Conhecendo o DNA e o Gene

Considerações Gerais

O Botânico Mathias Jakob Schleiden formulou a conhecida Teoria celular em 1838, onde dizia que todos os seres vivos, dos mais simples aos mais complexos, são constituídos por células. A celular é a menor porção de um ser vivo, que mantém todas as características da vida.

Cromossomo, DNA e Gene

Cromossomo é a estrutura da Célula que contém os genes. Cada Cromossomo compõe-se de um única molécula de DNA. Os genes São pedaços dessa longa molécula de DNA. Eles representam apenas 10% da molécula de DNA. Embora, ainda permaneça desconhecida a verdadeira função do restante (90%), acredita-se atualmente, que ele seja um material de sustentação do DNA. Por ser a estrutura da célula que abriga e transmite a informação genética, o gene é responsável pelo patrimônio hereditário ou genético.

Cada espécie possui o seu numero “próprio” de cromossomos. Assim, a espécie humana traz 23 pares de cromossomos em cada célula somática.

Partes das Células

As Células são compostas por diversas partes algumas delas são: Membrana celular ou citoplasmática, citoplasma, mitocôndrias, Lisossomos, ribossomos, reticulo endoplasmático, aparelho, peroxissomas, plastos, centro celular, citoesquerdo e o Núcleo.

As Macromoléculas da vida

No interior da célula existem moléculas pequenas (água, sais, açucares e outras substancias químicas orgânicas) e quatro tipos de macromoléculas: Proteínas, carboidratos, lipídeos e ácidos nucléicos. Os carboidratos e os lipídios cumprem sobretudo função estrutural e são fontes de energia.

As Proteínas

Compostos orgânicos produzidos pelos genes, as proteínas são tão essenciais à vida que podemos afirmar que não há vida sem elas. Há vários tipos de proteínas: as estruturais (que dão forma ao organismo), alguns hormônios, alguns anticorpos e as enzimas.

As enzimas funcionam como catalisadores, ou seja, estimulam reações químicas; são proteínas essenciais a todos os mecanismos de síntese e degradação do organismo, assim como na transformação estrutural de uma substancia para se originar outra. Sem o auxilio das enzimas o metabolismo não se processaria. As proteínas se compõem de moléculas menores denominadas “aminoácidos”, as unidades das proteínas. Existem vinte aminoácidos , todos tem seu nome e forma própria.

Ácidos Nucléicos

São macromoléculas constituídas a partir de um açúcar, fosfato e uma base nitrogenada. O açúcar e o fosfato fazem parte da estrutura, já a base nitrogenada tem a função sobre o conteúdo e a função codificada, já que os Ácidos Nucléicos contém informações genéticas. O DNA e o RNA são ácidos nucléicos, eles controlam a síntese das proteínas.

O DNA tem a capacidade de se autoduplicar, o que explica a forma hereditária de transmitir mensagens genéticas. O RNA e sintetizado por uma molécula de DNA, que controla esse mecanismo atrvés de uma via indireta, ele dita as normas para a síntese das proteínas pois detém a mensagem genética e realiza o controle através dos RNAs. O DNA controla a forma e a função dos seres vivos através do controle da síntese das proteínas.

Tanto o DNA como o RNA são constituídos por quatro tipos de bases:

DNA:

· A (adenina)

· C (citosina)

· G (guanina)

· T (timina)

RNA:

· A (adenina)

· C (citosina)

· G (guanina)

· U (uracil)

Nas células, o DNA sempre está no núcleo celular. Também a DNA nas mitocôndreas e nos cloroplastos, mas em menor quantidade.

O DNA produz três tipos de RNA diferentes. São o RNAm (mensageiro), RNAr (ribossômico) e o RNAt (transportador). o RNAm se destaca pelo fato de ser uma copia do DNA é o unico que detêm informações genéticas para a síntese proteica e leva-as aos locais onde ela ocorrerá. O RNAr tem a função de ser unir as proteínas gerando os ribossomos. O RNAt capta e transporta aminoácidos livres até os ribossomos onde se liga ao RNAm.

As bases podem ser distribuídas aos pares, conforme sua disposição, teremos diferentes tipos de genes, aptos para enviar mensagens para a produção de determinada proteína

O Código Genético

As bases do DNA e do RNA são A, G, C e T ou A, G, C, U então temos:

● O elemento mais simples, uma letra, ou seja, uma base

● As letras se unem para formar um código

● Portanto essas palavras estão codificadas, sabemos somente que ela contém uma informação mas nao sabemos qual

● Essa informação e traduzida pelo RNAm, aí é criada uma proteína

O RNAm é um tradutor das mensagens codificadas dos DNA ou também podemos dizer que o código genético é uma seqüência de códons, um trio de bases

é denominado códon, o conjunto desses códons e chamado de cistron que é o próprio gene

Na maioria dos casos cada gene codifica uma proteína, as proteínas são constituídas por aminoácidos, se fizermos sua representação por letras

Teremos 20 letras, a partir disso temos as seguintes realidades:

● A seqüência de bases especifica a seqüência de aminoácidos de uma certa proteína

● Um código jamais se superpõe a outro código

● Um código é sempre um trio de bases

● Uma seqüência sempre codifica um aminoácido

● Há apenas vinte aminoácidos para codificar

As proteínas e os ácidos nucléicos atuam juntos na "guarda de um segredo", constituem um código que só é utilizável se ele for traduzido. Como disse um professor dinamarquês Brian F. C. Clark: " Quando foi compreendido que as proteínas eram produto dos genes e não material genético, iniciou uma procura pelo elo entre a linguagem dos ácidos e das proteínas. Essa conexão de certa forma e a chave da biologia molecular"

Hoje nós sabemos que o DNA tem a função de produzir proteínas, mas como observa um professor de biologia chamado Steven Rose de uma universidade em Londres: "Apenas resulta surpreendente que não e compreendido as regras pelos quais genótipos se transformam em fenótipos. É surpreendente que o DNA dos humanos e dos chipanzés tenham 99% de suas seqüência em comum e nada confunda o fenótipo de um dos dois."

A síntese das proteínas

Para entender a síntese das proteínas precisamos entender como é feita a leitura do código genético:

● Desencadeia-se um processo de ativação de genes

● Quando um gene é ativado a célula fabrica uma cópia da mensagem do DNA no RNAm; O DNA de certa forma é como uma matriz, a copia das mensagens chama-se "transcrição primária" e a sintetização do RNA para com o DNA é chamado de "transição genética"

● No citoplasma, os ribossomos aderem ao RNAm e começa a copia de informações codificadas em uma seqüência de aminoácidos, processo chamado de "tradução".

Especialização ou Diversidade Celular

Em organismos unicelulares, a célula desenvolve todas as funções de sobrevivência. Em organismos pluricelulares, há uma divisão do trabalho, Assim há células de transmissão de impulsos nervosos, à fabricação de hormônios, sucos gástricos ou digestivos.

O Transplante de Genes

A organização molecular da vida já esta demonstrada. O conhecimento acercar da vida do ponto de vida molecular, já é razoável. Sobremos que o DNA codifica a informação de uma proteína e que as copias em RNA realizam a tradução dessa informação em proteínas.

Se quisermos uma determinada proteína em quantidade maior do que a produzida normalmente por um organismo, é necessário ativar ou manipular o gene que codifica aquela proteína.

Os vetores são também elementos fundamentais na bioengenharia, uma vez que executam a tarefa absolutamente necessária de transportar os genes para que o transplante se concretize.

A molécula – Quimera de Paul Berg

Em 1971 o geneticista norte americano Paul Berg em 1926 estagiava no Ealk Institute de La Jalla (Califórnia), na equipe de Renato Dulbrecco em 1914, que aquela época estudava vírus tumorogênicos, os SV-40 vírus.

A principal dificuldade da equipe residia na obtenção do DNA em quantidade suficiente para as pesquisas. A produção de DNA era pequena muito cara e obtida de células de rim de macaco um método além de tudo muito lento. Paul Berg “inventou” outro processo, que se mostrar mais barato mais rápido e ainda capaz de produzir grandes quantidades de DNA.

Outras técnicas de Engenharia Genética

PCR (reação em cadeia de polimerase). É um método de amplificação de genes e que permite copiar inúmeros vezes qualquer segmento de DNA.

A impressão digital genética que é de radiografia das faixas de DNA.

Anticorpos monoclonais ou técnica dos hibridomas. Trata-se da fusão de células de espécies diferentes, sendo que o híbrido dessa fusão chama-se “hibridoma”.

Os Elementos Genéticos Moveis

Hoje sabe-se que alguns genes podem sair de um lugar para outro cromossomo e até mesmo mudar de cromossomos através de uma copia de si! Os genes obtidos dessa capacidade de trocar de posição ou de ir para outro cromossomo são os chamados “elementos genéticos móveis ou transponíveis”, ou ainda “genes saltadores”. Afinal os elementos genéticos móveis são “segmentos de DNA que podem se inserir em vários Sítios de um genoma”.