Do DNA à proteína

O DNA fica guardado no núcleo da célula, mas as proteínas são fabricadas fora dele, no citoplasma. Para levar a receita de um lugar a outro, a célula faz uma cópia temporária do gene em outra molécula: o RNA. Esse fluxo de informação — DNA → RNA → proteína — é conhecido como o dogma central da biologia molecular.

RNA: o primo do DNA

O RNA (ácido ribonucleico) é parecido com o DNA, com três diferenças principais: em geral tem uma fita só, usa outro açúcar (a ribose) e, no lugar da timina (T), tem a uracila (U), que também pareia com a adenina.

Transcrição: do DNA ao RNA

Na transcrição, uma enzima chamada RNA polimerase abre a dupla hélice no trecho de um gene e monta uma fita de RNA complementar a uma das fitas do DNA, letra por letra. Esse primeiro RNA ainda passa por um acabamento: os íntrons são removidos e as pontas recebem proteções. O resultado é o RNA mensageiro (mRNA), que sai do núcleo levando a receita.

Tradução: do RNA à proteína

No citoplasma, o mRNA é lido pelos ribossomos, as fábricas de proteínas da célula. A leitura é feita de três em três letras; cada trio, chamado códon, corresponde a um aminoácido. Quem traz os aminoácidos são as moléculas de RNA transportador (tRNA). Cada tRNA carrega um aminoácido em uma ponta e, na outra, três letras — o anticódon — que se encaixam no códon do mRNA por complementaridade. O ribossomo liga o aminoácido recém-chegado à cadeia que está sendo formada, libera o tRNA vazio e avança três letras.

Existem 64 códons possíveis e 20 aminoácidos. Por isso vários códons diferentes podem indicar o mesmo aminoácido, e três deles não indicam nenhum: funcionam como um ponto final, avisando que a proteína terminou. Essa tabela de correspondência é o código genético, praticamente igual em todos os seres vivos. Ela costuma ser desenhada como uma roda, lida do centro para fora: a primeira letra do códon fica no meio, e a terceira, na borda.

Como o código foi decifrado

Em 1961, os bioquímicos Marshall Nirenberg e Heinrich Matthaei, dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos (NIH), colocaram em um tubo de ensaio o maquinário de tradução extraído de bactérias e acrescentaram um RNA artificial feito só de uracila (UUUUUU…). O resultado foi uma cadeia formada apenas pelo aminoácido fenilalanina: UUU era a primeira “palavra” decifrada do código genético.

Nos anos seguintes, vários laboratórios completaram o dicionário, e em 1966 os 64 códons já tinham significado conhecido. Nirenberg dividiu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1968 com Har Gobind Khorana e Robert Holley. Essa história — e a confusão que até hoje se faz entre código genético e genoma — está na reportagem “Um auê sobre ATGC”.

A cadeia de aminoácidos então se dobra em uma forma tridimensional — e é essa forma que permite à proteína fazer o seu trabalho.

Por que isso importa

As proteínas fazem quase todo o trabalho da célula: são enzimas que aceleram reações químicas, estruturas que dão forma e sustentação, sinais e receptores que transmitem mensagens. Uma alteração em um gene pode mudar a proteína que ele codifica — e é assim que muitas doenças começam (veja Mutação e reparo).

É também esse caminho que explica as vacinas de RNA mensageiro: elas entregam às células um mRNA com a receita de uma proteína do vírus, que é traduzido no citoplasma. Esse RNA não entra no núcleo nem é convertido em DNA.