Qual a origem do código genético? Os 10 mandamentos do código da vida

O código genético é a relação entre a sequência de bases no DNA e a sequência correspondente de aminoácidos, na proteína. Ele é equivalente a uma língua e é constituído basicamente por um dicionário de palavras, a tabela do código genético e por uma gramática, correspondente às propriedades do código, que estabelece como a mensagem codificada no material genético é traduzida em uma sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica.

O código genético forma os modelos hereditários dos seres vivos. É nele que está toda a informação que rege a sequência dos aminoácidos codificada pelo encadeamento de nucleotídeos. Estes são compostos de desoxirribose, fosfato e uma base orgânica, do tipo citosina, adenina, guanina ou timina.[1]

Informação é o termo derivado do verbo “informare”(latim) significando “dar forma à mente”, “disciplinar”, “instruir”, “ensinar”. A informação é geralmente entendida como conhecimento ou fatos que se tenha adquirido, contudo em algumas áreas da ciência, a informação é definida de forma diferente e muitas vezes ambígua. [2] A palavra “informação” é usada de muitas maneiras, sendo que o sentido mencionado anteriormente o mais simples aceito. Ela também é usada como uma sequência de símbolos (como as letras de uma linguagem, pontos e traços do Código Morse, ou o arranjo das saliências do código Braille) que transmitem um significado. Outra maneira como o termo é usado é em teoria de comunicações, e compressão de mensagens.

genetic_code_2 Uma das principais objeções à Teoria da Evolução é a origem das enormes quantidades de conteúdo de informação genética que é necessário para que um organismo evolua (em termo rústico) a partir de micróbios para os humanos.[3]

A existência de informação biológica dentro de cada célula (DNA e RNA) fornece o que é talvez o argumento mais poderoso para o design inteligente. O DNA possui complexidade especificada e, portanto, racionalmente entende-se ter sido produzida (concebida) por uma causa inteligente ao invés de ser o resultado de processos naturais aleatórios não guiados.[4]

Mas, muitos ainda dizem que o código genético (informação genética) surgiu naturalmente e seria fruto do acaso e tempo, não necessitando de um “Escritor”.

O código é um sistema informatizado de linguagem sofisticada, com letras e palavras em que o significado das palavras não está relacionado com as propriedades químicas das letras, exatamente como as informações fornecidas nesta página não é um produto das propriedades químicas dos pixels em uma tela.

Os “10 mandamentos” do código da Vidas

Veja as 10 das melhores evidências e conclua: um acidente ou um projeto?

Figura 3. Representação do Código Genético Universal da Vida

1) Digital e Quaternário

Nossos computadores usam um código digital binário, de dois bits (0,1) e através de bites de 8 dígitos (2 x 8) codifica as informações que regem seu funcionamento. O código genético usa, porém, 4 dígitos (A, C, G, T) no RNA ou (A, C, G, U) no DNA agrupados em bites de 3 dígitos (4 x 3), como em CAU = His (o amino ácido Histidina), para representar a informação. O código 4 x 3 da vida, tudo indica, é a forma mais eficiente conhecida pelo homem de se transmitir informação, pois acumula o máximo de informação no mínimo de espaço físico, bem mais eficiente do que o código 2 x 8 criado pelo homem.

– O DNA de nossas células é de longe o “pen drive” mais poderoso de todo o planeta.

2) Tolerância a falhas

O código genético é “redundante”. Interpretado inicialmente como um “exagero” evolutivo, sua lógica 4 x 3 permite um total de 64 combinações diferentes chamadas de códons. Mas seriam necessários aparentemente apenas 20 códons para os 20 aminoácidos, mais um códon de início e outro de interrupção (stop). Então por que o “exagero”?

Sabe-se hoje que a redundância é, na realidade, um dos grandes sinais de inteligência do código da vida, pois muitos códons são sinônimos entre si e assim codificam o mesmo aminoácido minimizando assim erros de leitura e transmissão. A redundância ocorre principalmente na 3ª. letra, mas algumas alterações na 1ª. e 2ª. letras também são contornadas por equivalência ou pela expressão de aminoácidos com propriedades quimicamente semelhantes, o que não altera significativamente a estrutura e a propriedade da proteína/enzima (isoformas).

Por exemplo, o códon CTT (leucina) torna-se isoleucina quando o “C” é substituído por “A”. O código controla, portanto, “distâncias químicas toleráveis” entre os aminoácidos quando erros mais comuns ocorrem.

Em uma analogia a uma transmissão de radio, sujeita a erros de escuta, muito ruído, e erros que se conhece também a priori que ocorrem principalmente na escuta da letra “R” que é confundida por “L” e “O” por “U”, se define a priori entre o emissor e receptor que preto = pleto = pletu = pretu e todos estes quatro bites expressam uma mesma cor, ou melhor, a ausência de cor. Ou seja, o código da vida foi otimizado, tudo indica, conhecendo-se a priori as propriedades e erros mais frequentes da sua maquinaria de leitura e cópia. Quem consegue fazer isto? Antevidência pra lá de genial… Processos naturais não guiados ou uma mente inteligente? Ou NDA?

3) Otimizado para facilitar a adaptação da vida

29172100955634

Aminoácidos alcalinos e aminoácidos ácidos se encontram agrupados no código. Mas por que?

Sabe-se hoje que estímulos ambientais algumas vezes requerem alteração de AA básicos para ácidos em uma proteína. Esta troca é facilitada, por exemplo, pois a lisina que é básica (AAA/AAG) pode ser alterada para ácido glutâmico (GAA/GAG), que é ácido, apenas através de uma substituição simples.

4) Erros na 3ª. letra

A 3ª. posição é muito mais suscetível a erros do que a 1ª e a 2ª, e o código “sabia” a priori disto desde o início (códigos não evoluem, Francis Crick demonstrou isto) e criou assim redundância especialmente na 3ª. posição. Além disto, alguns erros (mutações) ocorrem com mais frequência como, por exemplo, na substituição de A por G que é mais frequente do que A por C ou A por T. Note na Figura 3 que a redundância do código leva esta frequência em consideração.

5) Letra maiúscula no início; ponto final no fim

Assim como em todas as formas de comunicação assincromática, entre seres inteligentes, você tem que introduzir marcadores no início e no fim de bits para delimitar seu bite de informação. Senão, seria um caos total de leitura, tradução e transmissão, e seu código ficaria imprestável. O código universal da vida incorpora códons de iniciação e terminação que demarcam perfeitamente a região de leitura. Existem 3 códons específicos de terminação, mas talvez por economia, o códon de iniciação AUG é único e tem uma função dupla, pois codifica também um aminoácido – a metionina.

6) Uma mensagem inteligente

Da mesma forma que “SOS” codifica uma mensagem inteligente, um pedido de socorro, transmitida de um ser inteligente para outro, através de uma regra semântica e aperiódica, uma convenção, um acordo entre partes, com uma lógica predefinida, o código genético 4 x 3 com seus códons, como por exemplo GAA significando ácido glutâmico aponta, de uma forma inequívoca, para uma mensagem inteligente.

7) Código otimizado contra mutações

Figura 4. Kinesinas, são robôs moleculares inacreditavelmente espetaculares

Uma das mutações mais comuns no DNA é a troca de uma letra em uma sequência. O código da vida, sabendo disto, fez de tudo para eliminar ou atenuar os efeitos de tais mutações, inimigas mortais da vida.

Por exemplo, o aminoácido Leucina é codificado por nada menos que 6 códons, o que parece ser mesmo um exagero. Mas não é! O códon CUU codifica a Leu, mas se qualquer mutação ocorrer na 3ª letra, trocas de U por C, A, ou G levarão aos códons CUC, CUA, e CUG, mas todos codificam ainda Leu. Esta redundância elimina por completo o efeito da mutação.

Mas, se uma mutação mais rara e mais venenosa ocorrer na 1ª letra e trocar C por U formando o códon UUU, o aminoácido fenilalanina (Phe) será expresso. Novamente a Phe tem propriedades muito semelhantes à Leu. E se ainda C for trocado por A ou por G? Ou seja, gerando AUU = isoleucina ou GUU = valina. Novamente aminoácidos com propriedades físico-químicas semelhantes serão expressos. O código genético é o super-herói da vida contra uma das suas grandes inimigas – as mutações.

8) One in a “billion”! [Uma em um “bilhão”]

A capacidade de minimizar erros do código da vida tem sido estimada qualitativamente. Quando se considera as suas qualidades de minimização de erros já conhecidas, sem considerar outras que porventura possam ainda ser descobertas, descobriu-se que o código genético, frente a um conjunto imenso de 1018 códigos possíveis gerados randomicamente possuindo o mesmo tipo e grau de redundância, de longe o mais eficiente foi qual? O código da vida, maximizado no limite extremo da perfeição! Frozen accident [acidente congelado] ou Design Inteligente?

9) Inacessível ao “São Tempo”

A existência do código da vida é tão absurda, do ponto de vista materialista, que seu surgimento já foi qualificado como um “frozen accident” [acidente congelado], que em bom português seria traduzido por “milagre sem santo”. Um código tão inteligente e perfeito como ele aparenta ter surgido literalmente do “nada” ou de “lugar nenhum”, sem ter tido tempo suficiente de selecionar a melhor opção. Mesmo assim, tem sido sugerido que o código 4 x 3 da vida teria evoluído de códigos mais simples envolvendo um ou dois nucleotídeos. Há até desesperações de involução a partir de códigos quaternários mais complexos. Mas, códigos mais simples que o universal não poderiam codificar todos os 20 aminoácidos (AA), 16 no máximo, os quais, parecem, são todos essenciais à vida.

Há um balé de forças intra- e intermoleculares que moldam as proteínas da vida que necessita destes 20 AAs finamente ajustados e minimamente selecionados para executá-lo. E a redundância minimizadora de erros neles não teria espaço também. O prêmio Nobel Francis Crick já disse em 1968, e todos nós percebemos facilmente, que “códigos não evoluem”. Tente “evoluir” o código ASCII de seu computador.

No código genético, a imensa maioria das tentativas de mudar a atribuição dos códons, causaria o que?

Simplesmente “mutações” drásticas e inúmeras em todas as proteínas, de uma só vez. Seria morte imediata e praticamente certa! Alguns alegam que a existência de outros códigos além do código universal seria uma evidência de que códigos poderiam evoluir. Mas estes códigos “não-universais” sempre ocorrem em genomas relativamente pequenos e se limitam a códons que aparecem em baixa frequência e códons de terminação. Estas modificações sutis e raras podem ter ocorrido por causar danos restritos e não letais e parecem ser, na realidade, formas degeneradas “involuídas” do código original.

Mas, mesmo que evoluíssem, a idade do código genético tem sido calculada em 3.8 bilhões de anos enquanto que a vida na terra teria 3.86 bilhões de anos. Ou seja, vidas “primitivas” teriam que ter evoluído o código da vida em direção ao melhor dos melhores em apenas “um piscar de olhos” na escala evolutiva. O bioquímico Hubert Yockey também calculou que a seleção natural teria de avaliar cerca de 1.40 x 1070 diferentes códigos até encontrar o melhor dos melhores, o código da vida. Ou seja, bastaria a vida trocar de código cerca de 1.054 vezes por segundo, milagre que mesmo o “São Tempo” parece não ter capacidade para fazê-lo. Ou Você crê que sim?

Evolution hopes you don’t know (Bio) Chemistry, … and Mathematics [A evolução espera que você não saiba (bio)química,…]

10) Vida pré-Vida?

As evidências a favor do Design Inteligente e contra a evolução apresentadas pelo código da vida são tantas que verdadeiras “desesperações” têm sido invocadas para tentar aliviar este desespero. Por exemplo, Butler e Goldenfeld avaliando recentemente o código genético perceberam que seu nível de otimização é tão extremo que até novas metodologias de análise de erros tiveram que ser desenvolvidas para conseguir avaliar probabilidades tão baixas. Tamanha otimização teria que ser o resultado, declaram os autores, de uma evolução rápida e convergente. Os autores admitem então que evolução de códigos através do processo “vertical” que estaria a ocorrer na vida hoje, seria letal e inviável.

Então sugerem o que? Se rendem aos fatos?

Não, os autores sugeriram então que o código evoluiu antes da vida, através de uma forma de vida “comunal”, antes do LUCA (último hipotético organismo ancestral de todos os existentes), uma vida pré-vida, uma vida prebiótica.

Mas Butler e Goldenfeld, naquele planeta escaldante e infernal de pelo menos 3.8 bilhões de anos atrás?

Uma Vida “comunal” capaz de evoluir códigos “horizontalmente” com genes sendo “compartilhados” entre estes organismos prebióticos, a uma velocidade frenética de troca de códigos, seria viável?

Veja bem, lembrem-se da capacidade do código genético em transmitir com alta fidelidade a informação essencial à vida, e mesmo o melhor de todos os códigos às vezes falha ao ponto de causar danos irreparáveis à vida.

Como que estes seres “prebióticos” sobreviveram, lá naquela lava escaldante de um planeta sendo bombardeado dia e noite por meteoritos? Com códigos erráticos, e maquinaria rudimentar de correção, se tinham?

Por isso que digo: haja fé, e daquela que o “obscurantista medieval aqui” se recusa a ter. Fé no que beira ao ridículo, fé no irracional. “Desesperações” de um paradigma falido. Fé em uma teoria que não tem nem as forças necessárias, nem processos viáveis, nem evidências, nem tempo, e nem condições meteorológicas adequadas.

O Código da Vida. Um software compacto, preciso, nanomolecular, informação semântica aperiódica a la “SOS”, o ótimo dos ótimos, dentro de nossos cromossomos. [5]