Por maior que seja a diversidade morfológica que os seres vivos apresentem, estamos todos unidos sob o mesmo guarda-chuva: a nossa unidade funcional básica é a célula. Se um ser vivo possui uma célula na qual se baseia toda a sua estrutura morfológica, ele é conhecido como unicelular (caso dos protozoários ou bactérias), enquanto aqueles de nós que possuem várias (algumas centenas a centenas de bilhões) são seres multicelulares.
Assim, todo organismo parte da célula e, portanto, algumas entidades moleculares como os vírus não são consideradas estritamente “vivas” do ponto de vista biológico. Por sua vez, estudos caracterizaram que cada célula contém impressionantes 42 milhões de moléculas de proteína. Portanto, não é surpreendente que se estime que 50% do peso seco dos tecidos vivos seja composto apenas por proteínas.
Por que fornecemos todos esses dados aparentemente desconectados? Hoje viemos desvendar o segredo da vida: o código genético. Por mais misterioso que possa parecer à primeira vista, garantimos que você entenderá esse conceito imediatamente. É tudo uma questão de células, proteínas e DNA. Fique para descobrir.
Qual é o código genético?
Começamos de forma clara e concisa: o código genético nada mais é do que o conjunto de instruções que dizem à célula como produzir uma proteína específica. Já dissemos nas linhas anteriores que as proteínas são a unidade estrutural essencial dos tecidos vivos, por isso não se trata de uma questão anedótica: sem proteínas não há vida, é simples assim.
As características do código genético foram estabelecidas em 1961 por Francis Crick, Sydney Brenner e outros biólogos moleculares colaboradores. Este termo se baseia em uma série de premissas, mas primeiro devemos esclarecer alguns termos para compreendê-los. Vá em frente:
- DNA: ácido nucleico que contém as instruções genéticas utilizadas no desenvolvimento e funcionamento de todos os organismos vivos existentes.
- RNA: ácido nucléico que desempenha diversas funções, entre as quais dirigir as etapas intermediárias da síntese protéica.
- Nucleotídeos: moléculas orgânicas que, juntas, dão origem às cadeias de DNA e RNA dos seres vivos.
- Códon ou tripleto: cada 3 aminoácidos que formam o RNA formam um códon, ou seja, um tripleto de informação genética.
- Aminoácido: moléculas orgânicas que, em determinada ordem, dão origem às proteínas. 20 aminoácidos são codificados no código genético.
As bases do código genético
Uma vez que tenhamos clareza sobre esses termos básicos, é hora de explorarmos as principais características do código genético, estabelecido por Crick e seus colegas. Estes são os seguintes:
- O código é organizado em tripletos ou códons: cada três nucleotídeos (códon ou tripleto) codifica um aminoácido.
- O código genético é degenerado: existem mais trigêmeos ou códons do que aminoácidos. Isto significa que um aminoácido é geralmente codificado por mais de um tripleto.
- O código genético não se sobrepõe: um nucleotídeo pertence apenas a um único trigêmeo. Ou seja, um nucleotídeo específico não está em dois códons ao mesmo tempo.
- A leitura é “sem vírgulas”: não queremos incorrer em terminologia muito complexa, por isso diremos que não existem “espaços” entre os códons.
- O código genético nuclear é universal: o mesmo trio em diferentes espécies codifica o mesmo aminoácido.
Desvendando o código genético
Já temos as bases terminológicas e os pilares teóricos. Agora é hora de colocá-los em prática. Em primeiro lugar, diremos que Cada nucleotídeo recebe um nome baseado em uma letra, que é condicionado pela base nitrogenada que apresenta. As bases nitrogenadas são as seguintes: adenina (A), citosina (C), guanina (G), timina (T) e uracila (U). Adenina, citosina e guanina são universais, enquanto a timina é exclusiva do DNA e a uracila é exclusiva do RNA. Se você vir isso, o que você acha que significa?:
É hora de recuperar os termos descritos acima. O CCT faz parte de uma cadeia de DNA, ou seja, 3 nucleotídeos diferentes: um com a base citosina, outro com a base citosina e outro com a base timina. No segundo caso das letras em negrito estamos tratando de um códon, pois é a informação genética do DNA “traduzida” (portanto existe um uracila onde antes havia uma timina) em uma cadeia de RNA.
Assim, podemos afirmar que UCC É um códon que codifica o aminoácido prolina. Como já dissemos, o código genético é degenerado. Assim, o aminoácido prolina também é codificado por outros códons com nucleotídeos diferentes: CCC, CCA, CCG. Assim, o aminoácido prolina é codificado por um total de 4 códons ou tripletos.
Deve-se notar que não é que todos os 4 códons sejam necessários para codificar o aminoácido, mas qualquer um deles servirá. Em geral, Os aminoácidos essenciais são codificados por 2,3,4 ou 6 códons diferentes, exceto metionina e triptofano que respondem apenas a um de cada.
Por que tanta complexidade?
Vamos fazer as contas. Se cada códon fosse codificado por apenas um nucleotídeo, apenas 4 aminoácidos diferentes poderiam ser formados. Isto tornaria a síntese proteica um processo impossível, uma vez que em geral cada proteína é composta por cerca de 100-300 aminoácidos. Existem apenas 20 aminoácidos incluídos no código genéticomas estas podem ser organizadas de diferentes maneiras ao longo da “linha de montagem” para dar origem às diferentes proteínas presentes nos nossos tecidos.
Por outro lado, se cada códon fosse composto por dois nucleotídeos, o número total de “dipletos” possíveis seria 16. Ainda estamos longe do objetivo. Agora, se cada códon fosse composto por três nucleotídeos (como é o caso), o número de permutações possíveis aumentaria para 64. Levando em consideração que existem 20 aminoácidos essenciais, com 64 códons para codificar cada um deles e, em seguida, além disso, ofereça diferentes variações em cada caso.
Um look aplicado
Estamos ficando sem espaço, mas é realmente complexo concentrar tanta informação em poucas linhas. Acompanhe-nos no esquema a seguir, pois prometemos que fechar todo esse conglomerado terminológico é muito mais simples do que parece:
CCT (DNA) → CCU (RNA) → Prolina (ribossomo)
Este pequeno diagrama nos diz o seguinte: O DNA celular contém os 3 nucleotídeos CCT, mas não pode “expressar” a informação genética, uma vez que está isolado da maquinaria celular em seu núcleo. Portanto, a enzima RNA polimerase é responsável por TRANSCREVER (processo conhecido como transcrição) nucleotídeos de DNA em nucleotídeos de RNA, que formarão o RNA mensageiro.
Agora temos o códon CCU no RNA mensageiro, que sairá do núcleo através de seus poros até o citosol, onde estão localizados os ribossomos. Em resumo, podemos dizer que O RNA mensageiro fornece essa informação ao ribossomoque “entende” que o aminoácido prolina deve ser adicionado à sequência de aminoácidos já construída para dar origem a uma proteína específica.
Como já dissemos, uma proteína é composta por cerca de 100-300 aminoácidos. Assim, qualquer proteína formada a partir do arranjo de 300 aminoácidos será codificada por um total de 900 tripletos (300×3) ou, se preferir, por 2.700 nucleotídeos (300x3x3). Agora imagine cada uma das letras de cada um dos 2.700 nucleotídeos, algo como: AAAUCCCCGGUGAUUUAUAAGG. É esse arranjo, esse conglomerado de letras, que é mesmo o código genético. Mais fácil do que parecia à primeira vista, certo?
Resumo
Se você perguntar a qualquer biólogo interessado em biologia molecular sobre o código genético, certamente terá uma conversa de cerca de 4 a 5 horas. É verdadeiramente fascinante saber que o segredo da vida, por mais irreal que pareça, está encerrado numa sucessão específica de “letras”.
Assim pois, O genoma de qualquer ser vivo pode ser mapeado com estas 4 letras. Por exemplo, de acordo com o projeto genoma humano, toda a informação genética da nossa espécie é composta por 3 mil milhões de pares de bases (nucleótidos), que se encontram nos 23 pares de cromossomas do núcleo de todas as nossas células. É claro que, por mais diferentes que sejam os seres vivos, todos temos uma “linguagem” comum.
