Tradutor de códons de DNA

Digite uma sequência de DNA para ver seus códons de RNA, a tradução em aminoácidos e o conteúdo de GC.

A carregar a simulação interativa...

Sessenta e quatro códons para vinte aminoácidos 🖖

Sessenta e quatro códons, vinte aminoácidos e três sinais de parada: o código precisa de se repetir, e repete-se num ponto específico. Os códons que codificam o mesmo aminoácido quase sempre diferem apenas na terceira base, precisamente a posição em que o anticódon do tRNA faz uma leitura menos rigorosa, segundo a hipótese da oscilação de Crick. Assim, grande parte das substituições de uma única base nessa terceira posição altera o DNA sem afetar a proteína. Clique em Mutação silenciosa e depois em Códon de iniciação: apesar da diferença de uma base, obtêm-se os mesmos cinco aminoácidos. Até que ponto esta organização é eficaz? Freeland e Hurst geraram um milhão de códigos alternativos e, segundo a medida que usaram para avaliar o custo de um erro, encontraram apenas um que o atenuava melhor do que o código real.

Ler a vida três letras de cada vez 🖖

A célula lê o DNA em grupos não sobrepostos de três bases, chamados códons. A tradução começa no códon de iniciação ATG, que também codifica a metionina, e avança códon a códon até encontrar um sinal de parada: TAA, TAG ou TGA. Esta ferramenta divide a sequência nesses tripletos e mostra o aminoácido especificado por cada um. O ponto em que a leitura começa é decisivo. Basta deslocá-lo uma única base para alterar todos os códons seguintes e produzir uma proteína completamente diferente.

O código 'universal' tem dialetos 🖖

O código genético é quase universal, mas não totalmente. As suas próprias mitocôndrias o leem de forma diferente do resto das células: TGA, normalmente um sinal de parada, é lido como triptofano, ATA torna-se metionina em vez de isoleucina, e AGA/AGG passam de arginina a parada. Alguns ciliados unicelulares até reatribuem os códons de parada à glutamina. Assim, o mesmo tripleto pode significar coisas diferentes dependendo de qual genoma o lê.

Como é uma sequência real

Cinco sequências que vale a pena conhecer — e uma que não é um gene

A caixa acima começa com dezoito bases inventadas. Estas cinco são reais: quatro grelhas de leitura tiradas das bases de dados de sequências e um famoso troço de ADN que não o é. Clica numa delas para a carregar na ferramenta.

Sequência Bases Comprimento GC Traduz-se em
β-globina humana, primeiros oito codões ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAG 24 pb 54,2% Met-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu
A mesma, com a alteração da anemia falciforme ATGGTGCATCTGACTCCTGTGGAG 24 pb 54,2% Met-Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu
Proteína verde fluorescente, início ATGAGTAAAGGAGAAGAACTTTTCACTGGA 30 pb 36,7% Met-Ser-Lys-Gly-Glu-Glu-Leu-Phe-Thr-Gly
Péptido sinal da pré-pró-insulina, início ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTG 33 pb 69,7% Met-Ala-Leu-Trp-Met-Arg-Leu-Leu-Pro-Leu-Leu
O contexto de Kozak — não é uma grelha de leitura GCCACCATGG 10 pb 70,0% Ala-Thr-Met

Lê as duas primeiras linhas em conjunto: mais nada nesta página pesa tanto. Diferem numa única base em vinte e quatro, a vigésima, e a coluna da tradução transforma isso em: Glu passa a Val na sétima posição. Essa substituição única é a anemia falciforme. O resto é escala e variedade: o GC vai de 36,7 % numa proteína de medusa a 69,7 % no péptido sinal da insulina humana, portanto ser rico em GC diz mais sobre o organismo e a parte do gene do que sobre a função. E a última linha é um aviso sobre esta ferramenta, não um exemplo para ela. O contexto de Kozak é o sinal que marca onde a tradução deve COMEÇAR; não é ele próprio uma grelha de leitura, e mesmo assim a ferramenta traduz-o alegremente como Ala-Thr-Met. Uma calculadora não te pode dizer se a tua pergunta faz sentido.

Problema resolvido na íntegra

  1. Um codão de três letras para dezoito bases e 33,3% de GC 5 passos

    Dezoito bases, seis codões, 33,3% de GC. Determine por que razão um codão de três letras é o mais curto que poderia funcionar e o que se ganha com a capacidade excedente.

    1. A sequência divide-se em codões de três bases, pelo que dezoito bases dão seis — e o último é TAA, um codão de paragem, razão pela qual isto se lê como um gene curto completo.

    2. O teor de GC conta as bases G e C, seis em dezoito. É importante porque os pares G–C têm três ligações de hidrogénio em comparação com as duas dos pares A–T, pelo que uma sequência rica em GC funde a uma temperatura mais elevada.

    3. Agora, a questão do tamanho. Quatro bases tomadas duas a duas dão 16 combinações — menos do que os 20 aminoácidos que têm de ser codificados, pelo que os pares não podem funcionar.

    4. Três a três dão 64, para 21 elementos a designar contando com o sinal de paragem. Três é, portanto, o comprimento de palavra mais curto viável, e foi deduzido antes de ser observado.

    5. Ficam assim 64 combinações a mapear em 21, sensivelmente três codões por significado. O excesso é investido na redundância, não na ambiguidade: vários codões designam o mesmo aminoácido, mas nenhum designa dois.

    Resposta

    A ferramenta apresenta 18 bp, 6 codões e 33,3% de GC. A redundância é a parte com consequências. Como os sinónimos diferem habitualmente na terceira base, uma mutação nessa posição frequentemente não altera nada — o código possui uma tolerância a erros intrínseca que é uma propriedade do mapeamento, e não de qualquer maquinaria de reparação. A grelha de leitura tem a propriedade oposta: elimine-se uma base e todos os codões seguintes são reagrupados, transformando o resto do gene numa sequência sem sentido. A mesma estrutura de três letras torna um tipo de erro quase sem custos e o outro catastrófico.

Referências (6)

Problemas de exemplo

  • Códon de início - ATG AAA CGT TTT GCC TAA: seis códons que se traduzem em Met-Lys-Arg-Phe-Ala-Stop, com 33,3% de GC. É a sequência usada no problema resolvido.
  • Rico em GC - 14 das 16 bases são G ou C, o que corresponde a 87,5% de GC e a uma temperatura de fusão elevada. Como 16 não é múltiplo de três, a última base não pertence a nenhum códon.
  • Fase de leitura aberta - 54 bases, 18 códons, com TAA no final. O ATG no códon 13 corresponde a uma metionina interna, não a um segundo início; uma pauta de leitura tem um único ponto de partida.
  • Mutação silenciosa - Há uma única base diferente em relação ao Códon de iniciação: CGT passou a CGC. Ambos continuam a codificar Arg, portanto a proteína não se altera. Apenas o teor de GC muda, de 33,3% para 38,9%.