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Qual é o código de ADN?
O código de ADN é realmente a “linguagem da vida”. Ele contém as instruções para fazer um ser vivo. O código de ADN é composto por um alfabeto simples que consiste em apenas quatro “letras” e 64 “palavras” de três letras chamadas códones. Pode ser difícil acreditar que a maior parte da maravilhosa diversidade da vida é baseada numa “linguagem” mais simples do que o inglês – mas é verdade.
Este código não é literalmente composto de letras e palavras. Em vez disso, as quatro letras representam quatro moléculas individuais chamadas nucleotídeos: timina (T), adenina (A), citosina (C), e guanina (G). A ordem ou sequência destas bases cria um código genético único.
Estas “palavras” do código genético são cada uma de três nucleotídeos de comprimento e há 64 deles. Se você fizer as contas, são o máximo de combinações de três letras de palavras que você pode obter com apenas quatro letras. ATG e CCC são alguns exemplos de códons.
Just como há mais em línguas humanas como o inglês do que letras e palavras, como pontuação, vírgulas, etc., o mesmo é verdade para o código genético. Por exemplo, ao invés de capitalizar o início de uma frase, o código genético quase sempre assinala o início de novas instruções com ATG, um desses códons de três letras.
E em vez de pontos, os genes terminam com um dos três códões diferentes: TAG, TAA, ou TGA. Há outras partes do DNA que não são códons que podem agir como um tipo de pontuação ou sinais que, por exemplo, indicam quando, onde e com que intensidade um gene deve ser lido.
Como o DNA codifica a informação?
Uma das principais formas de codificar a informação no interior das células é através dos genes. Os humanos têm cerca de 20.000 genes. Cada gene tem as instruções para fazer uma proteína específica, e cada proteína faz um trabalho específico na célula.
Por exemplo, o gene da lactase tem as instruções para fazer a proteína da lactase. A proteína da lactase decompõe a lactose do açúcar que é encontrada no leite. Pessoas com um gene da lactase desligado são intolerantes à lactose.
As instruções para fazer estas proteínas são codificadas nos códons de três nucleotídeos discutidos anteriormente. Mas assim como um conjunto de instruções que tem que ser lido para se construir algo, as instruções codificadas no DNA também devem ser lidas.
Por exemplo, o DNA com o código para fazer a proteína lactase não será capaz de quebrar a lactose do açúcar. Em vez disso, para digerir a lactose, uma célula deve primeiro ler o gene e depois fazer a proteína lactase.
O primeiro passo na leitura de um gene é transferir a informação do DNA para o RNA mensageiro (mRNA) usando uma proteína chamada RNA polimerase (em humanos, a polimerase que lê genes como a lactase é a RNA polimerase II). Este processo é chamado de transcrição.
O mRNA passa então para uma máquina produtora de proteína na célula chamada ribossomo. É lá que o mRNA é traduzido para a proteína específica para a qual ele tem as instruções. O mRNA lactase é traduzido para a proteína lactase no ribossomo.
Para que servem os códons?
Um códon é uma sequência de três nucleotídeos em um filamento de DNA ou RNA. Cada códon é como uma palavra de três letras, e todos estes códons juntos formam as instruções de DNA (ou RNA). Como existem apenas quatro nucleotídeos no DNA e no RNA, existem apenas 64 códons possíveis.
Dos 64 códons, 61 código para aminoácidos, que são os blocos de construção para proteínas. As proteínas são feitas por anexar uma série de aminoácidos juntos. Cada proteína é diferente devido à ordem e ao número de aminoácidos que possui. Então o código de DNA é realmente apenas as instruções para juntar o número certo e tipo de aminoácidos na ordem certa.
Os três códons que não codificam para os aminoácidos são chamados de códons de parada. Pense neles como períodos no final de uma frase. Eles servem como o sinal de stop que diz ao ribossomo que chegou ao fim das instruções de proteínas e para parar de adicionar aminoácidos. No RNA, a base de nucleotídeo thymine (T) é substituída pelo uracil de base de nucleotídeo (U). Os três códons de parada em mRNA são UAG, UAA, e UGA.
enquanto 61 códons codificam para aminoácidos, humanos só têm 20 aminoácidos, então há mais códons do que necessário. Isto é conhecido como redundância. Um aminoácido pode ter mais do que um códão que codifica para ele. Por exemplo, ambos os códigos UUU e UUC para o aminoácido fenilalanina (Phe).
Redundância ajuda a diminuir o impacto das mudanças no DNA. Para que uma proteína funcione de forma ideal, ela precisa ter o aminoácido certo no lugar certo. Qualquer mudança em um gene que transforme um aminoácido em outro pode fazer com que uma proteína deixe de funcionar.
Embora isto possa não ser um grande problema para o gene da lactase (basta tomar Lactaid quando se bebe leite), para outros genes os efeitos podem ser mais graves. A anemia falciforme é um caso em que uma única mudança de aminoácidos no gene da beta globina leva à doença.
A redundância torna as mutações menos prováveis de levar a mudanças de aminoácidos e, portanto, possível doença porque algumas mudanças no DNA, chamadas mutações silenciosas, resultarão no mesmo aminoácido. Se um C substitui o último U na UCU para formar o UCC, por exemplo, o códon ainda fará o mesmo aminoácido: serina (Ser). Ter mais de um códon por aminoácido pode impedir a criação de uma proteína não funcional.
Quantos Códons Possíveis Existem?
A maioria dos organismos, como os humanos, tem códigos genéticos semelhantes com 64 códons que funcionam da mesma forma. Na verdade, até se dá pelo nome de “Código Genético Universal”. Um exemplo seria o código ACG para o aminoácido tronina (Thr) em humanos, gatos e plantas.
No entanto, pesquisas recentes mostram que algumas bactérias têm códons que codificam de forma diferente. Por exemplo, o códão stop UGA pode codificar para o aminoácido glicina (Gly) em algumas bactérias. Da mesma forma, o stop codon UGA pode codificar para o triptofano em mitocôndrias em alguns organismos.
Para que o DNA fornece o código?
Apenas cerca de dois por cento do DNA dentro de suas células realmente codifica para as proteínas. O resto é às vezes até chamado de ADN de lixo – mas os cientistas podem ter sido um pouco precipitados em chamá-lo assim. Este ADN não codificador tem muitas funções diferentes na célula, tais como a regulação dos genes. O DNA não codificador pode ajudar a ligar e desligar os genes, fornecer um lugar para as proteínas se ligarem, para que elas possam fazer o seu trabalho, e assim por diante. Estudar DNA não-codificante é uma área ativa de pesquisa neste momento.