Genética na Agropecuária
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Genética na Agropecuária


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isto é, a alanina.
\u2022 O código não é ambíguo
Umcódon seria ambíguo se ele codificasse para dois oumais aminoácidos diferentes.
Aceita-se que em condições naturais o código não é ambíguo. A ambiguidade pode ser
observada somente em certas condições artificiais. Por exemplo, alterações no pH ou
temperatura ou presença de estreptomicina nomeio de cultura fazemcomque, emE. coli, o
códon 5' UUU3' codifique para fenilalaninabemcomo para leucina, treonina e isoleucina.
\u2022 O código é universal
Umadas questõesmais intrigantes que surgiu durante a decifração do código era se os
códons especificamosmesmos aminoácidos para todos os organismos. Auniversalidade do
código foi demonstrada quando mRNA e ribossomos de reticulócitos de coelho foram
corretamente reconhecidos por tRNAs deE. coli, havendo síntese de hemoglobina.
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GenéticaMolecular
Atualmente, sabe-sequeo código genéticoéuniversalnomundovivo, ocorrendo apenas
pouquíssimasexceçõesdealgunscódonscomsignificadosdiferentesemmitocôndriasdealgumas
espécies. Essa universalidade sugere que todos os seres vivos têmumancestral comum. Um
fato interessante, noentanto, é queosseresvivos exibemumadiversidadeextremamentegrande,
tanto em relação aos seus aspectos e comportamentos, quanto às proporções G/C eA/T,
porém, o conjunto de proteínas e enzimasnecessárias para a sobrevivência ésimilar emtodos
eles. Diante desse fato, o código só pode ser universal porque ele também é degenerado.
Graças àuniversalidadedo código éque foipossíveldesenvolver a tecnologia de obtenção dos
organismos transgênicos, como será comentado no Capítulo 17.
\u2022 O código tem ponto final
O término da leitura de ummRNAé determinado por códons de terminação. São três
os códons de terminação - 5' UAA 3', 5' UAG 3' e 5' UGA 3' -, os quais não são lidos por
tRNAs, mas possuem afinidades para ligarem-se a proteínas específicas conhecidas por
fatores de liberação.
O processo da tradução
A síntese protéica é também conhecida como tradução, porque a linguagem escrita
comas quatro letras correspondentes aos nucleotídeos deve ser traduzida na forma de uma
cadeia polipeptídica comosvinte aminoácidos. Atradução éumprocesso bemmais complexo
que a replicação e transcrição doDNA, pois envolve a participação demais de uma centena
demacromoléculas, taiscomo enzimas, tRNAs,mRNA,alémdasestruturasmacromoleculares
responsáveis pela síntese propriamente dita, os ribossomos.
Um dos primeiros passos na síntese protéica é a ativação dos aminoácidos e o
carregamento dos tRNAs, do seguinte modo:
Aminoacil - tRNA sintetase
Aminoácido + ATP <<<<<<<<<<<: Aminoacil KAMP + PPi
Aminoacil - tRNA sintetase
Aminoacil KAMP + tRNA <<<<<<<<<<<: Aminoacil-tRNA+ AMP
A aminoacil tRNA sintetase é umaenzima cuja função é criar umambiente favorável
para a realização das reações apresentadas anteriomente. Na verdade, podemos comparar a
molécula da enzima a uma casa comquatro cômodos, sendo umespecífico para oATP, um
segundo específico para um dos vinte aminoácidos, um terceiro específico para o tRNA
correspondente ao aminoácido e umquarto específico para uma molécula de água, que é
utilizada emhidrólise. Portanto, existe pelomenos uma aminoacil-tRNAsintetase para cada
aminoácido. De fato, a tradução correta da mensagemgenética depende do alto grau de
especificidadedessas enzimas. Elas são altamente seletivasno reconhecimentodo aminoácido
a ser ativado, bemcomo no reconhecimentodo respectivo tRNA. Essa seletividade é possível
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graças às diferentes sequências encontradas emcada tipo de tRNA, como já foimencionado
anteriormente (Box3.9).
Entre esses tRNAs, existem dois específicos para o aminoácido metionina. Um é
utilizado apenas para iniciar a tradução - tRNA
f
- e o outro é responsável para inserir a
metionina emoutras posições da cadeia polipeptídica. No entanto, ambos reconhecemo
mesmo códonno mRNA, o 5\u2019AUG 3\u2019.
Atradução émais facilmente compreendida seela for dividida emtrês etapas sucessivas,
isto é, o início, a elongação e o término da cadeia polipeptídica. Essas três etapas são
similares em procariotos e eucariotos, embora existam também algumas diferenças
especialmente no início da tradução.
Nos procariotos, o início da tradução ocorre quando a extremidade 5\u2019 damolécula de
mRNAsecombina coma subunidademenor - 30S - do ribossomo e coma formil-metionina -
tRNA
f
(Figura 3.14 eBox3.10). Aligação da formil-metionina-tRNA
f
ao complexo sedápor
meio de pontes de hidrogênio entre as bases do mRNA- códon de iniciação 5\u2019AUG 3\u2019- e as
bases complementaresdo tRNA
f
\u2013anticódon5\u2019CAU3\u2019. Emrazão do códonde iniciação não
estar situado na extremidade 5\u2019 do mRNA, podemos perguntar como o anticódon da formil-
metionina-tRNA
f
encontra o códon 5\u2019AUG3\u2019? Foiconstatado que existe uma sequência no
mRNA, antes do 5\u2019AUG 3\u2019, que é complementar à extremidade 3\u2019do rRNA16 S, que é um
constituinte da subunidademenor do ribossomo - 30S. Portanto, ocorreo pareamento dessas
duas sequências complementares e, emconsequência, o códon5\u2019AUG3\u2019fica posicionado na
subunidade 30 S, facilitando o seu pareamento como anticódon do tRNA
f
carregado coma
formil-metionina. Emseguida, a subunidademaior do ribossomo -50 S - se liga ao complexo
para formar o ribossomocompleto, tambémdenominadocomplexode iniciação.
FIGURA 3.14. Esquema do início da síntese de uma cadeia polipeptídica, o complexo de
iniciação. Note que os dois sítios onde entram os aminoácidos, o P (formil-Met) e oA (demais
aminoácidos) ocorrem entre as duas subunidades do ribossomo. Portanto, existe uma fenda
entre as duas subunidades, onde localiza-se omRNA e por onde entram os tRNAs, processando
a síntese da cadeia polipeptídica.
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GenéticaMolecular
Cada aminoácido é representado pela abreviatura de seu nome na língua inglesa,
de três letrasouuma letra, definidosemconvenção internacional.Amaioriadas abreviaturas
corresponde às três ou a primeira letra do seu nome.
Cada aminoácido é reconhecido por umaaminoacil-tRNAsintetase específica. Cada
enzima pode ter apenas uma cadeia polipeptídica ( ), duas idênticas (
2
), quatro idênticas
(
4
), ou quatro de dois tipos (
2 2
). A cadeia a ou b é especifica de cada enzima. As
aminoacil-tRNA sintetases são classificadas em dois grupos. O grupo I são aquelas
principalmente monoméricas e que reconhecemos 10 aminoácidos escritos com letra
normale o grupo II são enzimasprincipalmente diméricas e reconheceos 10 aminoácidos
escritos com letra em itálico.
BOX 3.9. OS VINTE AMINOÁCIDOS E AMINOACIL-tRNA SINTETASES QUE
SÃO UTILIZADOS NA TRADUÇÃO
\u3b28
88
8
Aminoácido
Abreviaturas
aminoacil-tRNA sintetase
3 letras 1 letra
Ácido aspártico Asp D 82
Ácido glutâmico Glu E 8
Alanina Ala A 84
Arginina Arg R 8
Asparagina Asn N 82
Cisteína Cys C 8
Fenilalanina Phe F 8262
Glicina Gly G 8262
Glutamina Gln Q 8
Histidina His H 82
Isoleucina Ile I 8
Leucina Leu L 8
Lisina Lys K 82
Metionina Met M 8
Prolina Pro P 82
Serina Ser S 82
Tirosina Tyr Y 82
Treonina Thr T 82
Triptofano Trp W 82
Valina Val V 8
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BOX 3.10. O RIBOSSOMO EALGUMAS ENZIMAS ENVOLVIDAS NATRADUÇÃO
DE PROCARIOTO E EUCARIOTO
Noprocarioto o ribossomo (70S) é umaestrutura ribonucleoprotéicae é constituído
de duas subunidades, uma menor (30S) e outra maior (50S).Asubunidade 30S contém
umamolécula de rRNA (16S com1542 bases) associada a 21 moléculas de proteínas
(S1 a S21). A subunidade 50S contém duas moléculas de rRNA, uma 23S com 2904
bases e outra 5S com120 bases, associadas a 34moléculas diferentes de proteínas (L1
a L34).
O ribossomodo eucarioto (80S) ésemelhante ao do procarioto, porém, ligeiramente
maior, sendo constituído da subunidade menor (40S) e outra maior (60S). A 40S é
constituída pelo rRNA18S com1874 bases e 33 proteínas, enquanto a subunidade 60S
possui três rRNAs, o 28S com4718 bases,