A Genética (estrutura e função estão intimamente relacionados)

O lema “estrutura e função estão intimamente relacionados”, qualquer função biológica é realizada por algo que possui uma estrutura adequada para a sua função. Qualquer estrutura biológica depende, em primeiro lugar, da sua composição química.

Este é o ramo que evolui mais rapidamente, não só dentro da genética, mas também de toda a biologia.

A elucidação da natureza química do material genético começou pesquisando a bactéria causadora da pneumonia em mamíferos.

Ficou demonstrado que deveria existir algum componente nas bactérias S que transformava as bactérias R em virulentas, e isto ficou claro um tempo depois através de Testes de moléculas purificadas de polissacarídeos, DNA, RNA e frações protéicas revelaram que somente o DNA podia transformar células R para o tipo S.

As pesquisas realizadas por Stadler e Uber, em 1942, também, forneceram evidências sobre a natureza do material genético em eucariotos. Mutações gênicas foram induzidas, irradiando-se pólen de milho com raios ultravioleta, os quais são absorvidos pelo DNA.

Esses grãos de pólen foram utilizados na polinização de plantas que geraram alguns descendentes mutantes. Ficou assim demonstrado que o DNA é também o material genético em eucariotos, e que qualquer alteração nessas macromolécula é transmitida aos descendentes.

O conhecimento das moléculas constituintes dos ácidos nucléicos e as ligações entre elas, e de suas propriedades, são fundamentais para entendermos as estruturas do DNA e RNAs.

O DNA é composto de nucleotídeos. Cada um contém um ácido fosfórico, um açúcar de cinco carbonos - desoxirribose - e uma das quatro bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), timina (T), e citosina (C)

Adenina e guanina são purinas, enquanto a timina e citosina são pirimidinas.

A estrutura molecular do DNA foi proposta por Watson e Crick em1953, considerando as propriedades químicas dos seus componentes e as evidências obtidas por Chargaff, (quantidade de A é igual à de T e a quantidade de G é igual à de C) e colaboradores sobre a composição de bases do DNA de diferentes espécies e, também, os resultados dos estudos de difração de raios X– tipo de radiografia – feitos por Franklin e Wilkins.

        O DNA é uma cadeia dupla hélice, onde há ligações repetitivas de açúcar-fosfato ao longo de todo o comprimento da molécula, ocorre de modo tal que a posição 3' da molécula de açúcar liga-se ao grupamento fosfato que, por sua vez, liga-se à posição 5' da molécula de açúcar, são sintetizadas na direção de 5’ para 3’,as duas cadeias ocorrem em direções opostas, isto é, enquanto uma é 5' 3' a outra é 3' 5'. É por essa razão que as cadeias são ditas antiparalelas, a parte que varia da molécula é composta de bases.

        O pareamento das bases é feito por Pontes de Hidrogênio, que dá estabilidade a molécula junto as interações hidrofóbicas, bases fogem do meio aquoso para o interior da molécula. O pareamento ocorre com 2 pontes entre Adenina e Timina e 3 pontes com Citosina e Guanina. A diversidade de combinações se dá pela sequência de bases nitrogenadas, a qual, pode ocorrer em qualquer ordem linear em uma das cadeias.

O RNA é bastante similar ao DNA, porém difere em três pontos principais: o açúcar é a Ribose; em vez de timina temos a pirimidina Uracila, e tem somente UMA cadeia. Ele pode aparecer de 3 tipos o RNA mensageiro, transporta informação genética do núcleo até o citoplasma, fazendo a síntese proteica, o RNA ribossômico formam o ribossomo, função principal: são receptores e transportadores de aminoácidos, tendo papel fundamental na síntese proteica.

Estes RNAs enrolam em si mesmos onde centralmente onde formam uma sequência de sete nucleotídeos, três são chamados de anticódon, reconhecem três nucleotídeos do mRNA, o códon, também pelo processo de pareamento de bases no sentido antiparalelo.

A replicação do DNA ocorre de forma semiconservativa, a partir de cada origem de replicação. A enzima responsável pela síntese do DNA é a DNA polimerase.

Como o DNA não pode sair do núcleo, o processo de Transcrição ocorre, onde DNA transfere suas informações para o RNA e irão para o citoplasma fazer a síntese de proteínas. A síntese da molécula de RNA se dá na direção 5' : 3' pela incorporação de nucleotídeos, os quais são complementares aos nucleotídeos de uma das cadeias do DNA. A essa cadeia transcrita dá-se o nome de cadeia molde ou antissenso. DNA possui segmentos que codificam aminoácidos, éxons, separados por regiões que não os codificam, íntrons.