Ácido desoxirribonucleico

Replicação do DNA

ADN (ou à inglesa, DNA) é o acrônimo ácido desoxirribonucléico (desoxirribonucleico, na ortografia africana e europeia). O acrônimo em inglês DNA significa deoxyribonucleic acid.

O DNA é a molécula orgânica que, quando transcrita em RNA, tem a capacidade de codificar proteínas. Tem a forma parecida com uma escada espiral cuja disposição dos degraus se dá em quatro partes moleculares diferentes. Esta disposição constitui as chamadas quatro letras do código genético.

O que é DNA? É uma molécula, que reproduz o código genético, é responsável pela transmissão das características hereditárias de cada espécie, quer seja nas plantas, nos animais (incluindo o homem) ou nos microrganismos. A molécula do DNA é formada por fosfato e açúcar e por seqüências de quatro bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G), ligadas por pontes de hidrogênio, formando uma dupla hélice. O DNA de todas as células do corpo humano é equivalente, em comprimento, a 8 mil vezes a distância da Terra à lua.

Presume-se que a Terra ao se formar de poeira e gases interestelares há mais ou menos 4,6 bilhões de anos, no turbilhão que se formava, já continha os elementos que posteriormente seriam a base da vida.

Através dos registros fósseis estudados, alguns cientistas afirmam que a vida se desenvolveu em torno de 4 bilhões de anos atrás nos oceanos primitivos do planeta. Segundo alguns, a complexidade das primeiras formas vivas era muito menor que qualquer organismo unicelular, que pode ser considerado um ser vivo altamente sofisticado em relação àquelas.

Presume-se que em reações das mais diversas, influenciadas pela luz ultravioleta do Sol, relâmpagos, etc, iniciaram as composições de moléculas bastante simples. Estas eram ricas em hidrogénio procedente da atmosfera primitiva.

Ao avançar do tempo, se iniciou um processo que levou aqueles fragmentos primitivos a se combinarem e recombinarem, o que gerou moléculas cada vez mais complexas.

Os oceanos da Terra se assemelhavam a um caldo orgânico porém, ainda não eram vivos. À medida em que a complexidade das moléculas aumentava, começaram a surgir algumas que iniciaram um processo grosseiro de copiarem a si mesmas.

Estas eram provavelmente as primeiras ancestrais do ácido desoxirribonucléico, ou ADN (DNA), molécula principal da vida na Terra.

Vida

Cada ser vivo que habita a Terra possui uma codificação diferente de instruções escritas na mesma linguagem em seu DNA. Estas diferenças geram as diferenças orgânicas entre os organismos vivos. O DNA se encontra no núcleo celular e é formado por quatro nucleotídeos diferentes,que formam uma estrutura semelhante a uma escada em espiral. Os nucleotídeos são formados por uma base nitrogenada, uma desoxirribose e um grupamento fosfato. O DNA apresenta quatro bases distintas, Adenina, Timina,Guanina e Citosina. Estas bases se combinam aos pares: adenina interage com timina por meio de duas ligações de hidrogênio, enquanto guanina interage com citosina por meio de três ligações de hidrogênio. A sequência de pares de bases se assemelha aos degraus, enquanto a desoxirribose e o grupamento fosfato se alternam, apresentando semelhança com o corrimão de uma escada em espiral. A dupla cadeia polinucleotídica constitui a molécula de DNA, cuja sequência de nucleotídeos codifica as instruções hereditárias, organizadas em genes, que codificam as inúmeras proteínas existentes nas mais variadas células. As moléculas de DNA contêm portanto a informação genética necessária para a codificação das características de um indivíduo, como a cor do cabelo em humanos, o formato da folha em Angiospermas e a sua morfologia.

Histórico

1865 Gregor Mendel publica trabalho sobre experimentos com ervilhas em que propõe as leis da hereditariedade e supõe que as características hereditárias são transmitidas em unidades.

1869 O suíço Friedrich Miescher isola, a partir do pus humano e do esperma do salmão, uma substância com alto teor de fósforo que chama de "nucleína", posteriormente denominada "ácido desoxirribonucléico" (DNA)

1882 O alemão Walter Flemming descobre corpos com formato de bastão dentro do núcleo das células, que denomina "cromossomos"

1900 O holandês Hugo de Vries , o alemão Carl Correns e o austríaco Erich Tschermak von Seysenegg chegam de forma independente aos resultados de Mendel sobre as leis da hereditariedade

1902 O norte-americano Walter Sutton e o alemão Theodor Boveri dão início à teoria cromossômica da hereditariedade

1909 O dinamarquês Wilhelm Johannsen introduz o termo "gene" para descrever a unidade mendeliana da hereditariedade. Utiliza os termos "genótipo" e "fenótipo" para diferenciar as características genéticas de um indivíduo de sua aparência externa

1915 O norte-americano Thomas Hunt Morgan e outros , publicam o livro "O Mecanismo da Hereditariedade Mendeliana", no qual relatam experimentos com drosófilas e mostram que os genes estão linearmente dispostos nos cromossomos

1949 O austríaco Erwin Chargaff descobre, nos EUA, uma relação quantitativa entre as bases do DNA: a proporção entre adenina e timina é sempre igual, e o mesmo ocorre entre guanina e citosina

1950 Os norte-americanos Linus Pauling e Robert Corey identificam a estrutura molecular básica de proteínas. Eles propõem uma estrutura para o DNA com três cadeias helicoidais entrelaçadas (o modelo da tripla hélice).

1952 A britânica Rosalind Franklin obtém imagens de DNA , por difração de raios X

1953 O norte-americano James Watson e o britânico Francis Crick decifram, em 7 de março, a estrutura de dupla hélice para o DNA e a publicam na revista "Nature" de 25 de abril. Em 30 de maio, também na "Nature", Watson e Crick analisam as implicações genéticas de seu modelo e sugerem um mecanismo para a replicação do DNA

1958 Os norte-americanos Matthew Meselson e Franklin Stahl confirmam a hipótese feita por Watson e Crick de que o DNA se replica de maneira semiconservativa.

1972 O norte-americano Paul Berg obtém moléculas de DNA recombinante, unindo DNA de diferentes espécies e inserindo esse DNA híbrido em uma célula hospedeira

1975 Grupos de pesquisa desenvolvem métodos de sequenciamento de DNA.

1976 Criada a primeira companhia de engenharia genética, a Genentech.

1980 A Suprema Corte dos EUA decide que formas de vida alteradas podem ser patenteadas

1982 O primeiro animal (camundongo) transgênico é obtido nos EUA

1983 Companhias nos EUA conseguem obter patentes para plantas geneticamente modificadas É mapeado nos EUA o primeiro gene relacionado a uma doença, um marcador da doença de Huntington encontrado no cromossomo 4.

1985 Alec Jeffreys (Inglês) descreve técnica de identificação que ficou conhecida como "impressão digital" por DNA. Os NIH dos EUA aprovam diretrizes gerais para a realização de experimentos com terapia genética em seres humanos

1986 Plantas de tabaco geneticamente modificadas para se tornarem resistentes a herbicida são testadas em campo pela primeira vez, nos EUA e na França

1988 Nos EUA, Philip Leder e Timothy Stewart obtêm primeira patente para um animal geneticamente modificado, um camundongo .

1989 Criação nos EUA do Instituto Nacional para Pesquisa do Genoma Humano (NHGRI), chefiado por James Watson, para determinar toda a sequência do DNA que compõe os cromossomos humanos

1994 Liberação de tomate, primeiro alimento geneticamente modificado cuja venda é aprovada pela FDA

1995 É obtida a primeira sequência completa de DNA de um organismo de vida livre, a bactéria Hemophilus influenzae

1996 Nascimento da ovelha Dolly primeiro mamífero clonado a partir de uma célula de um animal adulto pelo Instituto Roslin (Escócia) . Mapa genético completo do camundongo

2000 Pesquisadores do consórcio público Projeto Genoma Humano e da empresa privada norte-americana Celera anunciam o rascunho do genoma humano . No Brasil, pesquisadores paulistas anunciam o sequenciamento do genoma da bactéria Xylella fastidiosa, a causadora da doença do amarelinho em cítricos. O artigo foi destacado na capa da revista "Nature"

12 de Fevereiro de 2001 É anunciada a publicação da análise da seqüência do genoma humano.

Mutações

Mutações são alterações na sequência de nucleotídeos, que uma vez transmitida para a prole podem ocasionar mudanças nas características dos indivíduos. As mutações podem ser de diferentes tipos, sendo que os principais são as de ponto, onde somente um nucleotídeo é substituído, inserções, deleções ou estruturais, as quais alteram a morfologia dos cromossomos.

Dependendo do tipo da alteração no código genético, a mesma poderá ser letal caso seja afetada a produção de enzimas e proteínas essenciais a sobrevida do organismo. Em outros casos, mutações podem conferir uma maior viabilidade ao indivíduo portador da alteração, favorecendo sua sobrevivência caso haja mudanças na pressão seletiva do ambiente.

Em sua maioria, as mutações ocorrem ao acaso e são um dos principais fatores do processo evolutivo já que as mesmas contribuem para a existência de variação intra e extraespecíficas. Com a presença de variação, o processo seletivo pode conferir uma maior viabilidade para certos indivíduos de uma população.

Evolução

Alguns cientistas afirmam que o planeta Terra era um Jardim do Éden molecular, há cerca de quatro bilhões de anos. As moléculas se reproduziam de forma ineficiente, produzindo-se cópias grosseiras. Neste tipo de cenário ocorreram as primeiras replicações, mutações, e extinsões de forma seletiva e aleatória. As variedades menos eficientes foram sendo eliminadas, enquanto aquelas que conseguiam sobreviver se tornaram cada vez mais eficientes a cada geração.

Avançando-se no tempo, as moléculas orgânicas foram adquirindo mais e mais funções especializadas, foram se juntando aos poucos e de forma casual. A princípio, pode-se dizer que estas coletividades moleculares formaram algo parecido com o primeiro ser vivo composto a partir de algum momento por um DNA funcional.

Composição do DNA

O DNA é composto de uma pentose, radicais fosfatos e bases nitrogenadas.

As bases em DNA são:

• Adenina
• Guanina
• Citosina
• Timina

Sendo que Adenina se liga por meio de pontes de hidrogênio à Timina, e a Citosina se liga à Guanina.

A Cadeia de DNA apresenta-se enrolada numa estrutura em dupla-hélice que uma vez no núcleo recebe a acção de histonas e se enovela para formar a cromatina.

O DNA é encontrado em todos os seres vivos, incluindo os vírus, que ora possuem DNA, ora possuem RNA, porém, rara e recentemente, foi encontrado um vírus que possuía tanto DNA como RNA, ao mesmo tempo.

O diâmetro de uma molécula de DNA é de cerca de 2,3nm (nanometros), ou 0.18m (mícron).