Estudo Dirigido: Características do Código Genético

Professores Daniela A. Silvestre e Antonio Dégas

O termo “Código Genético” é muitas vezes utilizado de forma errônea para designar a sequência de DNA de um organismo, que na verdade deveria ser chamado de “Genoma”. Por exemplo, não devemos usar a seguinte frase: “Foi seqüenciado o código genético completo do ser humano”, e sim “Foi sequenciado o genoma completo do ser humano”. Na verdade, código genético é a correspondência entre os códons (trincas de bases do RNA mensageiro) e os respectivos aminoácidos que devem compor a estrutura primária de uma proteína. Na prática, é uma tabela que estabelece a correspondência entre códons e aminoácidos, como a da Figura 1. A Figura 2 é uma lista de abreviações dos nomes dos aminoácidos.

Figura 1 – Código genético eucarionte. First, second e third base in codon = Primeira, segunda e terceira base do códon, respectivamente. Ex: Códon AUG corresponde a Met (metionina). STOP = códon de parada. Retirado de http://www.clcbio.com/scienceimages.

Figura 2 – Lista de aminoácidos e suas abreviações (de 1 e 3 letras). Retirado de http://bioinformatica-na-escola.org

Esse código tem três características principais:

1. Conservado ou universal: a “tabela” é a mesma para quase todos os organismos. Há pequenas diferenças, por exemplo, entre procariontes e eucariontes, mas quase todas as correspondências são mantidas.

2. Degenerado ou redundante: repare na tabela: para um mesmo aminoácido (por exemplo, Leucina), pode haver vários códons (no exemplo, CUU, CUC, CUG, CUA, UUA, UUG). 3. Inequívoco ou sem superposição: por outro lado, cada códon só se relaciona com um aminoácido, nunca com mais de um (ex: CGA = somente Arginina).

Em última análise a informação contida no código genético serve como uma “receita” para a fabricação das proteínas de uma célula e estas, por sua vez, são extremamente importantes para as funções celulares (aprendendo sobre as proteínas vai perceber porque elas são tão importantes para o metabolismo). A atividade a seguir tem como objetivo demonstrar o mecanismo da síntese de proteínas, ou “tradução”, e a importância do código genético neste processo.

Antes da aula providencie os materiais que são descritos a seguir, no Anexo: Simulando a Síntese Protéica, leia as seguintes referências e responda as questões que seguem (não é necessário ler todas as referências). Bases da Biologia Celular e Molecular, De Robertis e Hibb, 3ª. Ed. Cap. 16 – A Tradução do RNA-m, p.267 Fundamentos da Biologia Celular, B. Alberts e colaboradores, 3ª. Ed. Cap. 7 – de DNA à Proteínas (foco nos itens “De DNA a RNA” e “De RNA à Proteínas”), p. 214 Genética, G.W. Birus e P.J. Bottino, 6ª. Ed. Cap. 10 – O Código Genético, p. 173 Introdução à Genética, Griffiths e colaboradores, 8ª. Ed. Cap. 8 – RNA: Transcrição e Processamento, p. 245 Cap. 9 – Proteínas e sua Síntese, p. 263

QUESTÕES

1. Explique quais são e qual a importância de cada um dos tipos de RNA. 2. Explique o que são códons e anticódons. 3. Explique o que são stop códons e sua importância. 4. Explique os diferentes tipos de mutações e suas implicações para a síntese de uma

proteína. 5. Com a tabela da figura 1, traduza a seguinte sequência de DNA. Lembre-se: o código

genético relaciona RNA com proteína, então você primeiro precisará transcrever essa fita de DNA em um RNA complementar a ele.

ACCCTAGATGCTAGATCGAATGCTAGGATT

6. A fita de DNA acima sofreu uma mutação e a sequência ficou como abaixo. Transcreva o

RNA e traduza novamente.

ACCCTAGATGCTAGGTCGAATGCTAGGATT

7. Em duas outras pessoas, o trecho de DNA acima sofreu mutações diferente. Repita a operação.

ATCCTAGATGCTAGATCGAATGCTAGGATT

ACCCTCGATGCTAGATCGAATGCTAGGATT

8. Para responder esta questão é fundamental que você tenha lido as referências indicadas.

Compare as proteínas produzidas pelos três indivíduos (6, 7 e 8) com o “normal” (5) e em seguida complete a tabela abaixo, relacionando o tipo de mutação (nonsense, missense e silenciosa) com cada um dos casos (6,7 e 8). Para isso complete a tabela abaixo:

Tipo de mutação No. da questão que apresenta a mutação (2, 3 ou 4)

Nonsense Missense Silenciosa

9. Qual dessas mutações tem a ver com o fato do código genético ser degenerado ? Explique

e justifique.

Durante a aula será disponibilizado um material para utilização pelos grupos.