Há
pouco mais de 50 anos, os cientistas descobriram que os genes- informações hereditárias passadas de geração a geração- são
constituídos por ácido
desoxirribonucléico, abreviadamente chamado de DNA. Desde então, o DNA vem sendo amplamente estudado e hoje sua
sigla é popularmente associada á identidade genética de cada pessoa.
Em 1944,
Oswald Avery e dois de seus colaboradores, Colin M. Macleod e McCarty chegaram
á conclusão de que a substancia capaz de transformar certas características hereditárias de
bactérias era o DNA. Com isso, diversos pesquisadores passaram a administrar a
hipótese de que essa substância devera ser o material hereditário dos seres
vivos, estimulando inúmeros pesquisadores sobre o tema. Uma dessas pesquisas
foi conduzida por James Watson e Francis Crick, que em 1953 desvendaram a
estrutura molecular do DNA.
Com
essa estrutura eles verificaram que o DNA é constituído por dois logos filamentos
enrolados um sobre outro sendo esses cadeias polinucleotídicas. As duas cadeias
de um DNA mantêm-se unida por meio de ligações de hidrogênio entre suas bases
nitrogenadas.
Essas
ligações ocorrem entre pares de bases especificas: a adenina liga-se unicamente
com a tinina, e a citosina liga-se unicamente com a guanina. Por isso, as duas
cadeias de uma molécula de DNA são sempre complementares.
Todas
as formas de vida em vida em nosso planeta, com exceção de alguns vírus, têm
suas informações genética codificadas na sequência de base nitrogenadas do DNA.
Relação
entre genes, cromossomos e DNA
O
DNA é o constituinte fundamental dos cromossomos. Cada cromossomo possui apenas
uma molécula de DNA, que pode atingir ate 10 cm de comprimento e apresentar
mais de 150 milhões de pares de nucleotídeos.
Um
gene corresponde a uma região particular de uma molécula de DNA, que pode
abranger desde poucas dezenas de pares de nucleotídeos ate milhões deles. Cada
gene determina a produção de uma molécula especifica do RNA, “transcrevendo” para ela seu código
molecular. Granes parte das moléculas de RNA, por sua vez orienta a produção de
proteínas, “traduzindo” a informação
codificada na molécula de RNA em uma sequência de aminoácidos, característica
de cada molécula proteica.
Hoje se sabe que
apenas uma pequena parcela de DNA dos seres eucarióticos tem sua informação
“transcrita” para a molécula de RNA. Calcula-se
que 3% do DNA presente em 24 tipos de cromossomos humanos sejam genes; 97% restante são seqüência de nucleotídeos que
não produzem RNA e cuja função ainda não é bem conhecida constituindo o chamado DNA não codificado. Já se descobriu que
muitos tipos de DNA não codificaste desempenha função importante na estrutura e
no funcionamento do cromossomo.
Um
gene pode ser definido como um segmento de DNA que atua como molde para a produção
de uma molécula de RNA. As moléculas de RNA, como as de DNA são constituídas
por nucleotídeos ligados em sequência. A principal diferença entre esses dois
ácidos nucléicos é que o glicídio presente no RNA é a ribose não a desoxirribose
como ocorre no DNA. Além disso, no RNA não esta presente a base timina, havendo
em seu lugar a base uracila.
Transcrição
genética
Todo
RNA é produzido a partir de um molde de DNA; a principal diferença entre a duplicação do DNA e a síntese de RNA
é que nesta ultima são utilizados ribonucleotidios e apenas uma das cadeias do
DNA serve de molde para a molécula que está sendo sintetizada. No processo de
produção do RNA, denominado transcrição
genética, as duas cadeias do DNA se separam e uma delas serve de molde ao
RNA; a outra cadeia de DNA permanece inativa. Ao final do processo, as duas
cadeias de DNA voltam a se emparelhar, reconstituindo a dupla-hélice.
A
síntese de RNA a partir de DNA é canalizada pela enzima polimerase do RNA. Essa enzima une-se a uma das extremidades do
gene e começa a separar as cadeias do DNA, orientando o emparelhamento de
ribonucleotídios livres a uma das cadeias. Esse emparelhamento segue a regra:
ribonucleotídios com uracila emparelha-se ás adeninas da cadeia-molde de DNA; ribonucleotidios
com adenina emparelham-se ás timinas do DNA; ribonucleotidios com citosina
emparelham-se as guaninas do DNA; ribonucluotidios com guanina emparelhando-se
ás citosinas do DNA. Á medida que se emparelham ao DNA, os ribonucléotidios
unem-se por ação da polimerase do RNA, formando a molécula de RNA. Esta, á
medida que é produzida, desprende- se da cadeia-molde de DNA,que volta a se
juntar á sua parceira (Figura 1).
Figura 1:
Representação esquemática de transcrição gênica.
As
moléculas de RNA transcritas a partir do DNA podem ser de três tipos
principais: RNA Ribossômico (RNAr) – os
segmentos de DNA que servem de molde para a formação das moléculas de RNA
ribossômico ficam em locais específicos de certos cromossomos, suas moléculas
recém sintetizadas acumulam-se ao redor dessas regiões, formando os nucléolos
onde o RNAr se combina a proteínas especiais vindas do citoplasma e origina os
ribossomos – RNA Transportados (RNAt) – esse
tipo de RNA é responsável pelo transporte das moléculas de aminoácidos até
ribossomos, onde elas se unem para formar as proteínas – RNA Mensageiro (RNAm) – essas moléculas têm a informação
responsável pela síntese de proteínas codificada em trincas de bases
nitrogenadas (códon).
A
tradução gênica
Proteínas
são substancias essências á estrutura das células vivas; além disso, elas atuam
como enzimas, comandando praticamente todos os processos vitais.
A síntese
de uma cadeia polipeptídica consiste em unir aminoácidos de acordo com a
seqüência de códons do RNAm (RNA mensageiro). Como essa sequência é determinada
pela base do DNA que serviu de molde ao RNAm,a síntese de proteínas representa,
portanto, a “tradução” da informação do gene, sendo isso chamada por tradução gênica.
No processo de
tradução genética, participam dentre outros fatores, um ribossomo, um RNAm, vários
RNAt, aminoácidos e diversas enzimas, o ribossomo encaixa-se em uma das
extremidades do RNAm e o percorre ate a outra extremidade. Á medida que esse
deslocamento ocorre, os RNAt vão encaixando
os aminoácidos na sequência definida pela a ordem dos códons do RNA mensageiro.
Dessa forma, a informação escrita na seqüência de bases do RNAm vai sendo
traduzida na sequência de aminoácido da proteína.
REFERENCIAS
BIBLIOGRAFICAS
AMABIS,
José Mariano, 1947.
Biologia/ José Mariano Amabis, Gilberto
Rodrigues Martho. – 3. Ed. – São Paulo: Moderna, 2010.
ADOLFO,
Augusto
Biologia: volume único:
ensino médio/ Augusto Adolfo, Marcos Crozetta, Samuel Lago. – 2. Ed. – São
Paulo: IBEP, 2005. – (Coleção vitória-régia)
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