O que é um códon? (Genética) - Ciência - 2023

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UMA códon é cada uma das 64 combinações possíveis de três nucleotídeos, com base nos quatro que constituem os ácidos nucléicos. Ou seja, a partir de combinações dos quatro nucleotídeos, blocos de três "letras", ou trigêmeos, são construídos.

Esses são os desoxirribonucleotídeos com as bases nitrogenadas adenina, guanina, timina e citosina no DNA. No RNA, eles são ribonucleotídeos com as bases nitrogenadas adenina, guanina, uracila e citosina.

O conceito de códon se aplica apenas a genes que codificam proteínas. A mensagem codificada por DNA será lida em blocos de três letras assim que as informações do seu mensageiro forem processadas. O códon, em resumo, é a unidade básica de codificação dos genes que são traduzidos.

Códons e aminoácidos

Se para cada posição em palavras de três letras temos quatro possibilidades, o produto 4 X 4 X 4 nos dá 64 combinações possíveis. Cada um desses códons corresponde a um determinado aminoácido - exceto três que funcionam como códons de fim de leitura.


A conversão de uma mensagem codificada com bases nitrogenadas em um ácido nucléico para outra com aminoácidos em um peptídeo é chamada de tradução. A molécula que mobiliza a mensagem do DNA para o local da tradução é chamada de RNA mensageiro.

Um trio de um RNA mensageiro é um códon cuja tradução ocorrerá nos ribossomos. As pequenas moléculas adaptadoras que mudam a linguagem de nucleotídeos para aminoácidos nos ribossomos são RNAs de transferência.

Mensagem, mensageiros e tradução

Uma mensagem de codificação de proteína consiste em uma matriz linear de nucleotídeos que é um múltiplo de três. A mensagem é transportada por um RNA que chamamos de mensageiro (mRNA).

Em organismos celulares, todos os mRNAs surgem pela transcrição do gene codificado em seu respectivo DNA. Ou seja, os genes que codificam as proteínas são escritos no DNA na linguagem do DNA.

No entanto, isso não significa que essa regra de três seja estritamente observada no DNA. Sendo transcrita do DNA, a mensagem agora é escrita na linguagem do RNA.


O mRNA consiste em uma molécula com a mensagem do gene, flanqueada em ambos os lados por regiões não codificantes. Certas modificações pós-transcricionais, como o splicing por exemplo, permitem gerar uma mensagem que atenda à regra de três. Se esta regra de três não parece ser cumprida no DNA, o splicing o restaura.

O mRNA é transportado para o local onde residem os ribossomos, e aqui o mensageiro direciona a tradução da mensagem para a linguagem da proteína.

No caso mais simples, a proteína (ou peptídeo) terá um número de aminoácidos igual a um terço das letras da mensagem sem três deles. Ou seja, igual ao número de códons de mensageiro menos um da terminação.

Mensagem genética

Uma mensagem genética de um gene que codifica proteínas geralmente começa com um códon que é traduzido como o aminoácido metionina (códon AUG, no RNA).

Um número característico de códons continua em um comprimento e sequência linear específicos e termina em um códon de parada. O códon de parada pode ser um dos códons opala (UGA), âmbar (UAG) ou ocre (UAA).


Eles não têm equivalente na linguagem dos aminoácidos e, portanto, nenhum RNA de transferência correspondente. No entanto, em alguns organismos, o códon UGA permite a incorporação do aminoácido modificado selenocisteína. Em outros, o códon UAG permite a incorporação do aminoácido pirrolisina.

Complexa o RNA mensageiro com os ribossomos e o início da tradução permite a incorporação de uma metionina inicial. Se o processo for bem-sucedido, a proteína se alongará (alongará) à medida que cada tRNA doa o aminoácido correspondente guiado pelo mensageiro.

Ao atingir o códon de parada, a incorporação de aminoácidos é interrompida, a tradução está completa e o peptídeo sintetizado é liberado.

Códons e anticódons

Embora seja uma simplificação de um processo muito mais complexo, a interação códon-anticódon sustenta a hipótese de tradução por complementaridade.

De acordo com isso, para cada códon em um mensageiro, a interação com um determinado tRNA será ditada pela complementaridade com as bases do anticódon.

O anticódon é a sequência de três nucleotídeos (tripleto) presente na base circular de um tRNA típico. Cada tRNA específico pode ser carregado com um determinado aminoácido, que será sempre o mesmo.

Desta forma, quando um anticódon é reconhecido, o mensageiro está dizendo ao ribossomo que ele deve aceitar o aminoácido que carrega o tRNA para o qual é complementar naquele fragmento.

O tRNA, portanto, atua como um adaptador que permite que a tradução realizada pelo ribossomo seja verificada. Este adaptador, em etapas de leitura de códon de três letras, permite a incorporação linear de aminoácidos que, em última análise, constituem a mensagem traduzida.

A degeneração do código genético

A correspondência códon: aminoácido é conhecida na biologia como código genético. Este código também inclui os três códons de parada da tradução.

Existem 20 aminoácidos essenciais; mas existem, por sua vez, 64 códons disponíveis para conversão. Se removermos os três códons de parada, ainda temos 61 para codificar os aminoácidos.

A metionina é codificada apenas pelo códon AUG-, que é o códon inicial, mas também por este aminoácido particular em qualquer outra parte da mensagem (gene).

Isso nos leva a 19 aminoácidos sendo codificados pelos 60 códons restantes. Muitos aminoácidos são codificados por um único códon. No entanto, existem outros aminoácidos que são codificados por mais de um códon. Essa falta de relação entre o códon e o aminoácido é o que chamamos de degenerescência do código genético.

Organelas

Finalmente, o código genético é parcialmente universal. Nos eucariotos existem outras organelas (derivadas evolutivamente de bactérias) onde se verifica uma tradução diferente daquela verificada no citoplasma.

Essas organelas com genoma próprio (e tradução) são cloroplastos e mitocôndrias. Os códigos genéticos de cloroplastos, mitocôndrias, núcleos eucarióticos e nucleoides bacterianos não são exatamente idênticos.

No entanto, dentro de cada grupo, é universal. Por exemplo, um gene de planta que é clonado e traduzido em uma célula animal dará origem a um peptídeo com a mesma sequência linear de aminoácidos que teria se tivesse sido traduzido na planta de origem.

Referências

  1. Alberts, B., Johnson, A. D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6º Edição). W. W. Norton & Company, Nova York, NY, EUA.
  2. Brooker, R. J. (2017). Genética: Análise e Princípios. McGraw-Hill Higher Education, Nova York, NY, EUA.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Filadélfia, PA, EUA.
  4. Griffiths, A. J. F., Wessler, R., Carroll, S. B., Doebley, J. (2015). Uma introdução à análise genética (11º ed.). Nova York: W. H. Freeman, Nova York, NY, EUA.
  5. Koonin, E. V., Novozhilov, A. S. (2017) Origem e evolução do código genético universal. Annual Review of Genetics, 7; 51: 45-62.
  6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, M. J., Farabaugh, P. J. (2016) Os efeitos da modificação do tRNA na precisão da tradução dependem da força intrínseca do códon-anticódon. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.