Código Genético, Síntese Proteíca e Mutações Gênicas Flashcards
CÓDIGO GENÉTICO
O código genético diz respeito aos códons e aos aminoácidos que eles codificam.
A sequência de bases nitrogenadas no DNA fornecerá informações para a produção de proteínas A sequência de bases nitrogenadas no DNA fornecerá informações para a produção de proteínas A sequência de bases nitrogenadas no DNA fornecerá informações para a produção de proteínas
Sabemos que as proteínas, substâncias essenciais para o funcionamento do corpo, são um conjunto de aminoácidos que estão ligados entre si por ligações peptídicas. A sequência de aminoácidos de uma proteína será determinada pela disposição das bases nitrogenadas em um RNAm. Este, por sua vez, será produzido a partir de uma molécula de DNA. Podemos dizer, portanto, que o DNA fornece as informações para a produção das proteínas.
O código genético pode ser definido como a relação entre as trincas (códons) encontradas no RNAm e os aminoácidos encontrados em uma proteína. Os códons são trincas formadas pelas bases nitrogenadas (A, U, C e G).
As quatro bases nitrogenadas podem ter 64 diferentes combinações, existindo, portanto, 64 códons diferentes. Desses códons, 61 codificarão os 20 tipos diferentes de aminoácidos existentes. Os outros três códons (UAA, UAG e UGA) serão responsáveis por indicar os locais de término da síntese, sendo chamados também de códons de parada. Eles não codificam nenhum aminoácido e não são lidos por RNAt, mas sim por proteínas chamadas de fatores de liberação.
Observe as trincas de nucleotídeos e os aminoácidos que elas codificam
Observe as trincas de nucleotídeos e os aminoácidos que elas codificam
Observe que existem apenas 20 tipos de aminoácidos, mas 61 trincas diferentes que os codificam. Isso ocorre pelo fato de que um mesmo aminoácido pode ser codificado por diferentes códons. A glicina, por exemplo, é codificada pelas trincas GGU, GGC, GGA e GGG. Essa característica faz com que o código genético seja considerado degenerado ou redundante.
É importante destacar que apenas dois aminoácidos são codificados exclusivamente por uma trinca: a metionina (AUG) e a triptofano (UGG).
Esse código é universal, sendo o mesmo para todas as espécies de seres vivos do planeta. As únicas exceções são encontradas no RNA produzido por mitocôndrias de algumas espécies.
Podemos dizer, portanto, que o código genético apresenta três características importantes:
- Especificidade: Uma trinca sempre codificará o mesmo aminoácido;
- Universalidade- Todos os seres vivos utilizam o mesmo código genético para codificar os aminoácidos;
- Redundância- Um aminoácido pode ser codificado por diferentes trincas.
SÍNTESE PROTEICA
A síntese proteica é o mecanismo de produção de proteínas determinado pelo DNA, que acontece em duas fases chamadas transcrição e tradução.
O processo acontece no citoplasma das células e envolve ainda RNA, ribossomos, enzimas específicas e aminoácidos que formarão a sequência da proteína a ser formada.
Síntese Proteica
Etapas da expressão gênica ou genética.
Em resumo, o DNA é “transcrito” pelo RNA mensageiro (RNAm) e depois a informação é “traduzida” pelos ribossomos (compostos RNA ribossômico e moléculas de proteínas) e pelo RNA transportador (RNAt), que transporta os aminoácidos, cuja sequência determinará a proteína a ser formada.
Expressão Gênica
As etapas do processo de síntese das proteínas é regulado pelos genes. Expressão gênica é o nome do processo pelo qual a informação contida nos genes (a sequência do DNA) gera produtos gênicos, que são as moléculas de RNA (na etapa de transcrição gênica) e as proteínas (na etapa de tradução gênica).
Transcrição Gênica
Nessa primeira fase a molécula de DNA se abre, e os códigos presentes no gene são transcritos para a molécula de RNA. A enzima polimerase do RNA se liga a uma das extremidades do gene, separando as fitas de DNA e os ribonucleotídeos livres se emparelham com a fita de DNA que serve de molde.
A sequência das bases nitrogenadas do RNA seguem exatamente a sequência de bases do DNA, segundo a seguinte regra: U com A (Uracila-RNA e Adenina-DNA), A com T (Adenina-RNA e Timina-DNA), C com G (Citosina-RNA e Guanina-DNA) e G com C (Guanina-RNA e Citosina-DNA).
O que determina o início e o fim do gene que será transcrito são sequências específicas de nucleotídios, o início é a região promotora do gene e o fim é a região terminal. A polimerase do RNA se encaixa na região promotora do gene e vai até a região terminal.
Tradução Gênica
A cadeia polipeptídica é formada pela união de aminoácidos segundo a sequência de nucleotídeos do RNAm. Essa sequência do RNAm, denominada códon, é determinada pela sequência de bases da fita do DNA que serviu de molde. Desse modo, a síntese de proteínas é a tradução da informação contida no gene, por isso se chama tradução gênica.
Código Genético: Códons e Aminoácidos
Existe uma correspondência entre a sequência de bases nitrogenadas, que compõem o códon do RNAm, e os aminoácidos a ele associados que se denomina código genético. A combinação de trincas de bases formam 64 códons diferentes aos quais correspondem 20 tipos de aminoácidos que comporão as proteínas.
o círculo do genético, que deve ser lido do meio para fora, assim por exemplo: o códon AAA está associado ao aminoácido lisina (Lys), GGU é glicina (Gly) e UUC é fenilalanina (Phe).
Síntese Proteica
Círculo do Código Genético. O códon AUG, associado ao aminoácido Metionina é de iniciação e os códons UAA, UAG e UGA sem aminoácidos associados, são de parada.
Diz-se do código genético que é “degenerado” porque muitos dos aminoácidos podem ser codificados pelo mesmo códon, como a serina (Ser) associada aos códons UCU,UCC,UCA e UCG. Há no entanto o aminoácido Metionina associado a apenas um códon AUG, que sinaliza o início da tradução, e 3 códons de parada(UAA, UAG e UGA) não associados a nenhum aminoácido, que sinalizam o fim da síntese proteica.
Formação da Cadeia Polipeptídica
Síntese Proteica
Representação esquemática da associação entre o ribossomo, o RNAt e o RNAm, para a formação da proteína.
A síntese da proteína começa com a associação entre um RNAt, um ribossomo e um RNAm. Cada RNAt transporta um aminoácido cuja sequência de bases, chamada anticódon, corresponde ao códon do RNAm.
O RNAt trazendo uma metionina, orientado pelo ribossomo, se liga ao RNAm onde se encontra o códon (AUG) correspondente dando início ao processo. Em seguida se desliga e outro RNAt se liga trazendo outro aminoácido.
Essa operação é repetida várias vezes formando a cadeia polipeptídica, cuja sequência de aminoácidos é determinada pelo RNAm. Quando enfim o ribossomo chega a região do RNAm onde há um códon de parada, é determinado o fim do processo.
Quem participa da Síntese?
Síntese Proteica
Comparação entre uma moléculas de DNA (fita dupla) e uma de RNA (fita simples).
DNA: Os genes são partes específicas da molécula de DNA, que possuem códigos que serão transcritos para o RNA. Cada gene determina a produção de uma molécula específica de RNA. Nem toda molécula de DNA contém genes,há algumas que não tem as informações para a transcrição gênica, são DNA não-codificante, e sua função não é bem conhecida.
RNA: As moléculas de RNA são produzidas a partir de um molde de DNA. O DNA é uma fita dupla, sendo que apenas uma delas é usada para a transcrição do RNA. No processo de transcrição participa a enzima polimerase do RNA.
São produzidos 3 tipos diferentes, cada qual com função específica: RNAm - RNA mensageiro, RNAt - RNA transportador e RNAr - RNA ribossômico.
Ribossomos: São estruturas presentes nas células eucarióticas e procarióticas, cuja função é sintetizar proteínas. Não são organelas pois não possuem membranas, são espécies de grânulos, cuja estrutura é composta da molécula de RNA ribossômico dobrado, associado a proteínas. São formados por 2 subunidades e se localizam no citoplasma, livres ou associados ao retículo endoplasmático rugoso.
MUTAÇÕES GÊNICAS
As mutações gênicas são mudanças ocasionais que ocorrem nos genes, ou seja, é o procedimento pelo qual um gene sofre uma mudança estrutural. As mutações envolvem a adição, eliminação ou substituição de um ou poucos nucleotídeos da fita de DNA.
A mutação proporciona o aparecimento de novas formas de um gene e, consequentemente, é responsável pela variabilidade gênica.
Quando ocorre por adição ou subtração (mutações deletérias) de bases, altera o código genético, definindo uma nova sequência de bases, que consequentemente poderá alterar o tipo de aminoácido incluído na cadeia proteica, tendo a proteína outra função ou mesmo inativação da expressão fenotípica.
Por substituição, ocorre em razão da troca de uma base nitrogenada purina (adenina e guanina) por outra purina, ou de uma pirimidina (citosina e timina) por outra pirimidina, sendo esse processo denominado de transição e a substituição de uma purina por uma pirimidina, ou vice-versa, denominada de transversão.
O albinismo é causada por uma mutação na enzima tirozinase que transforma o aminoácido tirozina em pigmento da pele, a melanina. Esta doença ocorre em animais e nas plantas e é hereditária.
A mutação e suas consequências
Se a alteração na sequência de aminoácidos na proteína não afetar o funcionamento da molécula e não prejudicar o organismo, de modo geral ela passa despercebida, é indiferente.
Outras vezes, a alteração leva a um favorecimento. Imagine, por exemplo, que uma certa célula do seu intestino passe a produzir uma enzima chamada celulase, capaz de digerir a celulose dos vegetais que você come. provavelmente a mutação que levou a esse erro será vantajosa para você, que poderá eventualmente até alimentar-se de papel picado.
Muitas vezes, porém, a mutação pode ser prejudicial. Na anemia falciforme, a substituição do aminoácido ácido glutâmico pelo aminoácido valina, em uma das cadeias de hemoglobina, conduza a uma alteração na forma da proteína toda. Essa alteração muda o formato do glóbulo vermelho, que passa a ser incapaz de transportar oxigênio. Outra consequência, grave, é que hemácias com formato de foice grudam umas nas outras nos capilares sanguíneos, o que pode provocar obstruções no trajeto para os tecidos.
As mutações são hereditárias
Dependendo da célula em que a mutação ocorre, ela pode ser transmitida à descendência. Nas suposições que fizemos, relacionadas ao pigmento da pele e à enzima celulase, evidentemente que não ocorrerá a transmissão dos genes mutantes para os filhos.
Trata-se de mutações somáticas, ou seja, ocorreram em células não envolvidas na confecção de gametas.
Já a mutação que conduziu à anemia falciforme, deve ter ocorrido, no passado, em células da linhagem germinativa de algum antepassado. O gene anômalo, então sugerido, deve ter sido transportado por um gameta e daí se espalhou pela espécie humana.
As causas das mutações
De maneira geral, as mutações ocorrem como consequência de erro no processo de duplicação do DNA. Acontecem em uma baixíssima frequência. Muitas delas, inclusive, são corrigidas por mecanismos especiais, como, por exemplo, a ação do gene p53 que evita a formação de tumores.
Há, no entanto, certos agentes do ambiente que podem aumentar a taxa de ocorrência de erros genéticos. Entre esses agentes mutagênicos podemos citar: substâncias existentes no fumo, os raios X, a luz ultravioleta, o gás mostarda, ácido nitroso e algumas corantes existentes nos alimentos. Não é à toa que, em muitos países, é crescente a preocupação com a diminuição da espessura da camada do gás ozônio (O3), que circunda a atmosfera terrestre. Esse gás atua como filtro de luz ultravioleta proveniente do Sol. Com a diminuição da sua espessura, aumenta a incidência desse tipo de radiação, o que pode afetar a pele das pessoas. Ocorrem lesões no material genético, que podem levar a certos tipos de câncer de pele.
