Biologia

DNA

Abreviação de ácido desoxirribonucleico, molécula que contém a informação genética dos seres vivos. O interesse em pesquisas sobre o DNA é cada vez maior, uma vez que ele determina todas as nossas características físicas, inclusive algumas doenças.

Com exceção dos vírus, que não possuem estrutura celular, todos os seres vivos são formados por células. Cada célula é uma máquina complexa com engrenagens ajustadas. Elas trabalham em uma única direção e seguem um único comando: o do DNA.

Função

A função do DNA é controlar todas as atividades do organismo e transmitir as informações de como fazê-lo aos descendentes, através das mensagens em código contidas na sequência de nucleotídeos, responsável pela produção de proteínas específicas.

A molécula de DNA exerce esse controle comandando a síntese de proteínas, as quais, atuando como enzimas, hormônios, anticorpos, composição de estruturas etc, são fundamentais para o metabolismo da célula e do organismo.

Uma vez que as proteínas definem a forma e o funcionamento dos organismos vivos, e o DNA determina a síntese de proteínas, ele é a molécula de comando da vida.

Localização

Existem dois tipos de células: as procariontes e as eucariontes. Nas procariontes, aquelas sem membrana nuclear, como as bactérias, o DNA fica disperso no citoplasma. Nas células eucariontes, ou seja, com núcleo definido, como as de animais e vegetais superiores, ele fica no interior do núcleo celular.

Também existe DNA nas mitocôndrias das células animais e vegetais, e nos cloroplastos das células vegetais, o que faz os cientistas acreditarem que estas estruturas um dia foram seres vivos independentes do resto da célula.

Estrutura

A molécula de DNA é longa, formada por dois filamentos ligados entre si e entrelaçados, constituindo uma dupla hélice.

Cada filamento de DNA contém unidades chamadas nucleotídeos, que são formados por três elementos químicos: fosfato, base nitrogenada e pentose (tipo de açúcar contendo cinco átomos de carbono). No caso do DNA, a pentose é a desoxirribose, por isso o nome de ácido desoxirribonucleico.

Existem quatro bases nitrogenadas, que são divididas em duas categorias: as bases púricas e as pirimídicas. Elas são representadas pelas letras A, G, C e T (adenina e guanina, bases púricas; citosina e timina, bases pirimídicas). Esses nucleotídeos ligam-se uns aos outros, formando sequências.

Nucleotídeos encontrados na estrutura do DNA.

Para constituir a molécula final de DNA, duas cadeias de nucleotídeos unem suas bases nitrogenadas por meio de pontes de hidrogênio, obedecendo a um pareamento específico (A com T e C com G) e enrolando-se em espiral. Por apresentar essa constituição em duas cadeias formando uma espiral é que a molécula de DNA é chamada de dupla hélice.

Estrutura da molécula de DNA.

O modelo dupla hélice pode ser comparado a uma escada de cordas retorcida, em que os corrimãos são formados pelos fosfatos unidos às pentoses, e os degraus, pelos pares de bases nitrogenadas emparelhadas.

Nos eucariontes, as extremidades diferem em cada um dos filamentos que compõem a molécula de DNA. Uma das extremidades termina com um grupo fosfato, sendo conhecida como 5′, e a extremidade oposta termina com uma pentose, sendo conhecida como 3′. O mesmo ocorre com o outro filamento de DNA complementar. No entanto, as fitas são antiparalelas, ou seja, a extremidade 5′ de um dos filamentos está pareada à extremidade 3′ do filamento complementar, e vice-versa.

Imagine um filamento de DNA com esta sequência de nucleotídeos:

3′ ATA CGG ATG ATT CGA 5′

No filamento complementar, a sequência de nucleotídeos é, obrigatoriamente, esta:

5′ TAT GCC TAC TAA GCT 3′

Os dois filamentos que formam essa molécula de DNA poderiam ser representados da seguinte forma:

3′ ATA CGG ATG ATT CGA 5′
5′ TAT GCC TAC TAA GCT 3′

As bases nitrogenadas se repetem milhares de vezes na cadeia de DNA. Na espécie humana, existem cerca de 30 mil genes, organizados para compor o nosso código genético. Para cada espécie de ser vivo, há um número e ordem exatos de bases. Ao determinar a produção de proteínas, o DNA contém todas as informações hereditárias que são passadas para as células-filhas quando há divisão celular.

Duplicação do DNA

A característica fundamental do DNA é ser capaz de se duplicar. Para isso, conta com um aparato de enzimas que catalisam o processo, como a DNA-polimerase. Graças à duplicação, as células-filhas recebem cópias idênticas do DNA da célula-mãe na divisão celular, permanecendo, assim, com as mesmas características da célula que as originou.

Para a duplicação do DNA, cada filamento serve de molde para a formação das novas cadeias. As pontes de hidrogênio são quebradas e os dois filamentos de DNA vão aos poucos se separando. Logo em seguida, nucleotídeos livres começam a se encaixar nos filamentos (a base A se encaixa na base T, e a base C se encaixa na base G), refazendo as pontes de hidrogênio. No final do processo, existem duas novas cadeias de DNA iguais à cadeia inicial.

Mutação

Qualquer erro na duplicação do DNA é chamado de mutação, e o DNA defeituoso passa a ter informações diferentes daquele que o originou. Dessa forma, a célula-filha desenvolverá características diferentes da célula-mãe. As células possuem enzimas que têm o papel de reparar esses erros, mas algumas vezes estas também falham.

A mutação pode variar de pequenas alterações na sequência de bases nitrogenadas à perda ou à duplicação de uma parte da cadeia de DNA. Esse tipo de alteração é chamada mutação gênica.

Se a mutação ocorrer em células germinativas (células que darão origem aos gametas), as alterações poderão ser transmitidas aos descendentes. A mutação durante a duplicação do DNA é um erro que ocorre ao acaso e, uma vez transmitida aos descendentes, pode gerar várias implicações.

Pode ser letal quando, por exemplo, determina a ausência de uma enzima fundamental para o metabolismo, sem a qual o organismo não consegue se desenvolver. Em outros casos, a modificação do código genético pode gerar uma doença crônica.

Porém, nem sempre a mutação gera resultados negativos. Um erro durante a duplicação induz a uma variabilidade genética fundamental para o processo evolutivo. Características novas geradas pela mutação também podem ser favoráveis ao indivíduo que as tenha herdado e aos seus descendentes. Esses indivíduos podem ter maior eficiência se a nova característica os ajustar melhor ao seu ambiente, melhorando a sua taxa de reprodução e de sobrevivência.

Diferença entre DNA, genes e cromossomos

O DNA é a substância química da qual os genes são feitos. O gene é uma estrutura hereditária, um pedaço de DNA capaz de determinar a síntese de uma proteína. O cromossomo é feito de uma longa molécula de DNA e proteínas. Cada espécie de ser vivo possui um número certo de cromossomos.

O conjunto de cromossomos de uma espécie é chamado de genoma. O genoma humano é extremamente complexo, sendo constituído de mais de 30 mil genes localizados em 23 pares de cromossomos homólogos. Os cromossomos são chamados de homólogos porque possuem genes correspondentes. Um cromossomo de cada par é herdado da mãe, e o outro do pai. Sendo assim, para cada característica há duas informações: uma materna e outra paterna.

Exame de DNA

Atualmente, testes de DNA vêm sendo usados para vários fins. A partir de um fio de cabelo, uma amostra de sangue ou de esperma, é possível fazer o exame de DNA e identificar uma pessoa com inquestionável segurança.

Esse exame tem sido muito usado pela polícia para investigar crimes, pois na maioria das vezes, o criminoso deixa pistas ao encostar em algum objeto, como células da pele, proporcionando uma prova incontestável.

Nos casos de investigação de paternidade, o exame de DNA também tem sido de fundamental importância, já que elimina qualquer dúvida na identificação de um suposto pai quando o seu código genético é comparado ao do suposto filho.

Por: Wilson Teixeira Moutinho

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