Nos procariontes, tanto a transcrição quanto a tradução ocorrem no citoplasma devido à ausência de núcleo. No eucariote, a transcrição ocorre no núcleo e a tradução ocorre nos ribossomos presentes na membrana endoplasmática rugosa no citoplasma.
A transcrição é realizada pela RNA polimerase e outras proteínas associadas denominadas como fatores de transcrição. Pode ser indutível como visto na regulação espaço-temporal de genes do desenvolvimento ou constitutivo como visto no caso de manutenção de genes como Gapdh.
A tradução é realizada por uma estrutura de múltiplas subunidades denominada ribossomo, que consiste em rRNA e proteínas.
A transcrição inicia-se com a ligação da RNA polimerase à região promotora no DNA. Os fatores de transcrição e a ligação da RNA polimerase ao promotor formam um complexo de iniciação da transcrição. O promotor consiste em uma região central, como a caixa TATA, onde o complexo se liga. É nesta fase que a RNA polimerase desenrola o DNA.
A tradução inicia com a formação do complexo de iniciação. A subunidade do ribossomo, três fatores de iniciação (IF1, IF2 e IF3) e a metionina que transportam o t-RNA ligam o mRNA próximo ao códon de início do AUG.
Durante a transcrição, a RNA polimerase após as tentativas abortivas iniciais atravessa a fita modelo de DNA na direção 3 'a 5', produzindo uma fita complementar de RNA na direção 5 'a 3'. À medida que a RNA polimerase avança, a cadeia de DNA que foi transcrita rebobina para formar uma dupla hélice.
Durante a tradução, o aminoacil t-RNA de entrada se liga ao códon (sequências de 3 nucleotídeos) no local A e uma ligação peptídica é formada entre o novo aminoácido e a cadeia crescente. O peptídeo então move uma posição do códon para se preparar para o próximo aminoácido. Portanto, o processo prossegue na direção de 5 'a 3'.
A terminação da transcrição em procariontes pode ser independente de Rho, onde é formado um laço em gancho rico em GC ou dependente de Rho, onde um fator de proteína Rho desestabiliza a interação DNA-RNA. Nos eucariotos, quando uma sequência de terminação é encontrada, o transcrito nascente do RNA é liberado e é poli-adenilado.
Na tradução, quando o ribossomo encontra um dos três códons de parada, desmonta o ribossomo e libera o polipeptídeo.
O produto final da transcrição é um transcrito de RNA que pode formar qualquer um dos seguintes tipos de RNA: mRNA, tRNA, rRNA e RNA não codificante (como o microRNA). Geralmente em procariontes o RNAm formado é policistrônico e em eucariotos é monocistrônico.
O produto final da tradução é uma cadeia polipeptídica que se dobra e sofre modificações pós-traducionais para formar uma proteína funcional.
Durante a modificação pós-transcricional em eucariotos, uma tampa 5 ', uma cauda poli 3' é adicionada e os íntrons são unidos. Em procariontes esse processo está ausente.
Ocorrem várias modificações pós-traducionais, incluindo fosforilação, SUMOilação, formação de pontes dissulfeto, farnesilação, etc..
A transcrição é inibida pela rifampicina (antibacteriana) e 8-hidroxiquinolina (antifúngica).
A tradução é inibida por anisomicina, ciclo-heximida, cloranfenicol, tetraciclina, estreptomicina, eritromicina e puromicina.
Para transcrição, RT-PCR, microarray de DNA, hibridação in situ, Northern blot, RNA-Seq é frequentemente usado para medição e detecção. Para tradução, western blotting, immunoblotting, ensaio enzimático, sequenciamento de proteínas, marcação metabólica e proteômica é usado para medição e detecção.
Dogma central de Crick: DNA ---> Transcrição ---> RNA ---> Tradução ---> Proteína
Código genético usado durante a tradução: