Código genético ambíguo aumenta poder infeccioso de fungos

Imagem da estrutura tridimensional da seril-tRNA sintetase da Candida albicans, uma das enzimas-chave para a interpretação ambígua do codão CUG neste fungo patogênico. A imagem de fundo é constituída por microfotografias de colônias de Candida albicans.
[Imagem: IBMC]

Código genético ambíguo

Pesquisadores das universidades do Porto e Aveiro, em Portugal, acabam de descobrir como vários fungos do gênero Candida vivem com um código genético atípico e ambíguo.

O trabalho, publicado no último número da revista científica PNAS, ajuda a esclarecer uma das questões da biologia destes fungos que há muito tempo intriga a comunidade científica.

A versatilidade do código genético, descoberta em bactérias, fungos e organismos ciliados, durante os últimos 40 anos, foge às regras rígidas da universalidade atribuída ao funcionamento do código genético.

Em particular, não se compreendia até agora como os fungos do gênero Candida (majoritariamente patogênicos) escapam dos erros e dos danos nas células que traduzem as mensagens codificadas nos seus genomas de forma ambígua.

Evolução para melhor infecção

Os pesquisadores portugueses descobriram que os genes destes organismos evoluíram de tal modo que as suas proteínas não são destruídas pela alteração das regras do código genético.

Segundo Sandra de Macedo Ribeiro, coordenadora da equipe da Universidade do Porto, "aquilo que se julgava ser um problema que os fungos tinham que resolver poderá até ser uma vantagem, no caso concreto da Candida albicans, para o processo de infecção."

O estudo da estrutura das proteínas destes fungos revelou que estes organismos não eliminaram ao longo da evolução o fator que leva à leitura ambígua dos genes, "optando" por estratégias mais sutis de adaptação a tal ambiguidade.

"Nós já sabíamos que os genes de C. albicans eram traduzidos de forma ambígua, mas não sabíamos como é que as suas proteínas toleravam tal ambiguidade.

"Os novos estudos revelaram uma flexibilidade desconhecida dos mecanismos de evolução dos genes e mostraram como a sua reestruturação permite aos seres vivos sobreviverem e adaptarem-se a condições caóticas, abrindo novas perspectivas para se compreender a capacidade de sobrevivência a eventos genéticos catastróficos," afirma Manuel Santos, da Universidade de Aveiro.

Segundo os autores, os segmentos sujeitos a ambiguidade foram relocalizados para zonas dos genes que não causam alterações estruturais ou funcionais dramáticas nas proteínas por eles codificadas, com exceção de algumas situações raras.

De fato, segundo o estudo, "a Candida albicans manteve alguns desses segmentos em locais essenciais para a regulação de vias de sinalização relacionadas com a virulência."

Isto parece indicar que a ambiguidade pode ajudar o fungo a alterar a forma e a função das proteínas de acordo com as condições do meio ambiente ou com as necessidades específicas do processo de infecção.

Candida albicans

A Candida albicans é um fungo oportunista que causa infecções humanas (essencialmente orais e genitais) conhecidas por candidíase.

A candidíase é comum em pacientes imunodeprimidos, como é o caso de doentes de HIV, pacientes oncológicos, idosos, etc.

Além do interesse teórico desta descoberta, o trabalho revela novas facetas da biologia destes fungos que poderá ajudar a comunidade científica a compreender melhor a biologia das infecções causadas por fungos.

Código genético

O código genético define as regras que os seres vivos utilizam para sintetizar proteínas a partir da informação contida nos seus genes.

Os genes são traduzidos em segmentos de três letras (tripletos), ou seja as bases do DNA (A, C, T e G) são lidas três a três durante o processo de síntese das proteínas, as quais desempenham a maior parte das funções necessárias à vida das células.

Esta tradução é feita com alta precisão, de forma que a um gene corresponda apenas uma proteína.

Contudo, em situações raras, os tripletos são lidos de forma ambígua, originando-se mais do que uma proteína a partir de um gene.

Em geral, as proteínas alternativas são tóxicas para as células e podem levar à sua morte.

Tradução ambígua

Várias espécies do gênero Candida traduzem mais de metade dos seus genes de forma ambígua.

Neste caso concreto, o tripleto CTG é interpretado aleatoriamente como serina ou leucina (dois aminoácidos estrutural e quimicamente distintos), o que significa que cada célula de Candida tem um conjunto de proteínas único.

Surpreendentemente, a alteração da taxa de incorporação de cada um dos aminoácidos permite a estes fungos adaptarem-se aos desafios ambientais de modo mais eficaz. Pior para o homem.