Contente
- A estrutura do DNA
- União específica de pares de bases
- Onde o DNA é encontrado?
- Replicação do DNA
- Intrões e éxons
- Transcrição de RNA
- Como foi descoberta a estrutura do DNA?
DNAou ácido desoxirribonucleico, é um ácido nucleico (um dos dois ácidos encontrados na natureza) que serve para armazenar informações genéticas sobre um organismo de uma maneira que possa ser transmitida às gerações subsequentes. O outro ácido nucleico é RNAou ácido ribonucleico.
O DNA carrega o código genético de cada proteína que seu corpo produz e, portanto, atua como um modelo para todos vocês. Uma cadeia de DNA que codifica um único produto proteico é chamada de gene.
O DNA consiste em polímeros muito longos de unidades monoméricas chamadas nucleotídeos, que contêm três regiões distintas e apresentam quatro sabores distintos no DNA, graças a variações na estrutura de uma dessas três regiões.
Nos seres vivos, o DNA é agregado juntamente com proteínas chamadas histonas para criar uma substância chamada cromatina. A cromatina nos organismos eucarióticos é dividida em vários pedaços distintos, chamados cromossomos. O DNA é passado dos pais para os filhos, mas parte do seu DNA foi passada exclusivamente de sua mãe, como você verá.
A estrutura do DNA
O DNA é composto de nucleotídeos, e cada nucleotídeo inclui uma base nitrogenada, um a três grupos fosfato (no DNA, existe apenas um) e uma molécula de açúcar com cinco carbonos chamada desoxirribose. (O açúcar correspondente no RNA é ribose.)
Na natureza, o DNA existe como uma molécula emparelhada com duas cadeias complementares. Essas duas cadeias são unidas em todos os nucleotídeos no meio, e a "escada" resultante é torcida na forma de um hélice dupla, ou par de espirais deslocadas.
As bases nitrogenadas vêm em uma das quatro variedades: adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T). A adenina e a guanina pertencem a uma classe de moléculas denominadas purinas, que contêm dois anéis químicos unidos, enquanto a citosina e a timina pertencem à classe de moléculas conhecidas como pirimidinas, que são menores e contêm apenas um anel.
União específica de pares de bases
É a ligação de bases entre nucleotídeos em fios adjacentes que cria os "degraus" da "escada" do DNA. Por acaso, uma purina só pode se ligar a uma pirimidina nesse cenário, e é ainda mais específico: A se liga a e somente a T, enquanto C se liga a e somente a G.
este emparelhamento de base um para um significa que se a sequência de nucleotídeos (sinônimo de "sequência de bases" para fins práticos) para uma fita de DNA é conhecida, a sequência de bases na outra fita complementar pode ser facilmente determinada.
A ligação entre nucleotídeos adjacentes na mesma fita de DNA é provocada pela formação de ligações de hidrogênio entre o açúcar de um nucleotídeo e o grupo fosfato do próximo.
Onde o DNA é encontrado?
Nos organismos procarióticos, o DNA fica no citoplasma da célula, pois os procariontes não possuem núcleos. Nas células eucarióticas, o DNA fica no núcleo. Aqui, é dividido em cromossomos. Os seres humanos têm 46 cromossomos distintos, com 23 de cada progenitor.
Esses 23 cromossomos diferentes são todos distintos na aparência física sob um microscópio, portanto podem ser numerados de 1 a 22 e, em seguida, X ou Y para o cromossomo sexual. Os cromossomos correspondentes de pais diferentes (por exemplo, cromossomo 11 de sua mãe e cromossomo 11 de seu pai) são chamados cromossomos homólogos.
DNA também é encontrado nas mitocôndrias eucariotos em geral, bem como nos cloroplastos de células vegetais especificamente. Isso, por si só, apóia a idéia predominante de que essas duas organelas existiam como bactérias autônomas antes de serem engolidas pelos primeiros eucariotos há mais de dois bilhões de anos.
O fato de o DNA nas mitocôndrias e cloroplastos codificar para produtos proteicos esse DNA nuclear não confere ainda mais credibilidade à teoria.
Como o DNA que chega às mitocôndrias chega apenas a partir do óvulo da mãe, graças à maneira como o esperma e o óvulo são gerados e combinados, todo o DNA mitocondrial passa pela linha materna ou pelas mães de qualquer organismo que o DNA estiver sendo examinado.
Replicação do DNA
Antes de cada divisão celular, todo o DNA no núcleo celular deve ser copiado, ou replicado, para que cada nova célula criada na divisão que está prestes a chegar possa ter uma cópia. Como o DNA é de fita dupla, ele precisa ser desenrolado antes do início da replicação, para que as enzimas e outras moléculas que participam da replicação tenham espaço ao longo das fitas para realizar seu trabalho.
Quando uma única fita de DNA é copiada, o produto é realmente uma nova fita complementar à fita modelo (copiada). Assim, tem a mesma sequência de DNA base que a cadeia que foi ligada ao modelo antes do início da replicação.
Assim, cada fita de DNA antiga é emparelhada com uma nova fita de DNA em cada nova molécula de DNA de fita dupla replicada. Isso é chamado de replicação semiconservadora.
Intrões e éxons
DNA consiste em íntronsou seções de DNA que não codificam nenhum produto de proteína e exons, que são regiões codificadoras que produzem produtos protéicos.
A maneira como os exons transmitem informações sobre proteínas é através transcrição ou a produção de RNA mensageiro (mRNA) do DNA.
Quando uma fita de DNA é transcrita, a fita resultante do mRNA tem a mesma sequência de bases do complemento de DNA das fitas modelo, exceto por uma diferença: onde a timina ocorre no DNA, uracilo (U) ocorre no RNA.
Antes que o mRNA possa ser enviado para ser traduzido em uma proteína, os íntrons (a porção não codificante dos genes) precisam ser retirados da cadeia. As enzimas "emendam" ou "cortam" os íntrons das cadeias e anexam todos os exons juntos para formar a cadeia de codificação final do mRNA.
Isso é chamado de processamento pós-transcricional de RNA.
Transcrição de RNA
Durante a transcrição do RNA, o ácido ribonucleico é criado a partir de uma fita de DNA que foi separada de seu parceiro complementar. A fita de DNA sendo assim usada é conhecida como fita modelo. A própria transcrição depende de vários fatores, incluindo enzimas (por exemplo, RNA polimerase).
A transcrição ocorre no núcleo. Quando a fita de mRNA está completa, ela deixa o núcleo através do envelope nuclear até se conectar a um ribossomo, onde a tradução e a síntese protéica se desenvolvem. Assim, a transcrição e tradução são fisicamente segregadas uma da outra.
Como foi descoberta a estrutura do DNA?
James Watson e Francis Crick são conhecidos por serem os co-descobridores de um dos mistérios mais profundos da biologia molecular: a estrutura e a forma do DNA de dupla hélice, a molécula responsável pelo código genético único transportado por todos.
Enquanto a dupla conquistou seu lugar no panteão de grandes cientistas, seu trabalho dependeu das descobertas de uma variedade de outros cientistas e pesquisadores, antigos e atuantes no tempo de Watsons e Cricks.
Em meados do século XX, em 1950, o país austríaco Erwin Chargaff descobriram que a quantidade de adenina nas cadeias de DNA e a quantidade de timina presente eram sempre idênticas e que uma relação semelhante se mantinha para a citosina e a guanina. Assim, a quantidade de purinas presentes (A + G) foi igual à quantidade de pirimidinas presentes.
Além disso, cientista britânico Rosalind Franklin utilizou cristalografia de raios-X para especular que as cadeias de DNA formam complexos contendo fosfato localizados ao longo da parte externa da cadeia.
Isso era consistente com um modelo de dupla hélice, mas Franklin não reconheceu isso, pois ninguém tinha nenhum bom motivo para suspeitar dessa forma de DNA. Mas em 1953, Watson e Crick conseguiram juntar tudo usando a pesquisa de Franklins. Eles foram ajudados pelo fato de que a construção de modelos de moléculas químicas era, por si só, um empreendimento que melhorava rapidamente na época