Código genético é a 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 a
informação que
rege a seqüência dos aminoácidos codificada pelo encadeamento de
nucleotídeos. Estes são compostos de
desoxirribose,
fosfato e uma base orgânica, do tipo
citosina,
adenina,
guanina ou
timina.
Na cadeia polinucleotídica de DNA, um conjunto de 3
nucleótidos corresponde a um aminoácido: são os
tripletos. Mas por que 3 nucleótidos? Sabemos de antemão que existem 20
aminoácidos diferentes sendo,
por isso, de se esperar que existam pelo menos 20 arranjos de nucleótidos
diferentes para que cada arranjo 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 um
arranjo de 2 nucleótidos obteríamos um conjunto de 16 arranjos diferentes
(levando em conta a repetição de nucleótidos), ainda insuficiente para os 20
aminoácidos que a célula produz. Contudo, se supusermos que são necessários
arranjos com repetição de 3 nucleótidos de ADN para codificar um aminoácido,
obtemos um universo de 64 arranjos com repetição 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 receberam ambos, em conjunto com
Robert
W. Holley, o
Nobel de Fisiologia/Medicina de
1968.
Através do
processo de transcrição os tripletos de ADN são convertidos em
códons 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.
O código genético é, de certa forma, a chave da Biologia Molecular, cuja unidade
básica é a célula.
A célula é constituída de moléculas inanimadas, de
macromoléculas, que funcionam como unidades estruturais, reservatórios de
energia, repositórios de informações genéticas e como moléculas especiais para
controlar os processos que mantém a célula viva.
Os quatro tipos principais
de macromoléculas (ácidos nucléicos, proteínas, polissacarídeos e lipídios) tem
funções idênticas em todos os tipos de célula e se organizam em conjuntos
supramoleculares.
Proteínas formam o principal constituinte dos
organismos vivos. Suas principais funções são: controlar o metabolismo e liberar
energia (enzimas); defender o organismo de corpos estranhos (anticorpos);
definir e manter a arquitetura da célula (elementos estruturais); carregar
moléculas ou íons dentro da célula (mecanismo de transporte); coordenar e
dirigir os processos químicos da célula (reguladores metabólicos).
As
proteínas são o produto final da
informação genética. Todas as proteínas possuem duas características estruturais em comum:
contém apenas vinte diferentes tipos de aminoácidos e são
polipeptídios.
Todas as proteínas presentes nos mais diferentes seres vivos são compostas por
combinações entre 20 aminoácidos. Essas combinações são determinadas, como
vimos, pela seqüência de códons do RNAm que foram transcritas a partir do DNA.
Chamamos de
código genético a correspondência entre os códons e
os aminoácidos.
As quatro bases nitrogenadas do RNAm combinam-se, três a três, formando 64
códons que correspondem a apenas 20 aminoácidos. Dois ou mais códons podem estar
relacionados a um aminoácido, assim como alguns não correspondem a aminoácido
nenhum. Neste último caso, trata-se de códons que determinam o término do
processo de tradução. O código genético é praticamente o mesmo para todos os
seres vivos e, por isso, dizemos que ele é universal. Além de universal, ele é
considerado "degenerado", pelo fato de que praticamente todos os aminoácidos são
determinados por mais de um códon.
Mas qual a relação de tudo o que
vimos com as características de um indivíduo? As proteínas têm importantes
funções no nosso corpo: são substâncias essenciais para a construção das células
dos seres vivos e atuam como enzimas, controlando praticamente todo o
metabolismo celular. Portanto, os genes (as porções de DNA que transcrevem
RNAm), sendo os responsáveis pelo controle da produção de proteínas, controlam
também todas as características dos indivíduos.
Mutações
MUTAÇÕES GÊNICASMutaçõesUma mutação é definida como qualquer alteração permanente do DNA. Pode ocorrer
em qualquer célula, tanto em células da linhagem germinativa como em células
somáticas. As mutações envolvem Mutações Cromossômicas (quebra ou rearranjo dos
cromossomos) e Mutações Gênicas.
Substituição de Nucleotídeos
A
substituição de um único nucleotídeo ( ou mutação de ponto ) numa sequência de
DNA pode alterar o código de uma trinca de bases e levar à substituição de uma
trinca de bases por outra.
- Mutações de Sentido Trocado
Alteram o "sentido" do filamento
codificador do gene ao especificar um aminoácido diferente.
Mutações Sem Sentido
Normalmente a tradução do RNAm cessa quando um
códon finalizador ( UAA, UAG e UGA) é alcançado. Uma mutação que gera um dos
códons de parada é denominada mutação sem sentido
Mutações no Processamento do RNAm
O mecanismo normal pelo qual os
íntrons são excisados do RNA não processado e os éxons unidos para formar um
RNAm maduro depende de determinadas sequências de nucleotídeos localizadas nos
sítio aceptor (intron/exon) e no sítio doador (exon/intron) . As mutações podem
afetar as bases necessárias no sítio doador ou aceptor da emenda, interferindo
na emenda normal do RNA naquele sítio ou podem envolverem substituições de bases
dos íntrons, podendo criar sítios doadores ou aceptores alternativos que
competem com os normais durante o processamento do RNA.
Mutações
Deleções e Inserções
Causadas pela
inserção ou deleção de um ou mais pares de bases.
Deleção e Inserção de Códons
Quando o número de bases envolvidas não é
múltiplo de três, a mutação altera a leitura da tradução a partir do ponto de
mutação resultando numa uma proteína com sequência de aminoácidos diferentes.
MutaçõesQuando o número de bases envolvidas é multiplo de três, a mutação resulta
numa proteína com a adição ou falta de aminoácidos. MutaçõesQuando ocorre a inserção de elementos repetitivos há o interrompimento das
sequências codantes
Mutações em Sequências
Promotoras
Envolvem mutações nas sequências promotoras CAT e TATA
box.
Em Biologia,
mutações são mudanças na sequência dos
nucleotídeos do
material
genético de um organismo. Mutações podem ser causadas por erros de copia do
material durante a
divisão celular, por exposição a radiação
ultravioleta ou
ionizante,
mutagênicos
químicos, ou
vírus. A
célula pode também causar mutações
deliberadamente durante processos conhecidos como
hipermutação. Em
organismos multicelulares, as mutações podem ser divididas entre
mutação
de linhagem germinativa, que pode ser passada aos descendentes, e
mutações somáticas, que não são transmitidas aos descendentes em animais.
Alterações estruturais
Deleções: neste processo, ocorre perda de
fragmentos do Cromossomo, que podem constituir um ou muitos genes. Podem se
originar por simples quebra ou eliminação cromossômicas. Várias deleções nos
seres humanos são conhecidas, e talvez a mais estudada seja a Síndrome do Cri du
chat ou Síndrome do miado de gato. Esta é ocasionada por uma deleção no braço
curto de um dos cromossomos no 5.
Duplicações: as
duplicações ocorrem quando um segmento cromossômico aparece mais de duas vezes
em uma célula diplóide normal. O segmento pode estar ligado a um Cromossomo ou
como um fragmento separado. Por intermédio da segregação destes cromossomos nos
gametas, as duplicações podem ser transmitidas às gerações
subsequentes.
Inversões: as inversões acontecem quando
partes dos cromossomos tornam-se destacadas (quebra cromossômica), giram 180o e
são reinseridas de modo que os genes ficam em ordem inversa. Algumas inversões
resultam do embaraçamento dos filamentos durante a prófase meiótica. As
inversões podem incluir o centrômero (inversões pericêntricas) ou não incluir o
centrômero (inversões paracêntricas).
Translocações: ocorre quando parte de um Cromossomo torna-se separada e se liga a uma parte de
um Cromossomo não homólogo. Estas podem ser de dois tipos: simples – quando o
fragmento quebrado de um Cromossomo se insere em outro não homólogo – ou
recíproca – os segmentos são trocados entre dois cromossomos não homólogos.
Em humanos, as translocações mais comuns (simples) ocorrem entre os
cromossomos 14 e 21 (variação da Síndrome de Down). Outras translocações foram
observadas, entre os grupos D e G, B e D, C e E. Na maioria dos casos existem
numerosas anomalias fenotípicas, e geralmente ocorre um aborto espontâneo, ou
morte poucos meses após o nascimento. Um exemplo pode ser a leucemia mielógena
crônica, na qual ocorre uma translocação entre os cromossomos 22 e 9.
Transposições: refere-se à troca de segmentos de um
local do Cromossomo para outro. Geralmente não há grandes alterações pois o
conteúdo genômico não é alterado, porém o pareamento pode ser difícil durante a
divisão celular.
Fusão e fissão cêntricas: neste caso,
o número cromossômico pode aumentar ou diminuir sem que haja variação na
quantidade de DNA. Isso ocorre devido à quebra do Cromossomo na altura do
centrômero, dando origem a dois cromossomos acrocêntricos (fissão), ou ao
processo inverso (fusão).
Estes processos observam-se em espécies
próximas ao homem, como os primatas, que têm seu número cromossômico variado
pela ocorrência de mais acrocêntricos, ou mais metacêntricos. Na espécie humana
geralmente não se observa a existência de síndromes ou patologias ocasionadas
por este tipo de alteração estrutural/numérica, porém casos de portadores de
anomalias, que não desenvolvem o fenótipo por não ter alteração no conteúdo
genômico, são observados. Ex: portador de fusão entre dois de seus cromossomos
acrocêntricos.
Alterações numéricas Euploidias: as alterações do tipo Euploidia
referem-se ao conteúdo genômico total do indivíduo, ou seja, todos os seus
cromossomos são duplicados (Diploidia – condição normal) ou todos são
triplicados (triploidia) e assim por diante. Em humanos, o haplóide (com
conjunto cromossômico sem homólogos) não é viável e em alguns poucos casos
observam-se as outras poliploidias.
Seres humanos completamente
triplóides são muitos raros e os poucos casos conhecidos são os abortos
espontâneos ou natimortos. Alguns vivem por poucas horas. Em todos os casos há
malformações múltiplas e grosseiras. Avalia-se que aproximadamente 15% de todos
os fetos espontaneamente abortados são triplóides e tetraplóides. A poliploidia
em humanos, seja completa ou em mosaicismo, leva a profundas anomalias e
morte.
Aneuploidias: a Aneuploidia é a situação em
que o número de cromossomos não é um múltiplo exato do número haplóide
característico da espécie.
Trissomias: Nos seres humanos foi avaliado
que aproximadamente 4% de todas as gestações clinicamente identificadas possuem
alguma forma de trissomia. Além disso, em fetos humanos abortados já foi
encontrada uma trissomia para cada um dos cromossomos.
As trissomias
autossômicas totalizam 47,8% de todos os fetos anormais. As mais comuns são
encontradas nos grupos D, E e G. As que envolvem os do grupo A, B, C (excluindo
o X) e o Cromossomo 16 nunca chegam a termo, sugerindo que provocam um
desequilíbrio genético tão drástico que não possibilitam a sobrevivência.
Entre as mais comuns estão a trissomia do 21 (Síndrome de Down), 18
(Síndrome de Edwards) e 13 (Síndrome de Patau). As trissomias (juntamente com
polissomias) do Cromossomo X associado ao cariótipo masculino compõem a Síndrome
de Klinefelter, onde a masculinização secundária é afetada, além de
características congênitas. A trissomia do Cromossomo X, em mulheres, causa
retardo mental. De forma geral, o grau de deficiência mental aumenta com o
número de cromossomos X existentes.
Monossomias: um exemplo de monossomia humana
pode ser a Síndrome de Turner, onde há falta de um Cromossomo X no cariótipo
feminino. Cerca de 1 em 2.500 bebês do sexo feminino têm esta Aneuploidia.
Também como a Síndrome de Klinefelter, a maturação sexual sofre marcantes
anormalidades.
Albinismo O Albinismo
é o conjunto de características que ocorrem por falha genética que
impossibilita a produção de pigmentos naturais do corpo.A cor da pele é
determinada por uma combinação dos pigmentos produzidos na pele e das
cores naturais das camadas superiores da pele. Sem pigmentação, a pele
teria uma coloração branco-pálida com tonalidades variáveis de rosa
decorrentes do fluxo sanguíneo através da pele. O principal pigmento da
pele é a melanina, um pigmento castanho-escuro sintetizado por
células (melanócitos) que estão dispersas entre as outras células da camada superior da pele, a epiderme.
Sintomas
do albinismo:A pele e os pêlos de cores branca, e os olhos de tom
rosado; Movimento rápido dos olhos Fotofobia (evitam luminosidade
porque causa desconforto);Diminuição da perspicácia visual;Cegueira
Funcional
galactosemia - uma doença genética onde ocorre dificuldade do organismo em
metabolizar uma substância normalmente presente na alimentação. O
problema é ocasionado pela lactose, presente no leite materno ou animal
e em seus derivados, que contém galactose. A galactose se acumula na
urina, no sangue e nos tecidos dos pacientes com galactosemia causando
vômitos, diarréia, hepatomegalia, icterícia, convulsões, retardo
mental, catarata e quando infeccioso generalizado. O tratamento é
simples e consiste na retirada do leite (inclusive materno) e derivados.
1 A
Paloma n 46