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| O gato que ri do país das maravilhas na concepção de Tim Burton, 2010. |
Até, relativamente, pouco tempo, a Genética trabalhava com o conceito de
que o código fosse invariável e igualmente fixado em todos os organismos, uma
vez que qualquer mudança produziria alterações generalizadas nas sequências de
aminoácidos de proteínas. Assim, o fato de haver muita similaridade entre as
proteínas, considerando grupos “aparentados” de seres vivos ou até mesmo entre
espécies não muito próximas servia de argumento para apoiar a teoria de código
genético universal.
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| Tabela do código genético "universal". |
Contudo a universalidade do código genético já foi questionada em 1979,
quando se observou que a mitocôndria de mamíferos utilizava para síntese de
suas proteínas um código que se desviava um pouco do “universal”.
Para entender melhor, vamos lembra que as proteínas são moléculas poliméricas
de aminoácidos. Cada proteína é montada nos ribossomos a partir da leitura, ou ‘decodificação’
do RNA mensageiro.
Como somente existem 4 tipos de bases para codificar os 20 tipos de
aminoácidos proteicos, comprovou-se que era necessário um trio de nucleotídeos,
ou triplet, para cada aminoácido, ou seja, cada triplet constitui um códon. Neste
caso o código genético é considerado “degenerado” uma vez que a combinação de 4
bases 3 a 3 redunda em 64 triplets, de forma que, com exceção da Metionina que
possui um único códon, os demais aminoácidos são codificados por dois ou mais
códons, como, a Serina que possui 4 códons ou a Leucina que possui 6.
Por exemplo, na sequência AUGCCCAAGCUG cada trio de bases codifica um
aminoácido: AUG torna-se Metionina, CCC torna-se Prolina, AAG torna-se Lisina,
e CUG torna-se Leucina. Além disso, há três códons de finalização que encerram
a formação da cadeia peptídica, são eles: UAA, UAG e UGA.
A universalidade do código genético prevê que em todas as formas de vida,
desde de bactérias a humanos, a sequência acima será traduzida ligando os
mesmos aminoácidos, na mesma sequência: metionina-prolina-lisina-leucina e a
leitura do RNAm pararia logo que um dos 3 códons de finalização surgisse como
uma placa que diz: "O código desta proteína termina aqui”. Assim, um códon
de finalização, em um código genético universal seria sempre um indicador de
parada da leitura do RNAm, em todos os organismos.
Isso é verdade?
Nem sempre!
A primeira exceção foi descoberta em 1985, quando verificou-se que o
códon UGA, ao invés de finalizar a leitura do RNAm, era utilizado para a
codificação de um aminoácido na bactéria Mycoplasma
capricolum.
Outras exceções à concepção "universal" observadas nesta
bactéria se referem aos códons redundantes, pois eles codificavam aminoácidos
diferentes em vez de sempre o mesmo observado para quase todos os demais organismos,
indicando que a degeneração do código é mais imprecisa do que se supunha.
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| fonte: http://www.mycoplasma-exp.com/98112.htm |
Mais tarde, estas mesmas discrepâncias foram também encontradas em outros
organismos e no DNA mitocondrial. A teoria mais provável para compreensão
destas discrepâncias considera que, pelo DNA ser dinâmico, quando, por alguma
razão, alguns códons "desaparecem" os velhos códons podem sofrer
remanejamentos, assumindo um novo significado e garantindo a continuidade da
síntese de proteínas.
O ponto de vista "universal" prevaleceu por muitos anos, por
considerar que as proteínas atuais já são o resultado de um grande processo
evolutivo e que as mudanças, mais provavelmente, se tornam letais.
Porém, estas ideias foram postas ‘em cheque’ desde que os primeiros
desvios da universalidade foram encontrados no DNA mitocondrial (mtDNA) no
final dos anos setenta. Todavia, alegou-se que o mtDNA é consideravelmente
menor do que o DNA nuclear e, portanto, teria uma melhor tolerância às
mudanças.
Todavia, nas últimas três décadas, Takeshi Ohama e colaboradores listaram
várias alterações do código encontradas no DNA nuclear, propondo rediscutir as
teorias de origem do código genético:
Enfatizando que, as teorias para explicar a evolução inicial do código
genético, embora numerosas, se assemelham ao especular que o sistema de
codificação deva ter surgido para apenas um ou para um número limitado de
aminoácidos, e que os demais foram sendo adicionados até que o total de 20 foi
atingido. Embora esta ideia unificadora possa ser esteticamente agradável, ela
não pode ser verificada.
A explicação alternativa proposta pela equipe japonesa sugere que mesmo o
mais antigo código genético deveria ter um número mínimo de códons que
contemplasse todos os 20 aminoácidos e um número mínimo de tRNAs
correspondentes. De forma que, este primeiro código genético teria muito pouca
tolerância para a mudança. No entanto, com o tempo, o desenvolvimento de códons
sinônimos (diferentes triplets para codificar o mesmo aminoácido), permitiu a
flexibilidade e, por conseguinte, resultou em uma adição vantajosa.
Por fim, eles concluem, ressaltando que não há organismos que utilizem o
sistema de código genético para mais ou menos do que os 20 aminoácidos, os
quais são os mesmos encontrados nas diferentes formas de vida da Terra, até
agora investigadas. Assim, o que está fixado de forma unânime é este conjunto
de 20 aminoácidos (todos levogiros) e não o código genético que lhes atribui.
Disso se poderia concluir que o código genético ainda está em processo de
evolução.
Observação: Conteúdo previamente divulgado por Carmen Carolina R. Saavedra no grupo Bio-UFRGS
anos 1980 do Facebook.
Traduzido e adaptado de:
Chimeras: The "not-so-universal" genetic
code, its origin and its evolutivon, 13 de fevereiro de 2012. http://chimerasthebooks.blogspot.com.br/2012/02/not-so-universal-genetic-code-its.html
Referências:
[1] Ohama T,
Inagaki Y, Bessho Y, & Osawa S (2008). Evolving genetic code.Proceedings
of the Japan Academy. Series B, Physical and biological sciences, 84 (2),
58-74 PMID: 18941287
[2] Miranda, I., Silva, R., & Santos, M. (2006). Evolution of the genetic code in yeastsYeast, 23 (3), 203-213 DOI: 10.1002/yea.1350
[2] Miranda, I., Silva, R., & Santos, M. (2006). Evolution of the genetic code in yeastsYeast, 23 (3), 203-213 DOI: 10.1002/yea.1350
Leituras complementares
no Teliga:
1- Aspectos Gerais da
Síntese de proteínas. http://www.teliga.net/2010/08/aspectos-gerais-da-sintese-de-proteinas.html
2- Aspectos Gerais das
proteínas. http://www.teliga.net/2011/05/aspectos-gerais-das-proteinas.html
3- Peptídeos não ribossomais
abalam dogma central da biologia molecular. http://www.teliga.net/2011/08/peptideos-nao-ribossomais-abalam-dogma.html
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