Seu DNA tem um “segundo código” secreto que decide quais genes serão silenciados
O DNA humano é construído a partir de longas sequências de unidades de três letras compostas por quatro nucleotídeos. Essas unidades, conhecidas como códons, informam às células quais aminoácidos usar na construção de proteínas. Embora vários códons diferentes possam codificar o mesmo aminoácido, isso tem sido frequentemente visto como uma simples redundância no sistema genético.
No entanto, a investigação mostra cada vez mais que estes chamados codões sinónimos não são verdadeiramente iguais. Alguns códons tornam as moléculas de mRNA mais estáveis e mais fáceis para as células traduzirem em proteínas, tornando-as mais eficientes. Outros, considerados não ideais, levam a uma tradução mais fraca e têm maior probabilidade de serem quebrados. Até agora, os cientistas não compreenderam completamente como as células humanas reconhecem e respondem a estes códons menos eficientes.
Cientistas procuram o sistema de “controle de qualidade” da célula
Para investigar esta questão, uma equipa de investigação da Universidade de Quioto e da RIKEN, liderada por Osamu Takeuchi e Takuhiro Ito, realizou uma série de experiências destinadas a descobrir como as células lidam com a eficiência dos códons.
Eles começaram com uma triagem CRISPR de todo o genoma para identificar fatores envolvidos na expressão gênica dependente de códons. Esta abordagem apontou para uma proteína de ligação ao RNA chamada DHX29 como um ator chave. O sequenciamento de RNA de acompanhamento permitiu aos pesquisadores examinar a atividade geral do mRNA, revelando que quando o DHX29 está faltando, os mRNAs contendo códons não ideais aumentam em abundância.
Como o DHX29 detecta e suprime mensagens genéticas fracas
Usando microscopia crioeletrônica, a equipe conseguiu observar como o DHX29 interage fisicamente com o ribossomo 80S, o maquinário celular responsável pela produção de proteínas. Análises adicionais usando perfis seletivos de ribossomos mostraram que é mais provável que DHX29 se associe a ribossomos que leem códons não ideais.
Outros estudos proteômicos revelaram que o DHX29 recruta o complexo proteico GIGYF2•4EHP. Este complexo atua para suprimir seletivamente mRNAs que contêm códons não ideais, reduzindo efetivamente a produção de mensagens genéticas ineficientes.
“Juntas, essas descobertas revelam uma ligação molecular direta entre a escolha de códons sinônimos e o controle da expressão gênica em células humanas”, diz o co-autor Masanori Yoshinaga.
Uma nova camada de regulação genética com amplas implicações
Estas descobertas mudam a forma como os cientistas pensam sobre a regulação genética, mostrando que a própria escolha do códon desempenha um papel direto no controle da expressão genética nas células humanas. O mecanismo acionado por DHX29 poderia influenciar processos biológicos importantes, como a diferenciação celular, a manutenção do equilíbrio celular e o desenvolvimento do câncer, sugerindo um amplo significado.
Os pesquisadores planejam continuar explorando como o DHX29 afeta a atividade genética tanto na saúde quanto na doença.
“Há muito que somos fascinados pela forma como as células interpretam a camada oculta de informação incorporada no código genético, por isso descobrir o factor molecular que permite às células humanas ler e responder a este código oculto tem sido particularmente gratificante”, diz o líder da equipa, Osamu Takeuchi.
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