Questão 14 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2024
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?
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Resolução comentada
Resolução comentada
a) O código genético é o conjunto de regras que relaciona as trincas de nucleotídeos do RNAm (códons) aos aminoácidos que serão incorporados à proteína. Ele também inclui os sinais de início (AUG) e de término da tradução.
Há 4^3 = 64 códons possíveis, mas apenas 20 aminoácidos usados normalmente. Por isso, vários códons diferentes codificam o mesmo aminoácido. Essa é a degeneração, ou redundância: um aminoácido pode ter mais de um códon, mas cada códon especifica um único aminoácido. Assim, algumas mutações pontuais, em especial na terceira base, não mudam a proteína (mutações silenciosas).
Resposta: o código genético é a correspondência entre códons do RNAm e aminoácidos. É degenerado porque 64 códons codificam apenas 20 aminoácidos, de modo que um mesmo aminoácido pode ser codificado por mais de um códon.
b) Os pesquisadores permitem que as proteínas passem a conter aminoácidos sintéticos, que não existem entre os 20 naturais. Com isso, as proteínas ganham estruturas e propriedades novas. Isso acontece quando o ribossomo encontra o códon de terminação, em vez de interromper a tradução.
No código universal, só três códons sinalizam o fim da tradução: UAA, UAG e UGA. Cada aminoácido sintético precisa de um RNAt reprogramado que reconheça um desses códons. Como são apenas três, só é possível ter até três aminoácidos sintéticos diferentes ao mesmo tempo. Além disso, se os três códons de terminação forem reaproveitados, a célula perde sinais de parada e a tradução pode não terminar corretamente.
Resposta: as proteínas passam a incorporar aminoácidos que não fazem parte dos 20 naturais, o que as torna proteínas modificadas. A técnica se limita a três aminoácidos sintéticos porque existem só três códons de terminação (UAA, UAG e UGA) que podem ser reaproveitados.
Assuntos: código genético, tradução e síntese de proteínas, biotecnologia.
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