Como as mutações pontuais afetam a síntese de proteínas?

Para entender isso, você deve primeiro entender como o código genético funciona. Na tabela abaixo, você verá uma lista de aminoácidos (que terminam em -in; vou chamá-los de AA a partir de agora) e para cada AA, dois ou mais trigêmeos nucleotídicos (também chamados trigêmeos de códons) estão associados. Isso significa que cada AA vem da tradução de um trigêmeo no código genético, exceto pelo códon "stop" (em amarelo), cujo significado é bem claro!

Suponho que você já saiba que cada proteína é composta por uma cadeia longa, cujos elos são a AA (a estrutura "primária" da proteína). Cada AA tem propriedades químicas diferentes; alguns gostam de água (são hidrofílicos), outros não (são hidrofóbicos). Portanto, quando a cadeia de aminoácidos está no ambiente aquoso da célula, as partes hidrofóbicas tendem a "escapar" do contato direto das moléculas de água; as partes hidrofílicas tendem a permanecer em contato com as moléculas de água.

Isso faz com que a proteína se dobre nas subestruturas de acordo com sua configuração e preferência à exposição da água (estrutura secundária) e, finalmente, em suas estruturas finais tridimensionais (a chamada estrutura terciária), que é a forma final ( como Pokemon!) da proteína, a forma que expressa sua funcionalidade, seja estrutural, funcional, enzimática etc.

Agora, se olharmos para a tabela dos códons AA, podemos ver um padrão; vamos pegar, por exemplo, o amino AA (canto inferior esquerdo).

Valina é um AA hidrofóbico; realmente despreza a água. Podemos ver na tabela que ele pode ser formado por códons 4, que diferem apenas para a base final. Isto significa que uma alteração na base final do codão tripleto não alterará a tradução da valina AA; se você olhar em volta na tabela, verá que isso é bastante comum também para outros aminoácidos; todos eles, exceto o triptofano, são sintetizados por pelo menos dois trigêmeos, onde, para cada AA, a única diferença é a última base do códon. Essa peculiaridade do código genético é chamada degenerescência.

Agora, se uma mutação pontual mudar, digamos, GUG (o último trigêmeo da valina) no GAG (que codifica o ácido glutâmico), a natureza do AA é radicalmente alterada; da valina hidrofóbica você terá o ácido glutâmico hidrofílico! Esse tipo de alteração pode afetar toda a estrutura da proteína, alterando sua função.

Essas alterações podem ser prejudiciais para o organismo, mas, às vezes, em determinadas condições, uma mutação como essa pode ser vantajosa como na doença falciforme, uma condição que oferece uma pequena vantagem em áreas afetadas pela malária.