interação Molecular
Pesquisas conduzidas por John Shine e Lynn Dalgarno em 1973 demonstraram que a extremidade 3' do rRNA 16S de Escherichia coli é rica em pirimidinas, apresentando a sequência 5'-YACCUCCUUA-3'. Esta região reconhece a sequência rica em purinas da sequência Shine-Dalgarno (como 5'-AGGAGGU-3'), permitindo que o ribossomo se posicione precisamente sobre o códon de início.
Esse mecanismo de emparelhamento é fundamental para que a célula diferencie os códons AUG que servem como iniciadores daqueles que aparecem internamente na sequência codificante ou fora de fase. Além disso, a força desse emparelhamento (o grau de complementaridade) influencia a taxa de iniciação da tradução para diferentes genes.
Distribuição e Variações
Embora seja predominante em bactérias, a sequência Shine-Dalgarno também é encontrada em arqueias, embora com menor frequência. Além disso, transcritos em cloroplastos e mitocôndrias — organelas que possuem origem endossimbiótica bacteriana — também apresentam essa sequência.
Consenso de Sequência
A sequência de consenso de seis bases é AGGAGG. No entanto, variações ocorrem dependendo do organismo ou do gene:
- Em Escherichia coli, a sequência comum é AGGAGGU.
- Em genes precoces do vírus T4 que infectam E. coli, predomina a sequência mais curta GAGG.
Impacto na Expressão Proteica
A eficiência da tradução em procariontes é sensível a mutações na sequência Shine-Dalgarno. Alterações que diminuam a complementaridade com o rRNA 16S geralmente reduzem a taxa de tradução, enquanto mutações que aumentem a afinidade podem elevá-la. A natureza dessa interação foi comprovada por experimentos de mutações compensatórias: quando uma mutação na sequência SD do mRNA reduz a tradução, uma mutação correspondente na extremidade 3' do rRNA 16S pode restaurar a síntese proteica, confirmando que a interação física entre as duas fitas de RNA é o motor do processo.
Hipóteses sobre a Terminação da Tradução
Em 1973, Dalgarno e Shine propuseram que a extremidade 3' do rRNA 18S em eucariontes poderia desempenhar um papel na terminação da síntese proteica através do emparelhamento com códons de terminação. Essa hipótese baseou-se na observação de que a sequência terminal 3' do rRNA 18S em organismos como Drosophila melanogaster, Saccharomyces cerevisiae e células de coelho é idêntica (GAUCAUUA-3'OH) e complementar aos três códons de terminação eucarióticos (UAA, UAG e UGA). Propostas semelhantes foram feitas para o rRNA 16S em E. coli para o reconhecimento de tripletos de terminação.
Perguntas frequentes
O que é a sequência Shine-Dalgarno?
É uma sequência de nucleotídeos rica em purinas localizada no mRNA de procariontes, que serve como sítio de ligação para o ribossomo, permitindo a iniciação correta da tradução proteica.
Onde a sequência Shine-Dalgarno é encontrada?
É encontrada principalmente em bactérias e arqueias, além de estar presente em alguns transcritos de mitocôndrias e cloroplastos.
Qual a função do rRNA 16S na tradução?
O rRNA 16S possui uma sequência na sua extremidade 3' que é complementar à sequência Shine-Dalgarno do mRNA, permitindo que o ribossomo se ancore ao mRNA no local correto para iniciar a síntese da proteína.
O que acontece se a sequência Shine-Dalgarno for mutada?
Mutações podem aumentar ou diminuir a eficiência da tradução. Se a complementaridade com o rRNA 16S for reduzida, a produção da proteína correspondente geralmente diminui.
A sequência Shine-Dalgarno existe em humanos?
Não, a iniciação da tradução em eucariontes segue mecanismos diferentes, como o reconhecimento do cap 5' e a varredura (scanning) do mRNA até o primeiro códon AUG.