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Padrões de Código Rry e Rny
HYC-1979 Lesson 7: Translation, Which, Acids
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Na codificação primordial, o padrão de bases dentro de cada trinca determina se a mensagem pode ser lida em um único quadro sem ambiguidade. Dois padrões alternativos foram propostos: RRY e RNY. Aqui, R denota uma purina (A ou G), Y denota uma pirimidina (C ou U), e N denota qualquer base. O padrão RRY exige uma purina na primeira e na segunda posições e uma pirimidina na terceira (R-R-Y). O padrão RNY exige uma purina na primeira posição, qualquer base no meio e uma pirimidina na terceira (R-N-Y). Assim, o RNY é mais abrangente e contém o RRY como subconjunto, pois a posição do meio pode ser tanto uma purina quanto uma pirimidina.

Leitura sem Vírgulas

Para que um código de trincas seja livre de vírgulas, apenas o quadro de leitura correto deve produzir códons válidos. Numa sequência concatenada de códons RNY, deslocar o quadro em uma ou duas bases perturba o padrão exigido. Por exemplo, se o quadro correto começa com R na posição 1 e termina com Y na posição 3, um deslocamento de +1 começaria com a base 2 original e terminaria com a base 1 do próximo códon, de modo que a terceira posição deixaria de estar restringida a Y. Da mesma forma, um deslocamento de +2 falha. A base "qualquer" do meio no RNY não salva os quadros deslocados, pois a terceira posição ainda tem de ser Y. No RRY, a purina fixa do meio acrescenta uma restrição adicional: os quadros deslocados exigiriam uma purina na segunda posição e uma pirimidina na terceira, o que não é garantido.

RRY vs RNY: Comparação de Padrões R purina (A ou G) Y pirimidina (C ou U) N qualquer base Padrão RRY R R Y Padrão R-R-Y (purina–purina–pirimidina) Posição do meio Purina fixa (R) Deslocamento de quadro Falha — as trincas deslocadas não são RRY Complemento reverso R-Y-Y (não RRY) Fita mais / menos Apenas a fita mais Enovelamento Limitado — a fita menos não é RRY Padrão RNY R N Y Padrão R-N-Y (purina–qualquer–pirimidina) Posição do meio Qualquer base (R ou Y) Deslocamento de quadro Falha — a terceira posição continua a ser Y Complemento reverso R-N-Y (mesmo padrão) Fita mais / menos Ambas as fitas coerentes Enovelamento Ambas as fitas podem permanecer do tipo RNY Códon RNY Antiparalelo e o Seu Complemento Reverso R N Y A A C Fita mais 5′ 3′ U U G Fita menos 3′ 5′ 5′ → 3′ Y N R O complemento reverso do códon RNY 5′-AAC-3′ é 5′-GUU-3′, que também se encaixa em R-N-Y. Com RRY, o códon 5′-AGC-3′ dá 5′-GCU-3′ — um padrão R-Y-Y, não R-R-Y.

Simetria das Fitas Mais/Menos

O complemento reverso de um códon RNY também é RNY, porque R emparelha com Y e N emparelha com N. Isto significa que, se a fita mais transporta uma mensagem RNY coerente, a fita menos — sintetizada como o complemento reverso — também transporta uma mensagem RNY coerente. Em contrapartida, o complemento reverso de RRY é RYY, não RRY. Portanto, uma fita mais RRY não implica uma fita menos codificada em RRY; a fita menos teria um padrão diferente e não seria lida como RRY.

Compromissos entre o Enovelamento Interno e a Leitura

A estrutura secundária do RNA depende da autocomplementaridade. Como o RNY é simétrico em relação ao complemento reverso, as regiões enoveladas ou em dupla hélice podem permanecer do tipo RNY em ambas as fitas. Isto cria uma competição entre o enovelamento (que pode estabilizar a estrutura) e a leitura (que exige um quadro de cadeia simples e acessível). A assimetria do RRY torna a fita complementar não-RRY, restringindo as estruturas enoveladas que podem preservar códons legíveis. Consequentemente, o RNY pode permitir que ambas as fitas sirvam de mensagens, mas à custa de maior interferência do enovelamento, ao passo que o RRY restringe a codificação a uma única fita e pode reduzir a competição de enovelamento.

Exemplo

Consideremos o códon RNY 5′-AAC-3′. O seu complemento reverso é 5′-GUU-3′, que ainda se encaixa em R-N-Y: G é uma purina (R), U é uma pirimidina (Y) e U é uma pirimidina (Y). Consideremos agora o códon RRY 5′-AGC-3′. O seu complemento reverso é 5′-GCU-3′, que se encaixa em R-Y-Y (, , ) em vez de R-R-Y.

Conceito-Chave
A autocomplementaridade do RNY favorece a coerência das fitas mais/menos e cria uma competição entre enovelamento e leitura, ao passo que a assimetria do RRY restringe a codificação coerente a uma única fita.