Código Genético

Relação entre a seqüência de bases no  ADN e a seqüência correspondente de  aminoácidos, na  proteína, ele é equivalente a uma língua e é constituído basicamente por um dicionário de palavras, a tabela do código genético e por uma gramática, correspondente às propriedades do código, que estabelece como a mensagem codificada no material genético é traduzida em uma sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica.

O código genético forma os modelos hereditários dos seres vivos. É nele que está toda ainformação que rege a seqüência dos aminoácidos codificada pelo encadeamento denucleotídeos. Estes são compostos de desoxirribose, fosfato e uma base orgânica, do tipocitosina, adenina, guanina ou timina. Tripletos e Codões

 

Na cadeia  polinucleotídica de ADN, um conjunto de 3 nucleótidos corresponde a um aminoácido: são os tripletos. Mas porquê 3 nucleótidos? Sabemos de antemão que existem 20aminoácidos diferentes sendo, por isso, de esperar que existam pelo menos 20 combinações de nucleótidos diferentes para que cada combinação codifique um aminoácido diferente. Se supusermos que cada nucleótido codifica um aminoácido, facilmente compreendemos que tal seria impossível porque apenas existem 4 nucleótidos. Se escolhermos uma combinação de 2 nucleótidos obteriamos um conjunto de 16 combinações diferentes, ainda insuficiente para os 20 aminoácidos que a célula produz. Contudo, se supusermos que são necessárias combinações de 3 nucleótidos de ADN para codificar um aminoácido, obtemos um universo de 64 combinações possíveis; mais do que o suficiente para os 20 aminoácidos existentes.

Esta hipótese foi confirmada pelos trabalhos de  Marshall Nirenberg e  Har Gobind Khorana pelos quais ganharam ambos, em conjunto com  Robert W. Holley, o  Prémio Nobel da Fisiologia e Medicina em  1968.

Através do processo de transcrição os tripletos de ADN são convertidos em codões de ARN. Estes codões são, à semelhança dos tripletos, conjuntos de 3 nucleótidos da cadeia de ARN mensageiro. Este migra para o citoplasma da célula, onde se liga a um ribossoma e a uma molécula de ARN transportador. Através do processo de tradução e utilizando a informação genética do ADN do indivíduo com a molécula de ARN, o ribossoma produz então os aminoácidos para formarem proteínas.

Codões de Finalização e de Iniciação

No código genético existem codões de finalização (UAA,UGA e UAG) que indicam à célula que a sequência de aminoácidos destinada àquela proteína acaba ali. Existe ainda um codão de iniciação (AUG) que indica que a sequência de aminoácidos da proteína começa a ser codificada ali. Este codão (AUG) condifica o aminoácido Metionina (Met) de forma que todas as proteínas começam com o aminoácido Met.

Tabela de Código Genético 

Assim, facilmente percebemos a ligação entre os tripletos de ADN e os aminoácidos. Esta linguagem que os une é o que chamamos código genético. No final da década de 60 o código genético foi decifrado, e agora é geralmente representado em uma tabela que estabece a conexão entre as bases azotas dos codões de ARN e os aminoácidos formados.

		2a base
		U	C	A	G
1a base	U	UUU (Phe/F) Fenilalanina UUC (Phe/F) Fenilalanina UUA (Leu/L) Leucina UUG (Leu/L) Leucina, Start	UCU (Ser/S) Serina UCC (Ser/S) Serina UCA (Ser/S) Serina UCG (Ser/S) Serina	UAU (Tyr/Y) Tirosina UAC (Tyr/Y) Tirosina UAA ”Ocre” (Stop) UAG ”Âmbar” (Stop)	UGU (Cys/C) Cisteína UGC (Cys/C) Cisteína UGA ”Opala” (Stop) UGG (Trp/W) Triptofano
	C	CUU (Leu/L) Leucina CUC (Leu/L) Leucina CUA (Leu/L) Leucina CUG (Leu/L) Leucina, Start	CCU (Pro/P) Prolina CCC (Pro/P) Prolina CCA (Pro/P) Prolina CCG (Pro/P) Prolina	CAU (His/H) Histidina CAC (His/H) Histidina CAA (Gln/Q) Glutamina CAG (Gln/Q) Glutamina	CGU (Arg/R) Arginina CGC (Arg/R) Arginina CGA (Arg/R) Arginina CGG (Arg/R) Arginina
	A	AUU (Ile/I) Isoleucina,  Start AUC (Ile/I) Isoleucina AUA (Ile/I) Isoleucina AUG (Met/M) Metionina,  Start	ACU (Thr/T)Treonina ACC (Thr/T)Treonina ACA (Thr/T)Treonina ACG (Thr/T)Treonina	AAU (Asn/N) Asparagina AAC (Asn/N) Asparagina AAA (Lys/K) Lisina AAG (Lys/K) Lisina	AGU (Ser/S) Serina AGC (Ser/S) Serina AGA (Arg/R) Arginina AGG (Arg/R) Arginina
	G	GUU (Val/V) Valina GUC (Val/V) Valina GUA (Val/V) Valina GUG (Val/V) Valina, Start	GCU (Ala/A) Alanina GCC (Ala/A) Alanina GCA (Ala/A) Alanina GCG (Ala/A) Alanina	GAU (Asp/D) Ácido aspártico GAC (Asp/D) Ácido aspártico GAA (Glu/E) Ácido glutâmico GAG (Glu/E) Ácido glutâmico	GGU (Gly/G) Glicina GGC (Gly/G) Glicina GGA (Gly/G) Glicina GGG (Gly/G) Glicina

  

Redundante mas não Ambíguo

Diz-se que o código genético é redundante por existirem vários codões que codificam o mesmo aminoácido. Por exemplo, os codões UCU, UCC,UCA e UCG codificam todos o aminoácido Serina (Ser). Este fenómeno é também apelidado de degenerescência. Já o contrário não é possível e não existe nenhum codão que possa codificar mais do que um único aminoácido e, logo, nunca é ambíguo. Universalidade Afirma-se que o Código Genético é universal porque os codões têm o mesmo significado em quase todos os organismos. Assim, o codão AAU codifica o aminoácido Asparagina (Asn) tanto num ser humano como num babuíno. Síntese protéica Síntese protéica é um fenômeno relativamente rápido e muito complexo, que ocorre no interior das células. Este processo tem duas fases: transcrição e a tradução Transcrição Ocorre no interior do núcleo das células e consiste na síntese de uma molécula de mRNA a partir da leitura da informação contida numa molécula de DNA. Este processo inicia-se pela ligação de um complexo enzimático à molécula de DNA, o RNA - polimerase. Esta enzima desfaz a dupla hélice, destruíndo as pontes de hidrogénio que ligam as bases complementares das duas cadeias, afastando-as.O RNA - polimerase, inicia a síntese de uma molécua de mRNA de acordo com a complementaridade das bases azotadas. Se, por exemplo, na cadeia do DNA o nucleotídeo for a adenina(A), o RNA - polimerase liga o mRNA ao nucleótido uracilo(U). Quando a leitura termina, a molécula mRNA separa-se da cadeia do DNA, e esta restabelece as pontes de hidrogénio e a dupla hélice é reconstituída. Mas nem todas as sequências da molécula do DNA codificam aminoácidos. Ao RNA sintetizado sofre um processamento ou maturação antes de abandonar o núcleo. Algumas porções do RNA transcrito, vão ser removidas - íntrons -, e as porções não removidas - exons -, ligam-se entre si, formando assim um mRNA maturado. O RNA que sofre este processo de exclusão de porções, é designado de RNA pré-mensageiro. No final do processo, o mRNA é constituído apenas pelas sequências que codificam os aminoácidos de uma proteína, podendo assim migrar para o citoplasma, onde vai ocorrer a tradução da mensagem, isto é, a síntese de proteínas. Tradução Ocorre no citoplasma, e é a segunda parte da síntese protéica e consiste apenas da leitura que o mRNA traz do núcleo, da qual representa uma seqüência de aminoácidos, que constituí a proteína. Neste processo intervêm:

· mRNA, que vem do interior do núcleo; 
· Os ribossomos; 
· O tRNA (transferência);
· Enzimas (responsáveis pelo controle das reações de síntese;
· E o ATP, é o que fornece energia necessária para o processo

Nas moléculas de tRNA apresentam-se cadeias de 75 a 80 ribonucleotídeos que funcionam como intérpretes da linguagem do mRNA e da linguagem das proteínas.

O processo da tradução encerra com três etapas: iniciação, alongamento e finalização

Iniciação: A subunidade menor do ribossomo liga-se à extremidade 5' do mRNA, esta desliza ao longo da molécua do mRNA até encontrar o codão de iniciação (AUG), transportando assim o tRNA o aminoácido metionina, ligando-se assim ao codão de iniciação por complementaridade. A subunidade maior liga-se à subunidade menor do ribossomo.

Alongamento: Um 2º tRNA transporta um aminoácido específico de acordo com o codão. Estabelece-se uma ligação peptídica entre o aminoácido recém-chegado e a metionina. O ribossomo avança três bases ao longo do mRNA no sentido 5' -> 3', repetindo-se sempre o mesmo processo. Os tRNA que já se ligaram inicialmente, vão-se desprendendo do mRNA sucessivamente.

Finalização: O ribossomo enconta o codão de finalização (UAA, UAG ou UGA) terminando o alongamento. O último tRNA abandona o ribossomo, as subunidades do ribossomo separam-se, podendo ser recicladas e por fim, o péptido é libertado.