Uma pesquisa encontrou um microrganismo que consegue interpretar de duas maneiras diferentes um mesmo sinal genético, que normalmente indica a finalização da fabricação de uma proteína.
O estudo da Universidade da Califórnia, Estados Unidos, foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), demonstra que uma arqueia produtora de metano (Methanosarcina acetivorans) pode interromper ou continuar o processo.
Mas o que isso quer dizer? Dentro do mundo da genética, proteínas são produzidas a partir de sinais formados por três letras. Essas letras vêm do RNA mensageiro e são chamadas de códons. As regras para o funcionamento desse sistema são compartilhadas entre todos organismos.
Ele funciona como uma receita de bolo. Cada letra indicaria o que fazer e os ingredientes. No caso da pesquisa científica, o códon UAG, que sinaliza o fim da produção (nessa analogia, colocar o bolo no forno), pode ser lido como duas instruções diferentes pelo microrganismo.
O ponto central é que, mesmo com interpretação ambígua, o bolo não falha. Ao invés de sempre interromper a fabricação da proteína ao encontrar o códon UAG, a arqueia também decide continuar e fazer uma proteína mais longa.
O “pulo do gato”
Apesar de se dizer que as regras do código genético são praticamente universais, a questão central da pesquisa não é exatamente uma quebra total de paradigma.
Algumas exceções são conhecidas. A diferença é que, no caso da arqueia, é a primeira vez que um determinado códon (UAG) foi interpretado de mais de uma maneira (produzir ou parar).
Em linhas gerais, funciona assim: o DNA contido no genoma de todos seres é transcrito em RNA, o que será lido (traduzido) para produção de proteínas. O RNA, na maioria dos casos, trabalha com “quatro ingredientes”(ácidos nucleicos): adenina (A), citosina (C), guanina (G) e uracila (U).
Eles se agrupam em três, formando os códons. Com isso, existem 20 opções de aminoácidos para se formar a partir dos códons, e cada códon teria uma correspondência específica de aminoácido.
Juntando vários aminoácidos, se forma a proteína (que vai ser usada para várias funções do organismo, como construir estruturas, transportar substâncias e reações químicas).
Segundo as informações divulgadas pela UC Berkeley, contudo, já se sabia que nem todos organismos leem o RNA da mesma forma.
A correspondência códon-aminoácido também não é sempre exclusiva: algumas vezes, vários códons diferentes formam o mesmo aminoácido, ou seja, são redundantes.
Noutros organismos, como as arqueias, há mais do que 20 opções de aminoácidos. Voltando para analogia do bolo, é como se uma receita do mesmo sabor pudesse ser feita tanto com água, quanto com leite.
O grande achado da pesquisa foi sobre a equivalência do códon. Em toda árvore da vida, cada códon significa somente um aminoácido.
No caso das arqueias, o estudo identificou uma exceção em que o UAG funciona tanto como sinal de parada, quanto de produzir um aminoácido.
Dipti Nayak, professora assistente de biologia molecular e celular da Universidade da Califórnia em Berkeley e autora sênior de um artigo que descreve as descobertas, explica que o objetivo inicial era outro.
Como as arqueias podem fazer 21 aminoácidos, ao invés dos 20 usuais, a pesquisa buscava entender como isso afetava o organismo. O 21º é chamado pirrolisina. Foi assim que descobriu que o UAG estava sendo interpretado de forma ambígua.
O códon UAG é como uma bifurcação na estrada: ele pode ser interpretado tanto como um códon de parada quanto como um resíduo de pirrolisina. Eles ficam alternando entre considerar esse códon um sinal de parada ou continuar a tradução, acrescentando esse novo aminoácido. Não conseguem se decidir. Simplesmente fazem as duas coisas e parecem se dar bem com essa escolha aleatória Dipti Nayak, professora assistente de biologia molecular e celular da Universidade da Califórnia em Berkeley
O estudo indica que a quantidade de pirrolisina pode ser o que determina por qual caminho seguir, mas os pesquisadores ainda não conseguiram esclarecer o mecanismo que regula a interpretação.
Por que isso importa?
Conforme a Universidade da Califórnia, as descobertas podem significar novas portas para futuras terapias contra doenças.
Alguns pesquisadores levantaram a hipótese de que introduzir certo grau de imprecisão tradução celular poderia ajudar a tratar doenças causadas por um códon de parada prematuro em genes importantes, o que leva à produção de proteínas não funcionais.
Isso inclui cerca de 10% de todas as doenças genéticas, entre elas a fibrose cística e a distrofia muscular de Duchenne. Tornar um códon de parada um pouco mais permissivo poderia permitir a produção de uma quantidade suficiente da proteína normal para aliviar os sintomas.
Contudo, essas aplicações ainda são hipóteses, e o estudo não desenvolveu nem testou qualquer tratamento para essas doenças.