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· Livro de Biologia das populações- Gilberto Rodrigues Martho e José Mariano Amabis
- ALEXANDRE GONÇALVES
Como Tudo Começou
O DNA foi descoberto como principal substância química do núcleo, aproximadamente ao mesmo tempo em que Mendel e Darwin publicaram seus trabalhos. Entretanto, no início do século 20, as proteínas eram mais consideradas como moléculas capazes de transmitir grandes quantidades de informação hereditária ao longo das gerações.
Embora o DNA fosse conhecidopor ser uma molécula muito grande, pensava-se que seus quatro componentes químicos estivessem unidos num padrão monótono como um polímero sintético.Além disso, até então não se achara nenhuma função celular específica para o DNA. Por outro lado, as proteínas eram importantes como enzimas e como componetes estruturais de células vivas. As proteínas também eram conhecidas como polímeros de vários aminoácidos.
Estes polímeros são chamados polipeptídios. Mas mais importante é que o alfabeto de proteínas de 20 aminoácidos possivelmente podia formar estruturas transportadoras de informação mais singulares do que o alfabeto de apenas quatro letras do DNA.
Embora o DNA fosse conhecidopor ser uma molécula muito grande, pensava-se que seus quatro componentes químicos estivessem unidos num padrão monótono como um polímero sintético.Além disso, até então não se achara nenhuma função celular específica para o DNA. Por outro lado, as proteínas eram importantes como enzimas e como componetes estruturais de células vivas. As proteínas também eram conhecidas como polímeros de vários aminoácidos.
Estes polímeros são chamados polipeptídios. Mas mais importante é que o alfabeto de proteínas de 20 aminoácidos possivelmente podia formar estruturas transportadoras de informação mais singulares do que o alfabeto de apenas quatro letras do DNA.
Estrutura
Estrutura:As fitas de DNA são longos polímeros formados por milhões de nucleótidos ligados uns aos outros.Cada nucleotídeo consiste de um açúcar (desoxirribose) ligado a um lado para um grupo de fosfato e ligado ao outro lado para uma base de nitrogênio. Existem duas classes de bases de nitrogênio chamadas purinas (estruturas aneladas duplas) e pirimidinas (estruturas aneladas simples). As quatro bases no alfabeto do DNA são: Adenina (A) - purina Guanina (G) - purinaCitosina (C) - pirimidinaTimina (T) - pirimidina
Watson e Crick
Watson e Crick descobriram que o DNA tinha dois lados, ou filamentos, e que esses filamentos estavam torcidos juntos, como uma escada caracol - a dupla hélice, que também pode ser observada nas imagens.Os lados da escada compreendem as porções fosfato-açúcar dos nucleotídeos adjacentes ligados juntos. O fosfato de um nucleotídeo é ligado covalentemente ao açúcar do próximo nucleotídeo. As ligações de hidrogênio entre os fosfatos fazem o filamento do DNA se torcer. As bases de nitrogênio apontam para dentro da escada e formam pares com bases no outro lado, como degraus. Cada par de bases é formado por dois nucleotídeos complementares (purina com pirimidina) presos juntos por ligações de hidrogênio. Os pares de base no DNA são adenina com timina (A-T) e citosina com guanina (C-G).
Quem foi Friedrich Miescher
A história do DNA pode ser contada com seu início nas pesquisas de Friedrich Miescher sobre o núcleo celular. Em 1868, começou a trabalhar com glóbulos brancos onde se baseia sua experiência. Os glóbulos brancos formam grande parte dos pus das infecções, após ter coletado muito pus de curativos de um hospital loca, uso uma solução salina para remover o pus dos curativos. Quando adicionou uma solução alcalina fraca, aas células se alisaram e núcleos se precipitaram para fora da solução. A partir do núcleo da célula isolando uma substancia química singular, que denominou de nucléina. Quimicamente falando, a nucléina possui alto teor de fósforo.Portanto a função principal da nucléina era armazenamento nuclear do átomo de fósforo. E essa foi a participação de Miescher para a descoberta do DNA.
Friedrich Miescher
A descoberta de Phoebus Levene
Phoebus Levene no início da década de 1900, baseado da tese de Miesher que era uma mistura de proteínas e ácidos nucléicos, explicou melhor o que o DNA. Existem dois tipos de ácidos nucléicos. DNA o acido desoxirribonucléico, é principalmente visto no núcleo, e o RNA o acido ribonucléico, é visto principalmente no citoplasma. Então vamos entender do que é feito o DNA.
As proteínas são feitas de 20 subunidades diferentes que são os aminoácidos. Estes aminoácidos estão quimicamente ligados para formarem cadeias de proteínas. Com 20 aminoácidos diferentes dos quais podem formar, até mesmo uma pequena proteína pode ter milhões de combinações seqüenciais. Por exemplo se ligarmos quatro aminoácidos. Já que qualquer um dos 20 aminoácidos pode ocorrer em cada posição (20x20x20x20), então existem 160.000 possíveis combinações diferentes. Isso faz com que as proteínas venham com tamanho e formatos diferentes.
O DNA é composto por quatro unidades diferentes, que se chamam nucleotídeos. Um nucleotídeo é composto de três elementos: Fosfato, Açúcar Desoxirribose e Uma base Nitrogenada. Cada um dos quatro nucleotídeos tem sua própria base nitrogenada que são denominadas por: Citosina, Adenina, Timina e Guanina. Em 1938 Phoebus, descobriu que o DNA é uma molécula muito maior que qualquer pessoa pensava, portanto o DNA é um polímero formado por uma molécula de cadeia longa feita de unidades repetitivas de tetranucleotídeos. O DNA é tão “inteligente” que carrega as informações hereditárias de todo ser vivo.
As proteínas são feitas de 20 subunidades diferentes que são os aminoácidos. Estes aminoácidos estão quimicamente ligados para formarem cadeias de proteínas. Com 20 aminoácidos diferentes dos quais podem formar, até mesmo uma pequena proteína pode ter milhões de combinações seqüenciais. Por exemplo se ligarmos quatro aminoácidos. Já que qualquer um dos 20 aminoácidos pode ocorrer em cada posição (20x20x20x20), então existem 160.000 possíveis combinações diferentes. Isso faz com que as proteínas venham com tamanho e formatos diferentes.
O DNA é composto por quatro unidades diferentes, que se chamam nucleotídeos. Um nucleotídeo é composto de três elementos: Fosfato, Açúcar Desoxirribose e Uma base Nitrogenada. Cada um dos quatro nucleotídeos tem sua própria base nitrogenada que são denominadas por: Citosina, Adenina, Timina e Guanina. Em 1938 Phoebus, descobriu que o DNA é uma molécula muito maior que qualquer pessoa pensava, portanto o DNA é um polímero formado por uma molécula de cadeia longa feita de unidades repetitivas de tetranucleotídeos. O DNA é tão “inteligente” que carrega as informações hereditárias de todo ser vivo.
Phoebus Levene
SPLICING GENÉTICO: CORTE E EMENDA DO RNA
A polimerase do RNA, ao percorrer uma unidade de transcrição eucariótica, transcreve tanta as regiões dos exons quanto a dos introns, produzindo uma molécula de RNAm correspondente a toda unidade de transcrição. Essa molécula de RNA recém-transcrita é denominada pré-RNAmensageiro.
Splicing é o termo usado, que poderia ser traduzido por "corte e emenda", ou seja, é o processo de remoção dos introns de uma molécula de RNA pré-mensageiro. Após a eliminação de todos os introns, o RNA constituído apenas por exons e, portanto, com a instrução genética devidamente "editada", passa para o citoplasma, onde se reune aos ribossomos para ser traduzido em proteínas. Enquanto todos os intros não forem eliminados do RNA, este não consegue sair do núcleo, impedindo que mensagens ainda não completamente editadas sejam eventualmente traduzidas pelos ribossomos.
SPLICING ALTERNATIVO DO RNA
Os cientistas descobriram que uma mesma molécula de pré-RNA mensageiro pode sofrer tipos diferentes de splicing em diferentes tipos celulares, ou seja, o pré-RNA mensageiro é cortado e montado de diferentes maneiras, dependendo do tipo de célula. Esse fenômeno é chamado de SPLICING ALTERNATIVO.
Splicing é o termo usado, que poderia ser traduzido por "corte e emenda", ou seja, é o processo de remoção dos introns de uma molécula de RNA pré-mensageiro. Após a eliminação de todos os introns, o RNA constituído apenas por exons e, portanto, com a instrução genética devidamente "editada", passa para o citoplasma, onde se reune aos ribossomos para ser traduzido em proteínas. Enquanto todos os intros não forem eliminados do RNA, este não consegue sair do núcleo, impedindo que mensagens ainda não completamente editadas sejam eventualmente traduzidas pelos ribossomos.
SPLICING ALTERNATIVO DO RNA
Os cientistas descobriram que uma mesma molécula de pré-RNA mensageiro pode sofrer tipos diferentes de splicing em diferentes tipos celulares, ou seja, o pré-RNA mensageiro é cortado e montado de diferentes maneiras, dependendo do tipo de célula. Esse fenômeno é chamado de SPLICING ALTERNATIVO.
DIFERENÇAS ENTRE GENES BACTERIANOS E GENES EUCARIÓTICOS
Em bactérias, a sequência de aminoácidos de um polipeptídeo corresponde exatamente à sequência de bases de segmento de DNA que foi transcrito para o RNAm. Os cientistas costumam dizer que em bactérias, há colinearidade entre as cadeias polipeptidicas e os segmentos de DNA que as codificam.
Nos organismos eucarióticos a situação é diferente; a maioria das cadeias polipeptídicas não é perfeitamente colinar à sequência de bases do DNA que as codifica. A razão disso é que a instrução para a sintese de proteínas nos genes eucarióticos é geralmente interrompida por trechos da molécula que não codificam aminoácidos.
Introns e exons
Em uma unidade de transcrição de um organismo eucariótico há trechos que serão traduzidos em sequencias de aminoácidos e trechos intercalares, que não serão traduzidos.
Sendo EXON as regiões de um gene que são traduzidas em sequência de aminoácidos, e INTRON as regiões não traduzidas.
Nos organismos eucarióticos a situação é diferente; a maioria das cadeias polipeptídicas não é perfeitamente colinar à sequência de bases do DNA que as codifica. A razão disso é que a instrução para a sintese de proteínas nos genes eucarióticos é geralmente interrompida por trechos da molécula que não codificam aminoácidos.
Introns e exons
Em uma unidade de transcrição de um organismo eucariótico há trechos que serão traduzidos em sequencias de aminoácidos e trechos intercalares, que não serão traduzidos.
Sendo EXON as regiões de um gene que são traduzidas em sequência de aminoácidos, e INTRON as regiões não traduzidas.
Relação entre GENE, RNA E PROTEÍNA
O desenvolvimento da teoria "um gene - um polipeptídeo", no final da década de 1940, e a identificação do DNA como material hereditário, no início da década de 1950, impulsionaram os estudos genéticos em nível molecular. As pesquisas mostraram que o DNA, por meio de moléculas mensageiras de RNA, atua indiretamente na síntese das proteínas. As instruções codificadas nas sequências de bases nitrogenadas do DNA constituinte dos genes são transcritas para moléculas de RNA, e destas, traduzidas em sequências de aminoácidos das proteínas.
TIPOS DE RNA
RNA ribossômico, que constitue, juntamente com certas proteínas, minúsculos grânulos citoplasmaticos denominados ribossomos, capazes de unir os aminoácidos entre si e formar as cadeias polipeptídicas que constituem as proteínas.
RNA transportador, têm por função capturar aminoácidos livres nas célula, levando-os até os ribossomos, onde eles se unem para formar a molécula polipeptídica. Cada RNAt apresenta, em uma determinada região de sua molécula, uma trinca de bases denominada anticódon. O aminoácido transportado por um RNAt depende do seu anticódon.
Por exemplo, moléculas de RNAt com anticódon AAA ou AAG transportam sempre o aminoácido fenilalanina; os RNAt com anticódons CCA, CCG, CCU ou CCC transportam somente glicina.
RNA mensageiro, são cópias dos genes codificadores de proteínas e contêm, em sua sequência de bases nitrogenadas, as instruções sobre a ordem em que os aminoácidos devem ser unidos para produzir determinado polipeptídeo.
PROCESSO: O RNAt, com seu respectivo aminoácido, acopla-se ao ribossomo, ao qual já está associado a uma molécula de RNAm. Para que um RNAt possa acoplar-se ao ribossomo, é necessário que este se encontre exatamente sobre uma trinca do RNAm, denominada códon, complementar ao anticódon do RNAt. A sequência de códons presente no RNAm determina a ordem em que os RNAt vão se acoplando, enquanto os ribossomo desliza sobre o RNAm. À medida que os RNAt se acoplam aos ribossomos, os aminoácidos associados a estes vão se unindo para constituir a cadeia polipeptídica.
TIPOS DE RNA
RNA ribossômico, que constitue, juntamente com certas proteínas, minúsculos grânulos citoplasmaticos denominados ribossomos, capazes de unir os aminoácidos entre si e formar as cadeias polipeptídicas que constituem as proteínas.
RNA transportador, têm por função capturar aminoácidos livres nas célula, levando-os até os ribossomos, onde eles se unem para formar a molécula polipeptídica. Cada RNAt apresenta, em uma determinada região de sua molécula, uma trinca de bases denominada anticódon. O aminoácido transportado por um RNAt depende do seu anticódon.
Por exemplo, moléculas de RNAt com anticódon AAA ou AAG transportam sempre o aminoácido fenilalanina; os RNAt com anticódons CCA, CCG, CCU ou CCC transportam somente glicina.
RNA mensageiro, são cópias dos genes codificadores de proteínas e contêm, em sua sequência de bases nitrogenadas, as instruções sobre a ordem em que os aminoácidos devem ser unidos para produzir determinado polipeptídeo.
PROCESSO: O RNAt, com seu respectivo aminoácido, acopla-se ao ribossomo, ao qual já está associado a uma molécula de RNAm. Para que um RNAt possa acoplar-se ao ribossomo, é necessário que este se encontre exatamente sobre uma trinca do RNAm, denominada códon, complementar ao anticódon do RNAt. A sequência de códons presente no RNAm determina a ordem em que os RNAt vão se acoplando, enquanto os ribossomo desliza sobre o RNAm. À medida que os RNAt se acoplam aos ribossomos, os aminoácidos associados a estes vão se unindo para constituir a cadeia polipeptídica.
Conclusão,o que é o DNA?
O DNA carrega todas as informações de suas características físicas que, essencialmente, são determinadas pelas proteínas. Dessa forma, o DNA contém as instruções para fazer uma proteína. No DNA, cada proteína é codificada por um gene (uma seqüência específica de nucleotídeos do DNA que especificam como uma única proteína será feita). Especificamente, a ordem dos nucleotídeos dentro de um gene determina a ordem e os tipos dos aminoácidos que devem ser colocados juntos para formar uma proteína.A seqüência específica dos aminoácidos na cadeia é o que diferencia uma proteína de outra. Essa seqüência é codificada no DNA, onde um gene se codifica para uma proteína.
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