Autor(es):
Miranda, Isabel Alexandra Marcos 
Data: 2006
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/8980
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Biologia; Genética molecular; Código genético; Alterações genéticas; Aminoácidos; Fenótipo
Descrição
A maioria dos organismos utiliza o mesmo código genético, no entanto
alterações a este código padrão foram descobertas em procariotas e
eucariotas. A maior parte das alterações ao código genético ocorre em
mitocôndrias. No citoplasma eucariótico, o único exemplo conhecido de
alteração ao código genético envolvendo a substituição de um aminoácido por
outro aminoácido, ocorre em várias espécies do género Candida. Em Candida
albicans o codão CUG é ambíguo, ou seja, pode ser traduzido como serina ou
leucina, com predominância para o primeiro aminoácido. Na origem desta
ambiguidade está um tRNACAG
Ser de C. albicans que possui elementos de
identidade para duas aminoacil-tRNA sintetases, nomeadamente a seril e
leucil-tRNA sintetases, podendo, por isso, ser aminoacilado com serina e
leucina. Este tRNA surgiu há cerca de 272 milhões de anos no antepassado
das leveduras e introduziu dupla identidade (ambiguidade) no codão CUG que
começou a ser descodificado como leucina e serina. As consequências
biológicas desta ambiguidade e da alteração de identidade do codão CUG de
leucina para serina são desconhecidas. O objectivo deste estudo foi elucidar a
função biológica da ambiguidade do codão CUG que foi preservada em C.
albicans. Pretendeu-se compreender porque é que a ambiguidade do codão
CUG foi preservada e conhecer melhor os mecanismos de evolução ao código
genético. Para tal, aumentou-se a ambiguidade do codão CUG, usando
engenharia de tRNAs e estudaram-se as consequências de tal ambiguidade ao
nível fenotípico. Os resultados demonstram de forma inequívoca que a
ambiguidade do codão CUG é um gerador de diversidade fenotípica e
sugerem que uma das funções da alteração ao código genético é potenciarem
a evolução rápida de novos fenótipos. A ambiguidade do codão CUG induz a
expressão de vários factores de virulência de C. albicans, nomeadamente
variabilidade morfológica, alteração fenotípica, produção de hidrolases
extracelulares e adesinas. Assim, a ambiguidade do código genético é
fundamental para a biologia de C. albicans. Most organisms use the same genetic code, however several alterations to the
standard code have been found in prokaryotes and eukaryotes. Most
alterations occur in mitochondria and the only known case of a cytoplasmatic
sense-to-sense codon identity change occurs in several species of the genus
Candida. In Candida albicans, standard leucine-CUG codon is decoded mainly
as serine but to a lesser extent as leucine. This is due the existence of a novel
tRNACAG
Ser that has identity elements for both the seryl- and the leucyl-tRNA
aminoacyl synthetases and hence can be aminoacylated with serine and
leucine. The tRNACAG
Ser appeared 272 million years ago in the yeast ancestor,
and created a CUG codon with double identity due to its decoding as both
serine and leucine. The biological function of such ambiguity, which was
preserved to the present day, is still unknown. The objective of this study was
to elucidate the role of CUG ambiguity in C. albicans biology. An attempt was
made to shed new light i) on the biological role of genetic code ambiguity, ii) on
why CUG ambiguity was preserved and iii) on why genetic code alterations
evolve. For this, highly ambiguous C. albicans strains were created through
tRNA engineering techniques and the effects of such ambiguity were studied at
phenotypic level. The data presented herein shows for the first time that genetic
code ambiguity is a generator of phenotypic diversity and strongly suggests
that genetic code alterations speed up evolution of new phenotypes.
Ambiguous decoding of the CUG codon triggers expression of C. albicans
virulence factors, namely morphogenesis, phenotypic switching, extracellular
hydrolases production and adhesion, indicating that it plays a critical role on C.
albicans biology. Doutoramento em Biologia
