Os biólogos desenvolveram um modelo para determinar o efeito de códons sinônimos na síntese da proteína codificada, de acordo com a revista Nature.
Um códon é um tripleto de nucleotídeos (tripleto) no DNA e no RNA mensageiro, que codifica um aminoácido em uma proteína. Como o número de códons que codificam um dos vinte aminoácidos é 61, alguns dos aminoácidos são codificados por vários códons, que são chamados de sinônimos.
Códons sinônimos podem afetar o nível de expressão da proteína de maneiras diferentes, mas descobrir exatamente qual efeito um códon específico terá é complicado pelo fato de que os tripletos também afetam muitas características estruturais do RNA mensageiro. Todos esses fatores adicionais, por sua vez, podem fazer contribuições diferentes para a eficiência do processo de tradução do gene e se torna muito difícil determinar o efeito resultante.
Para resolver esse problema, os cientistas criaram um modelo que leva em consideração uma ampla gama de características da estrutura do RNA. Para isso, o nível de expressão da proteína foi medido em 6 348 genes retirados de vários organismos (incluindo humanos) e introduzidos em células de E. coli. Para cada gene estudado, a frequência de ocorrência de todos os códons sinônimos foi medida e as características estruturais do RNA mensageiro correspondentes ao gene foram determinadas. Usando métodos de análise de regressão e modelagem, os cientistas foram capazes de descobrir como códons específicos, por meio de fatores adicionais, afetarão a eficiência da tradução de RNA e da síntese de proteínas.
Os resultados mostraram que, em geral, a influência direta dos códons na expressão supera a influência de fatores adicionais, no entanto, há exceções: a estrutura terciária do RNA mensageiro próximo à extremidade frontal da molécula pode interromper completamente o processo de tradução. Além disso, os dados obtidos confirmaram que códons sinônimos de ocorrência frequente têm um efeito positivo no nível de expressão da proteína, principalmente por meio da estabilização do RNA e um aumento em sua vida útil.
Os cientistas esperam que os resultados do estudo ajudem a criar genes artificiais, a síntese de proteínas que seriam mais eficientes.
Sabe-se que alguns códons sinônimos em regiões de codificação de DNA ocorrem com mais frequência do que outros. Este fenômeno é denominado preferência de códons e foi formado sob a influência da evolução, quando alguns códons tiveram um efeito mais favorável na eficiência dos processos de tradução.
