CÓDIGO GENÉTICO

Definição:

É a relação de bases no DNA e a seqüência de aminoácidos nas proteínas.

O código genético encontra-se na forma de trinucleotídeos. São os códons.

A descoberta de todo o código genético foi em 1966.Função: minimizar os efeitos deletérios das mutações.

Características do código genético

1 – Uma seqüência de três bases no RNAm codifica um aminoácido.

Ex: Duas bases no RNAm com repetição de bases: 4 x 4 = 16 combinações. Três bases no RNAm com repetição de bases = 4 x 4 x 4 = 64 combinações.

Ex: UCA = Ser (serina) GAA = Glu (glutamato)

2 – Cada trinca no RNAm (códon) liga-se a uma molécula de RNAt específica, determinada pelo pareamento com o anticódon.

CódonU C AA G UAnticódon

3 – O anticódon é uma seqüência de três nucleotídeos presente no RNAt e complementar ao códon.

CódonA U GU A CAnticódon

4 – O código genético é degenerado. Um mesmo aminoácido pode ser codificado por vários códons.

Isso é possível pois o código é em trincas, sendo o número de códons (64) maior do que o de aminoácidos (20).Ex:

UCU GGUUCC Ser (serina) GGC Gly (glicina)UCA GGA

5 - Códons que especificam um mesmo aminoácido são sinônimos. Exceto para metionina e triptofano.Ex:

GCU GUUGCC Ala (alanina) GUA Val (valina)GCG

6 – O código apresenta oscilação. É a imprecisão no pareamento da 3ª base do códon.

1ª base do anticódon 3ª base de códonC GA UU A ou GG U ou CI U, C ou A

Isso explica, em parte, a redundância.Códons que diferem nas duas primeiras bases são reconhecidos por

um mesmo RNAt.A mudança na terceira base não resulta, normalmente, em produto

gênico inativo.Ex:

GCU UUAGCC RNAt – Ala CUA RNAt - LeuGCA (único) (diferentes)

Função: corrigir efeitos deletérios das mutações.

7 – O código é redundante. Existe mais de um códon para cada aminoácido. Exceto para metionina e triptofano.Ex:

AUU Ile (isoleucina) CAU His (histidina)AUC CAC

8 – O código não é ambíguo. Um códon designa um aminoácido.Ex:

UGG Trp (triptofano) AUG Met (metionina)

9 – O código genético é universal. Ele é o mesmo nos diversos organismos.

10 – O código não é superposto. Cada grupo de 3 bases no DNA especifica um aminoácido.Ex:

ABC DEF GHI JKL MNO PQR aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6

11 – A seqüência de bases é lida sem interrupção a partir do ponto de início e acaba no ponto de término.Ex:

AUG ABC DEF GHI JKL MNO PQR UGA Met aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 Term

Códon de início (start codon) = AUG = MetCódons de término (stop codon) = UAA = UAG = UGA

12 – Existe a colinearidade. É a correspondência linear entre a seqüência de um gene e seu produto (proteína).

13 – Códon usage – a ocorrência de determinados códons, nos diferentes organismos, não é ao acaso, mas há uma utilização preferencial dos códons, que é típica de cada espécie.

Os códons mais utilizados são aqueles que são reconhecidos pelos RNAt’s mais abundantes na célula.

Isoaceptores – os diferentes RNAt’s que se ligam a um mesmo aminoácido.

EVOLUÇÃO DO CÓDIGO GENÉTICO

* Forma primitivaPequeno número de códons = representando poucos AA’s.Relação de um códon = um aminoácido.

* O código evoluiu para minimizar os efeitos deletérios das mutações.

* No início, as duas primeiras posições do códon eram importantes.Substituição na terceira posição não mudaria o aminoácido.

* A discriminação da terceira posição do códon evoluiu posteriormente.

* No início, o código deveria especificar o caráter do AA:

Códons contendo A como base central = AA hidrofílicoCódons contendo G como base central = AA hidrofílico

Códons contendo U como base central = AA hidrofóbicoCódons contendo C como base central = AA hidrofóbico

* a maior precisão surgiu posteriormente.

* O código genético surgiu muito cedo no processo evolutivo = antes mesmo do surgimento das células.

Segunda baseU C A G

Pri

mei

ra b

ase

(pos

ição

5’)

U

UUUPhe

UCU

Ser

UAUTyr

UGUCys

U

Terceira base (posição 3’)

UUC UCC UAC UGC CUUA

LeuUCA UAA

StopUGA Stop A

UUG UCG UAG UGG Trp G

C

CUU

Leu

CCU

Pro

CAUHis

CGU

Arg

UCUC CCC CAC CGC CCUA CCA CAA

GlnCGA A

CUG CCG CAG CGG G

A

AUUIle

ACU

Thr

AAUAsn

AGUSer

UAUC ACC AAC AGC CAUA ACA AAA

LysAGA

ArgA

AUG Met ACG AAG AGG G

G

GUU

Val

GCU

Ala

GAUAsp

GGU

Gly

UGUC GCC GAC GGC CGUA GCA GAA

GluGGA A

GUG GCG GAG GGG G

A R N D C Q E G H I L K M F P S T W Y VAla Arg Asn Asp Cys Gln Glu Gly His Ile Leu Lys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val

GCA CGA AAC GAC UGC CAA GAA GGA CAC AUA CUA AAA AUG UUC CCA UCA ACA UGG UAC GUAGCC CGC AAU GAU UGU CAG GAG GGC CAU AUC CUC AAG UUU CCC UCC ACC UAU GUCGCG CGG GGG AUU CUG CCG UCG ACG GUGGCU CGU GGU CUU CCU UCU ACU GUU

AGA UUA AGCAGG UUG AGU

Sinais de terminaçãoUAA OchreUAG AmberUGA Opal