Descobertas novas informações escondidas no DNA

Mutações silenciosas

Cientistas demonstraram que uma camada do DNA que vem sendo considerada como redundante há mais de meio século, na verdade contém informações genéticas essenciais.

Jonathan Weissman e seus colegas da Universidade da Califórnia, em São Francisco, usaram uma nova técnica que traça um perfil dos ribossomos, permitindo a mensuração da atividade genética no interior de células vivas.

Essa medição inclui a velocidade com a qual as proteínas são feitas.

Ao medir a taxa de produção de proteínas em bactérias, a equipe descobriu que alterações genéticas ligeiramente diferentes podem ter efeitos dramáticos.

Isto se mostrou verdadeiro até mesmo para mudanças genéticas aparentemente insignificantes, conhecidas como "mutações silenciosas", que trocam uma única letra do DNA, sem alterar o gene resultante.

Para sua surpresa, os cientistas descobriram que essas mudanças podem atrasar o processo de produção de proteínas a um décimo, ou até menos, de sua velocidade normal.

Códons redundantes

A mudança na velocidade de produção das proteínas é causada por informações contidas naquilo que é conhecido hoje como "códons redundantes" - pequenos pedaços de DNA que fazem parte do código genético.

Eles foram chamados de "redundantes" porque se acreditava que continham duplicações do código genético, e não instruções específicas.

Esta nova descoberta desafia meio século de pressupostos fundamentais da biologia.

E também poderá ajudar a acelerar a produção industrial de proteínas, que é crucial para a fabricação de biocombustíveis e medicamentos biológicos utilizados para o tratamento de muitas doenças, do diabetes ao câncer.

"Acreditava-se que o código genético fosse redundante, mas códons redundantes claramente não são idênticos," disse Weissman.

"Nós [ainda] não entendemos muito sobre as regras," acrescentou o pesquisador, mas o novo trabalho sugere que a natureza seleciona entre os códons redundantes com base na velocidade genética, assim como no significado genético.

Esta é a terceira descoberta envolvendo novos níveis de informação no DNA nos últimos anos:

• "DNA lixo" é mais importante do que se pensava
• DNA humano possui superestruturas escondidas
• Cientistas descobrem um novo nível de informação no DNA

Códons do DNA

Toda a vida na Terra baseia-se no armazenamento de informação genética no DNA (ou, no caso de alguns vírus, no RNA), e na expressão desse DNA em proteínas para construir os componentes das células e executar as instruções genéticas de todas as formas de vida.

Cada célula viva, em cada tecido, dentro de cada organismo na Terra, está constantemente expressando genes e traduzindo-os em proteínas, desde o nascimento até o fim da vida. Uma quantidade significativa da energia que queimamos é destinada a alimentar esse processo fundamental.

O código genético é basicamente um conjunto universal de instruções para traduzir o DNA em proteínas.

Os genes do DNA são compostos de quatro tipos de moléculas, conhecidas como bases ou nucleotídeos (representados pelas quatro letras A, G, T e C).

Mas as proteínas são sequências de 20 tipos diferentes de aminoácidos.

Para codificar todos os 20 aminoácidos, o código genético convoca genes a serem expressos pela leitura de grupos de três letras de DNA de cada vez, para cada aminoácido em uma proteína.

Esses trios de letras do DNA são chamados códons.

Mas, como existem 64 formas possíveis de organizar três bases de DNA juntas - e apenas 20 aminoácidos utilizados pela vida - o número de códons excede a demanda. Assim, vários destes 64 códons codificam para o mesmo aminoácido.

Os cientistas têm considerado isto uma redundância nos últimos 50 anos.

Mais recentemente, contudo, conforme mais e mais genomas das mais diversas criaturas são decodificados, os cientistas começaram a verificar que nem todos os códons "redundantes" são iguais.

Muitos organismos têm uma preferência clara para um tipo de códon em relação a outra, embora o resultado final seja o mesmo.

Isto levou à pergunta que esta nova pesquisa agora respondeu: se códons redundantes fazem a mesma coisa, por que a natureza prefere um em vez do outro?