O que é o código genético?

O código genético é, em termos gerais, um jogo de letras e ordenação de palavras. Aqui, falamos sobre ele da forma mais amigável e divertida possível.

Escrito e verificado por el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Última atualização: 18 abril, 2023

O código genético é um conjunto de regras que definem como uma sequência de nucleotídeos no RNA mensageiro é traduzida em uma sequência de aminoácidos em uma proteína. Em outras palavras, trata-se da ordem que a informação genética dos organismos segue para dar origem a todas as estruturas fisiológicas.

As proteínas representam cerca de 50% do peso seco dos tecidos, portanto, entender a vida sem elas é impossível. Graças ao código genético, a maquinaria celular possui todas as informações necessárias para sintetizar essas biomoléculas essenciais.

Embora possa parecer complexo a princípio, você verá que entender essa linguagem universal é uma tarefa muito simples. No final, é um jogo de letras e comandos. Se você quer saber mais sobre o código genético de forma didática e de fácil entendimento, não perca as linhas a seguir.

Lançando as bases do código genético

Em primeiro lugar, devemos lançar as bases da genética para entender a questão que nos interessa aqui. A Fundação Instituto Roche nos ajuda nisso.

O DNA é o ácido nucléico básico para a vida. Contém as instruções genéticas utilizadas no desenvolvimento e funcionamento de todos os organismos vivos e, além disso, é o mecanismo básico para a herança de caracteres e recombinação genética em espécies que se reproduzem de forma sexual.

O DNA nos permite ser nós mesmos e, por sua vez, permite que as espécies na Terra continuem a evoluir e melhorar ao longo do tempo. Não é uma maquinaria perfeito, pois às vezes sofre mutações, mas esse polímero de nucleotídeos é a base da existência como a conhecemos.

Falando em nucleotídeos, é preciso estabelecer que uma dupla hélice de DNA é formada por um polímero de nucleotídeos, as unidades funcionais básicas. Resumidamente, podemos dizer que estes contêm uma base nitrogenada que lhes dá o nome.

Essas bases nitrogenadas são adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) e uracila (U). A timina é específica do DNA, enquanto a uracila é apenas uma parte do RNA.

Damos-lhe um exemplo para tornar tudo mais claro:

AAT

Essa palavrinha se refere a um segmento de DNA formado por 3 nucleotídeos. A primeira contém a base nitrogenada adenina (A), a segunda contém também a base nitrogenada adenina (A) e a terceira uma timina (T).

Transcrição e tradução: um passo mais perto da vida

O DNA é um polímero fascinante, mas na maioria dos casos está trancado no núcleo da célula. Os ribossomos, que são responsáveis pela síntese de proteínas, estão no citosol. Como esse problema é resolvido?

A resposta é simples: através da transcrição e tradução. Segundo o portal especializado Khanacademy.org, a transcrição pode ser definida como a primeira etapa da expressão gênica, na qual as enzimas RNA polimerase copiam a sequência de DNA de um gene para transformá-lo em uma cadeia de RNA.

Uma vez sintetizado, esse polímero de RNA mensageiro (mRNA) sai do núcleo e é transportado para o citosol, onde estão os ribossomos. Aqui ocorre a tradução. De acordo com o National Human Research Genome Institute (NIH), é o processo pelo qual os ribossomos lêem as informações do mRNA e sintetizam proteínas a partir dele.

O excitante mundo do código genético

Recuperamos a definição de código genético: um conjunto de regras que definem como uma sequência de nucleotídeos no RNA mensageiro é traduzida em uma sequência de aminoácidos em uma proteína. Desempenha um papel essencial tanto na transcrição quanto na tradução, pois permite que a informação codificada acabe sendo transformada.

O códon: a unidade básica do código genético

Conforme indicado pela Universidade Complutense de Madri (UCM), o códon é a unidade básica para a compreensão do código genético. É um trio de nucleotídeos que codifica um aminoácido específico. Mais uma vez, colocamos um exemplo explicativo:

CAT (no DNA) → CAU (no mRNA) → histidina (no ribossomo)

CAT é um trio de aminoácidos localizado no DNA que é composto por um nucleotídeo citosina (C), outro de adenina (A) e outro de timina (T). Quando transcrito em mRNA, esse tripleto é lido como CAU, pois o uracil (U) é o análogo de RNA da timina. Quando o CAU é levado ao ribossomo, ele coloca o aminoácido histidina na síntese de uma proteína.

O próprio códon seria CAU, pois é o trio de nucleotídeos presente no RNA mensageiro que codifica um aminoácido específico. Devemos enfatizar que a maioria dos aminoácidos é codificada por mais de um códon, já que para a histidina estes dois são válidos: CAU e CAC.

Assim, frases inteiras podem ser formadas a partir de tripletos:

CUU – CCU – CAU – UAU

Isso simplesmente representa uma cadeia de RNA mensageiro com 4 tripletos (códons) que codificam, respectivamente, os aminoácidos leucina (CUU), prolina (CCU), histidina (CAU) e tirosina (UAU).

Uma questão de números

Nesse ponto, conforme indica o portal Bionova.org, é preciso observar que uma proteína é composta de 100 a 300 aminoácidos. Há um total de 20 aminoácidos universais para os seres vivos, mas é a ordem deles na linha de montagem que dá a diversidade da matéria orgânica.

Assim, usando matemática básica, podemos dizer que uma proteína de 300 aminoácidos será formada por 300 códons ou tripletos, o que por sua vez se traduz em 900 nucleotídeos ou letras. Este é o código genético; a concatenação de letras que dá origem a uma proteína específica.

Aqui você tem um exemplo claro em que é mostrada a enorme frase que dá origem a um tipo de colágeno presente no corpo. No final, tudo se baseia em um número vertiginoso de letras.

Propriedades do código genético

Percorremos um longo caminho para explicar o mundo do código genético, mas ainda temos pano para cortar. De acordo com fontes citadas anteriormente, essas são as propriedades que o definem.

1. O código genético é organizado em tripletos ou códons

Já comentamos isso. Cada tripleto codifica um aminoácido e é a ordem dos 20 aminoácidos biológicos que permite a existência das diferentes proteínas presentes na matéria orgânica.

Imagine que cada aminoácido foi codificado por um único nucleotídeo. Haveria apenas 4 aminoácidos diferentes, o que seria um verdadeiro desastre evolutivo. Ao apresentar um tripleto, pode ser criada uma variante de até 64 códons diferentes.

2. O código genético é degenerado

Em termos gerais, isso significa que mais de um códon codifica um aminoácido específico na maioria dos casos. Por exemplo, para a arginina, são válidos os tripletos CGU, CGC, CGA, CGG. Isso não significa que todos os 4 códons são necessários para dar origem à arginina, mas que qualquer um deles é válido.

Assim, se a última letra for mal lida durante a transcrição, o aminoácido ainda está montado no ribossomo e a proteína pode continuar a ser produzida. Há duas exceções a essa regra, pois a metionina e o triptofano são codificados por um único códon.

3. O código genético não se sobrepõe

Um nucleotídeo faz parte de um tripleto, portanto, não faz parte de vários tripletos ao mesmo tempo. Isso não significa que um nucleotídeo de adenina (A) seja um tipo de nucleotídeo que só pode estar presente em um códon, mas sim que este em particular, aquela molécula única, faz parte de um códon e nenhum outro ao mesmo tempo.

4. A leitura do código genético é sem vírgulas

Não queremos entrar na selva de como o DNA é lido pelas RNA polimerases ou como os ribossomos interpretam as instruções. Por isso, nos limitaremos a dizer que o código genético não possui espaços, ou seja, que atrás de uma frase ou códon existe outro.

Notas finais sobre o Código Genético

Conforme indicado pelo Ministério da Educação e Ciência da Espanha, o código genético pode ser resumido como a relação que existe entre as bases dos tripletos do RNA mensageiro e os aminoácidos proteinogênicos. Alguns aminoácidos podem ser sintetizados pelo organismo (não essenciais) e outros não, por isso devem ser obtidos na alimentação (essenciais).

A essencialidade de um ou outro aminoácido depende inteiramente da espécie, pois alguns animais sintetizam alguns aminoácidos que outros não. Costumamos entender como essenciais aqueles que devem ser ingeridos na dieta.

O código genético é, em síntese, o conjunto de letras (nucleotídeos) que codificam os 20 aminoácidos universais de todos os seres vivos, que, segundo sua ordem, dão origem às diferentes proteínas. Do sistema circulatório ao próprio cérebro humano, tudo é composto por proteínas.