Fluxo de informação genética \ Código genético

O código genético estabelece a relação entre a sequência das bases no DNA (e as transcrições do RNA) e a sequência dos aminoácidos nas proteínas.



Cada aminoácido é codificado por um grupo de 3 bases aminadas, um tripleto.



Cada grupo de três nucleótidos do RNA mensageiro que codifica um determinado a.a ou o inicio ou o fim da sintese de proteínas tem o nome de codão.

Diz-se que o código genético é redundante por existirem vários codões que codificam o mesmo aminoácido. Por exemplo, os codões UCU, UCC,UCA e UCG codificam todos o aminoácido Serina (Ser).

Este fenómeno é também apelidado de degenerescência. Já o contrário não é possível e não existe nenhum codão que possa codificar mais do que um único aminoácido e, logo, nunca é ambíguo.

Com apenas 20 palavras necessárias para os 20 aminoácidos comuns, para que são usadas as outras palavras, se o forem? O trabalho de Crick sugeriu que o código genético é redundante, significando que cada uma das trincas deve ter um significado no código.

Para que seja verdadeiro, alguns aminoácidos devem ser especificado, por pelo menos duas ou mais trincas diferentes

Composição e estrutura do RNA

O ácido ribonucleico (RNA) também é um polímero de nucleótidos e quimicamente muito próximo do DNA.

Ao nível da constituição, cada nucleótido do RNA contém um grupo fosfato, uma pentose, e uma base azotada.

As principais diferenças entre o RNA e o DNA são :

• O RNA só possui uma única cadeia polinucleotidica


• A sua pentose é a ribose


• As bases azotadas são a adenina, a guanina, a citosina, e o uracilo ( é esta que existe no rna e não no dna)


• A quantidade varia de célula para célula e dentro da mesmo célula de acordo com a actividade metabólica.


• É uma molécula quimicamente pouco estável.


• Pode ser uma molécula temporária, existindo por curtos períodos.


• Apresentra três formas básicas : mensageiro, transferência e ribossómico

Rna mensageiro - Funciona como mensageiro entre o DNA e os ribossomas.

Rna transferência - Transfere os aminoácidos para os ribossomas

Rna ribossómico - Um ribossoma é constituido por duas subunidades de tamanhos diferentes em cuja consitituicão entram proteínas e o rna ribossómico.

Replicação de ADN e experiência Meselson e Stahl

A replicação do DNA é semiconservativa: Watson e Crick propuseram que um dos
filamentos de cada molécula filha de DNA e recém sintetizado, enquanto o outro é
passado inalterado vindo da molécula original de DNA. Esta distribuição de átomos
parentais é chamada de semiconservativa.

Apesar de esta ser a hipótese actualmente aceite, foram propostas outras duas.

A hipótese conservativa que afirma que a molécula de ADN progenitora mantém-se integra, servindo apenas de molde para a formação da molécula-filha, a qual será formada por 2 novas cadeias.

A hipótese dispersiva que defende que cada molécula filha é formada por porções da molécula incial e por regiões sintetizadas de novo.

Para provarem que a hipotese semi conservativa era a 'verdadeira', Meselseon e Stahl levaram a cabo uma experiência.

- Quando as bactérias Escherichia coli vivem num meio de cultura normal (com 14N), o seu DNA, depois de extraído e centrifugado, deposita-se mais próximo da superfície do que do fundo do tubo da centrífuga.

- Meselson e Stahl cultivaram Escherichia coli num meio de cultura contendo um isótopo pesado de azoto (15N).~

- As bactérias produziram bases azotadas contendo 15N, que ficaram integradas no seu DNA.- O DNA, depois de extraído, foi centrifugado, verificando-se que era mais denso do que o DNA de bactérias que cresciam em azoto normal (14N), depositando-se próximo do fundo do tubo da centrífuga.

- Depois de várias gerações num meio de cultura com 15N, as bactérias foram transferidas para um meio de cultura com 14N, isto é, um meio normal.

- As bactérias (geração 0 - G0) dividiram-se nesse meio e o processo foi interrompido:

a) ao fim de 20 minutos (1ª geração - G1)

- todas as bactérias G1 apresentavam um DNA de densidade intermédia (entre o DNA só com 15N e o DNA só com14N) 14N15N;

b) ao fim de 40 minutos (2ª geração - G2) - 50% das bactérias G2 apresentavam um DNA de densidade intermédia (14N15N) e os outros 50% apresentavam um DNA de densidade normal 14N.

Experiência de Hershey e Chase

Em 1952 estes cientistas realizaram experiências com o bacteriófago T2, um vírus que ataca bactérias. O vírus é uma estrutura muito simples, composto apenas por proteínas e ácido nucleico.

O bacteriófago agarra-se á membrana bacteriana através de fibras proteicas da sua cauda e injecta para o citoplasma o ácido nucleico que se localiza na sua cabeça. Esse ácido nucleico vai comandar, a partir do citoplasma bacteriano, a produção de mais vírus. A parte proteica do vírus nunca penetra na célula.

Tendo isto em conta, e sabendo que as proteínas apresentam na sua composição enxofre (presente no aminoácido cisteína) e que os ácidos nucleicos apresentam na sua composição fósforo, realizaram a seguinte experiência:

situação A - fagos foram cultivados em meio contendo enxofre radioactivo (logo as proteínas ficaram radioactivas) e foram infectar bactérias não radioactivas. Observou-se que a radioactividade permanecia no exterior das células;

situação B - fagos foram cultivados em meio com fósforo radioactivo (logo os ácidos nucleicos ficaram radioactivos) e foram infectar bactérias não radioactivas. Observou-se que a radioactividade estava no interior das células.

Desta experiência concluiu-se que os ácidos nucleicos são os responsáveis pela informação que conduz á formação de novos vírus.

Experi

Experiências de Avery (1944)

Em 1944, Avery

e seus colaboradores realizaram as experiências descritas na figura.

Nesta experiência Avery, pretendia investigar qual a substância contida nas bactérias “S” que afectava as bactérias “R” transformando-as em bactérias do tipo “S”.

Após a experiência, este pôde concluir que era o ADN a substância que afectava as bactérias, dado que na amostra tratada com enzimas responsáveis pela degradação do ADN não ocorria a transformação das bactérias, logo seria o mesmo que contém a informação e que permite a transformação das bactérias do tipo R em bactérias do tipo S.

Experiência de Griffith (1928)

Uma observação perturbadora foi feita por Griffith no decurso de experiências com a bactéria Streptococcus pneumoniae em 1928.



Esta bactéria, que causa pneumonia aos humanos, é normalmente letal no caso dos ratos.

No entanto, diferentes estirpes desta espécie bacteriana desenvolveram-se de forma a terem diferente virulência (capacidade de causar doença e/ou morte).

Na sua experiência, Griffith usou duas estirpes que são distinguíveis pela aparência das suas colónias quando crescidas em culturas laboratoriais.



Numa das estirpes, um tipo virulento normal, as células estão cobertas por uma cápsula de polissacárido, dando às colónias uma aparência lisa (smooth): daí chamar-se S a esta estirpe. Na outra estirpe estudada por Griffith, um tipo mutante, não virulento, que cresce nos ratos mas não é letal, a cápsula está ausente, dando a estas colónias um aspecto rugoso (rough), sendo esta estirpe chamada de R.




Griffith matou algumas células virulentas, fervendo-as, e injectou-as nos ratos. Os ratos sobreviveram, mostrando que as carcaças das células não causam a morte.

No entanto, ratos injectados com uma mistura de células virulentas mortas pelo calor e células não virulentas vivas morreram.

Mais surpreendente ainda, células vivas podiam ser recuperadas dos ratos mortos; estas células davam colónias lisas e eram virulentas após injecção subsequente.

De alguma forma, os destroços das células S mortas, converteram as células R vivas a células S vivas.

Griffith chamou o processo de transformação.