Questão 8 Unicamp 2024 - 2ª fase - dia 2
O RNA transportador (RNAt) atua como uma ponte entre RNA mensageiro (RNAm) e os aminoácidos, sendo incorporados nas proteínas produzidas pelo ribossomo. Neste processo, o RNAt lê um códon no RNAm e traz para o ribossomo o aminoácido correspondente (um dos 20 tipos de aminoácidos normalmente encontrados em proteínas). Na tentativa de expandir artificialmente o código genético de um organismo, pesquisadores induziram-no a fabricar um RNAt reprogramado, capaz de acoplar um aminoácido sintético a um RNAt, como representado na figura. Nesse caso, o ribossomo insere o aminoácido sintético na cadeia peptídica crescente sempre que um dos códons de terminação é encontrado no RNAm.
(Adaptado de: KWON, D. Nature, Londres, v. 618, p.874-876, jun. 2023.)
a) Defina o que é código genético e explique por que ele é considerado degenerado (ou redundante).
b) Ao expandirem o código genético da forma apresentada, o que os pesquisadores estão permitindo que aconteça com as proteínas? Considerando o código genético universal e as informações apresentadas, por que a técnica pode se limitar à incorporação de até três diferentes aminoácidos sintéticos simultaneamente?
O processo de tradução, realizado pelos ribossomos no citoplasma, possibilita a síntese da estrutura primária da proteína, denominada polipeptídio. Nesse processo, o RNA mensageiro, que fora transcrito a partir da fita molde de determinado do gene, é lido pelo ribossomo e determina o número, tipo e ordem dos aminoácidos do polipeptídio. Por meio do código genético (quadro abaixo), cada códon do RNA mensageiro é traduzido em um aminoácido, que é trazido pelo RNA transportador.
O código genético possibilita a relação entre os 64 códons possíveis e os 20 tipos de aminoácidos existentes, sendo que 3 desses códons (UAA, UAG e UGA) são de finalização e determinam o término do processo de síntese proteica.
Figura 1. Código genético - relação entre códons do RNAm e aminoácidos.
a) O código genético é utilizado no processo de tradução e estabelece a relação entre códons (trinca de nucleotídeos) do RNA mensageiro e aminoácidos, que formarão os polipeptídios. O código genético possui duas propriedades: é universal e degenerado (redundante).
O código genético é considerado degenerado quando mais de um tipo de códon do RNA mensageiro codifica o mesmo aminoácido. Por exemplo, seis códons diferentes (UUA, UUG, CUU, CUC, CUA e CUG) correspondem a um mesmo aminoácido, a Leucina. Dessa forma, ainda que ocorra pequenas alterações na sequência do RNA mensageiro, o mesmo aminoácido pode ser traduzido.
b) Os códons de terminação, que podem ser UAA, UAG ou UGA, sinalizam para o ribossomo a interrupção do processo de síntese proteica. Nesse caso, ocorre a ocupação do sítio A do ribossomo pelo fator de liberação (proteína com estrutura similar ao RNA transportador) e a separação das subunidades do ribossomo, bem como a liberação da cadeia polipeptídica.
Figura 2. Processo de interrupção de síntese proteica na leitura de códon de terminação. Fonte: BIOLOGIA de Campbell. Coautoria de Jane B. Reece et al. 10. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2015. E-BOOK. (1 recurso online). ISBN 9788582712306. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9788582712306. Acesso em: 04 dez. 2023.
Assim, ao expandirem o código genético, possibilitando que um aminoácido sintético seja adicionado à cadeia polipeptídica, quando um códon de terminação é lido, os pesquisadores estão permitindo a continuidade da inserção de aminoácidos, ao invés da interrupção do processo de síntese proteica, o que gera uma proteína modificada e maior.
De acordo com a tabela do código genético apresentada e considerando que o código genético é universal, ou seja, igual para todos os seres vivos, existem apenas três códons de terminação (UAA, UAG ou UGA), os quais são capazes de determinar a inserção de aminoácidos sintéticos. Dessa maneira, caso um desses códons seja lido, um determinado tipo de aminoácido sintético será inserido. Como há três códons distintos de terminação, pode ocorrer a inserção de três diferentes tipos de aminoácidos sintéticos a partir de uma sequência de RNA mensageiro que contenha esses três códons de terminação.