Quantas combinações de proteínas são possíveis com 20 tipos diferentes de aminoácidos?

Escrito por matthew williams | Traduzido por vanessa santos
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Quantas combinações de proteínas são possíveis com 20 tipos diferentes de aminoácidos?
As possibilidades de combinação de aminoácidos do nosso organismo são infinitas (BananaStock/BananaStock/Getty Images)

As proteínas estão entre as substâncias químicas mais importantes para a vida do planeta. Sua estrutura pode variar grandemente. Cada uma, no entanto, é feita de 20 diferentes tipos de aminoácidos. Semelhantes as letras do alfabeto, a ordem dos aminoácidos em uma proteína tem um importante papel em como será a função de sua estrutura final. Proteínas podem ter comprimento de centenas de aminoácidos, mas as possibilidades são quase infinitas, como analisaremos a seguir.

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Como a sequência de aminoácidos é determinada

Você pode ter uma ideia geral de que o DNA é a base da genética de tudo que você é. O que você pode não perceber é que a única função do DNA é determinar a ordem dos aminoácidos destinados a todas as proteínas que formam seu organismo. O DNA é simplesmente uma longa fita de quatro nucleotídeos repetidos ao longo dela, intitulados adenina, timina, guanina e citosina, e geralmente são representados pelas letras ATGC. Não importa quão longo o DNA é, seu organismo lê esses nucleotídeos em grupos de três e cada trio desses codifica um aminoácido específico. Assim, uma sequência de 300 nucleotídeos codificaria uma proteína com 100 aminoácidos.

Escolhendo os aminoácidos

Em última análise, o DNA dispara cópias de si mesmo, conhecidas como RNA ou RNAm, que vão para os ribossomos de suas células onde as proteínas são feitas. O RNA usa a mesma adenina, guanina e citosina do DNA, mas usa ainda uma substância química chamada uracila, ao invés da timina. Se você brincar com as letras A, U, G e C e rearranjá-las em grupos de três, você encontrará 64 combinações possíveis com ordens distintas. Cada grupo desses é conhecido como códon. Os cientistas têm desenvolvido uma tabela que permite que você veja o códon específico para cada aminoácido. Seu organismo sabe que se o RNAm lê "CCU", um aminoácido chamado prolina deve ser acrescentado neste lugar, mas se ele lê "CUC", o aminoácido leucina deve ser adicionado. Para visualizar a tabela inteira de códon, veja a seção de referências no final da página.

Diferentes possibilidades de proteínas

Uma proteína pode ser simplesmente uma vertente dos aminoácidos, mas algumas proteínas complexas são na verdade múltiplas vertentes dessas estruturas unidas. Além disso, elas são de diferentes comprimentos, tendo algumas poucos aminoácidos, e outras uma cadeia com mais de 100. Além do mais, nem todas as proteínas usam todos os vinte aminoácidos. Uma proteína pode possivelmente ter mais de 100 aminoácidos de comprimento, mas usar apenas oito ou dez diferentes. Devido a todas essas possibilidades, há literalmente um número infinito de permutações possíveis que podem resultar em uma proteína. Na natureza, pode haver um número limitado delas, mas o número real está estimado em bilhões, se não mais.

A diferença na proteína

Todos os organismos vivos têm DNA e usam os mesmos 20 aminoácidos para criarem as proteínas essenciais a vida. Assim, pode-se dizer que bactérias, plantas, moscas e humanos compartilham dos mesmos blocos de construção básicos a vida. A única diferença entre uma mosca e o humano é a ordem do DNA e, consequentemente, a ordem proteica. Até mesmo entre os seres humanos, as proteínas variam drasticamente. Elas fazem nosso cabelo e unhas, produzem as enzimas da nossa saliva, formam nosso coração e fígado. A variedade estrutural e funcional delas é praticamente ilimitada.

Porque a ordem é importante

A ordem dos aminoácidos é tão importante para as proteínas quanto a ordem das letras importa para as palavras. Considere o termo "santa" e tudo que está associado a ela. Rearranjando simplesmente as letras podemos chegar no termo "satan", que possui conotação extremamente diferente. Isso não é diferente para os aminoácidos. Cada um tem uma forma diferente de reagir com os outros. Alguns tem afinidade pela água, outros não, e os diferentes aminoácidos podem interagir como polos magnéticos, sendo alguns atraídos e outros repelidos. A nível molecular, os aminoácidos se condensam em espiral ou em forma semelhante a uma folha. Se eles não gostam de ficar lado a lado, isso pode drasticamente alterar o formato da molécula. Por fim, é o formato da molécula que realmente importa. A amilase, uma proteína da saliva, consegue começar a quebrar carboidratos da sua dieta, mas não a faz com gorduras. A pepsina, proteína do suco gástrico, consegue quebrar proteínas, mas não carboidratos. A ordem dos aminoácidos da proteína lhe dá sua estrutura, e a estrutura fornece sua função.

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