O DNA (Ácido Desoxirribonucleico) é uma molécula presente no núcleo das células dos seres vivos que carrega toda a informação genética de um organismo. Nesse sentido, é constituído por uma fita dupla em forma de espiral (dupla hélice), composta por nucleotídeos que estão relacionados diretamente com as características físicas e fisiológicas do nosso corpo.
Por esta razão, o DNA tem papel fundamental na hereditariedade, sendo considerado o portador da mensagem genética.
No DNA, estão codificadas todas as características de um ser vivo, que são únicas em cada indivíduo. Desta forma, através deste ácido nucleico, é possível realizar testes que indicam a paternidade, detectar doenças antes mesmo de se manifestarem, descobrir a identidade de pessoas e até mesmo contribuir para solucionar crimes.
Além disso, a ciência consegue também controlar a síntese do DNA de algumas substâncias usando técnicas de engenharia genética. Nesse sentido, hoje é possível colocar genes de uma célula em outra através da técnica do DNA recombinante e a partir daí produzir transgênicos, vacinas e medicamentos.
Portanto, compreender o DNA, bem como sua estrutura, nos permite entender os processos que garantem a transferência de informação genética entre os indivíduos e demais seres vivos.
DNA: como e por quem foi descoberto?
O DNA foi descoberto em 1869, mas teve a sua estrutura descrita apenas em 1953 por James Watson e Francis Crick em seu trabalho “Molecular structure of the nucleic acids“ (Estrutura molecular dos ácidos nucleicos), publicado na revista Nature.
Sendo assim, o modelo usado para descrever a estrutura do DNA foi chamado de dupla-hélice. Nesse sentido, o DNA pode ser comparado a uma escada em caracol, onde as bases nitrogenadas formam os degraus, e as cadeias de açúcar e fosfato são os corrimãos.
É importante destacar que todas as espécies vivas têm um DNA formado apenas por quatro bases nitrogenadas e qualquer tecido de um indivíduo apresenta a mesma sequência de bases.
Nesse sentido, esta pesquisa foi de grande importância para a comunidade científica, e Watson e Crick ganharam o Prêmio Nobel de Medicina por essa contribuição.
DNA: qual é a sua composição?
O DNA, apesar de apresentar todas as características de um indivíduo, não é uma estrutura muito complexa. Nesse sentido, é composto por apenas três partes que formam um nucleotídeo. São elas:
Os dois filamentos que constituem o DNA enrolam-se um sobre o outro e unem-se através de pontes de hidrogênio, que se formam entre as 4 bases nitrogenadas dos nucleotídeos.
- A – Adenina;
- T – Timina;
- C – Citosina;
- G – Guanina.
Essas pontes de hidrogênios são formadas por pares de bases: A-T (Adenina e Timina) e C-G(Citosina e Guanina). Dessa forma, o DNA está tão compactado no núcleo celular, que se fosse possível esticá-lo, ele teria 2 metros de comprimento.
Além disso, o DNA é formado também por duas cadeias de polinucleotídeos (fitas), que são constituídas por vários nucleotídeos. Estes são unidos uns aos
outros por ligações denominadas fosfodiéster (grupo fosfato ligando dois açúcares de dois nucleotídeos). Nessas ligações, um grupo fosfato conecta o carbono 3’ de um açúcar ao carbono 5’ do próximo açúcar.
Dessa forma, essa junção estabelece um padrão típico de repetição de unidade de açúcar-fosfato, que forma a cadeia principal. A essa cadeia principal estão ligadas as bases nitrogenadas.
Onde o DNA é encontrado?
O DNA é encontrado principalmente nos cromossomos do interior do núcleo celular e nas mitocôndrias. Portanto, é identificado em todas as formas de vida do planeta, com exceção de alguns vírus.
Assim, para conhecer melhor o DNA, é importante entender o que são genes, cromossomos e genomas:
Genes:
Os genes são unidades de informação hereditária que formam os cromossomos. Nesse sentido, é possível dizer que o gene nada mais é do que uma sequência específica do DNA que contém as instruções necessárias para a síntese de uma proteína ou molécula de RNA.
Ou seja, o gene é a unidade fundamental da hereditariedade, pois eles são os responsáveis por determinar tanto as características próprias da espécie humana, quanto as características próprias de cada indivíduo.
É importante salientar que todas as células de um corpo possuem os mesmos genes. Entretanto, em algumas células, um tipo de gene é ativado e outro é desativado, garantindo, assim, a diferenciação das células. Além disso, em alguns casos, o gene fica ativado a todo o momento, pois são fundamentais para a realização de atividades básicas da célula.
Nesse sentido, os genes especificam as sequências de aminoácidos que atuam na estrutura e nas funções metabólicas das células e, consequentemente, no funcionamento de todo o organismo
Cromossomos:
As diferentes sequências de DNA formam os cromossomos. O ser humano possui 46 cromossomos: 23 recebidos da mãe e 23 do pai. Nesse sentido, cada par de cromossomos é composto de inúmeros genes.
Dos 23 pares de cromossomos, 22 são considerados autossômicos e dois cromossomos são sexuais, os quais estão relacionados com a determinação do sexo masculino e feminino. Desta forma, homens apresentam cromossomos sexuais XY, enquanto as mulheres, XX.
Genoma:
O Genoma é toda a informação hereditária codificada no DNA de um organismo ou no RNA, no caso dos vírus. Nesse sentido, é o conjunto de todos os genes de uma determinada espécie.
O sequenciamento de DNA ou genoma é a técnica usada para determinar em que ordem as bases nitrogenadas (Adenina, Timina, Citosina, Guanina) se encontram no DNA.
Desta forma, sequenciar um genoma significa determinar a ordem em que as informações, ou seja, os genes, estão colocados e, nesse sentido, permite obter dados da linha evolutiva dos organismos. Portanto, o genoma pode trazer novos métodos para diagnosticar doenças ou formular medicamentos e vacinas.
DNA: entenda sua função e como são produzidos
O DNA tem extrema importância para o corpo humano, pois é o responsável pelo controle e comando das funções celulares. Cada indivíduo possui diversas moléculas, como proteínas, que regulam, desencadeiam, impedem ou medeiam reações para o bom funcionamento do organismo. Desta forma, o material genético é justamente a “receita” de como produzi-las.
Nesse sentido, é possível caracterizar o DNA como uma estrutura que contém informações codificadas que regem os processos vitais das células, tais como:
- Produção de macromoléculas
- Controle dos processos de divisão
- Diferenciação, entre outros.
Além disso, já vimos anteriormente que o DNA é também o responsável pela transmissão de características herdáveis. Neste sentido, é importante mencionar que a hereditariedade é vital para a história evolutiva. Apenas por causa dessa característica, as vantagens genéticas podem ser passadas para a prole.
Função de replicação e transcrição:
Quando o assunto é função do DNA, dois processos merecem destaque: a replicação e a transcrição.
Replicação: Referimos ao processo de replicação quando cópias idênticas à cópia de uma molécula de DNA são formadas. Para que esse processo ocorra, o DNA desenrola-se parcialmente e inicia-se a síntese de uma nova fita a partir da fita do DNA que será copiada.
Nesse sentido, o processo é considerado semiconservativo, pois o novo DNA formado apresentará uma fita nova do DNA original.
Transcrição: Já o processo de transcrição é aquele no qual o DNA é usado para a formação de uma molécula de RNA. Nesse processo, o DNA abre-se em um ponto, e uma das fitas é usada como molde para a síntese de RNA. À medida que o RNA é transcrito, o DNA é fechado novamente.
Um ponto interessante a ser destacado é que, durante o processo de transcrição, quem se emparelha com a adenina da fita molde é a uracila uma base nitrogenada encontrada no RNA e ausente no DNA.
Resumindo:
O DNA é uma molécula extremamente importante para os seres vivos e que possui as seguintes funções:
- Armazenar e transmitir as informações genéticas.
- Funcionar como molde para a síntese da molécula de RNA. O DNA, portanto, é fundamental para a síntese de proteínas, uma vez que contém as informações que comandam a síntese de RNA.
DNA e RNA: qual é a diferença?
DNA e RNA são ácidos nucléicos que possuem diferentes estruturas, mas que apresentam funções indispensáveis para o metabolismo e a reprodução de um organismo.
Enquanto o DNA é responsável por armazenar as informações genéticas dos seres vivos, o RNA atua na produção de proteínas.
Além disso, essas macromoléculas são subdivididas em unidades menores que são chamadas de nucleotídeos, mas a unidade formadora de ambas é composta por três componentes: fosfato, pentose e base nitrogenada.
A pentose presente no DNA é a desoxirribose, já no RNA trata-se da ribose e, por isso, a sigla DNA significa ácido desoxirribonucleico e RNA é o ácido ribonucleico.
Além disso, as bases nitrogenadas presentes no DNA são citosina, guanina, adenina e timina. Já no RNA, são encontradas a citosina, guanina, adenina e uracila. Outra diferença é que o DNA apresenta duas fitas, e o RNA possui uma fita simples.
No quadro abaixo, podemos ver as sete principais diferenças do DNA e RNA:
Teste de DNA: para que serve?
O teste de DNA é basicamente a leitura dos genes de uma pessoa. A partir deste exame, é possível saber qual é a estrutura do gene, em quais cromossomos estão localizados, se estão modificados ou danificados.
Nesse sentido, através do teste de DNA, é possível conhecer a paternidade de alguém, identificar pessoas, encontrar culpados em investigações criminais e também verificar a probabilidade do desenvolvimento de algumas doenças e a chance de serem transmitidas para futuras gerações.
Entenda os detalhes sobre cada situação:
Exame de DNA para teste de paternidade:
O exame de DNA pode ser realizado para verificar o grau de parentesco entre pai e filho. Nesse sentido, é preciso que seja coletada uma amostra biológica da mãe, do filho e do suposto pai, que é enviada ao laboratório para que seja feita a análise.
O teste de DNA pode ser feito a partir de qualquer amostra biológica, como sangue, fios de cabelo, esperma ou saliva. Desta forma, são realizadas análises moleculares para que possa ser identificada toda a estrutura do DNA humano e, assim, verificar a compatibilidade entre as amostras.
Apesar deste exame ser mais solicitado após o nascimento, ele também pode ser feito ainda durante a gestação.
Teste de DNA em Investigações Criminais:
Em investigações criminais, normalmente a análise de DNA é feita para identificar se um suspeito é culpado ou não. Isso ocorre em razão de que, muitas vezes, em cenas de crimes, é encontrado material biológico do culpado, como sangue e cabelos. Através desse material, é possível observar o DNA e compará-lo com o dos suspeitos. Como o DNA é único para cada indivíduo, fica fácil saber quem é o culpado.
Teste de DNA para rastrear doenças:
Este exame pode identificar possíveis alterações no DNA da pessoa, podendo indicar a probabilidade do desenvolvimento de doenças hereditárias e o potencial de se transmitir para futuras gerações.
Nesse sentido, qualquer pessoa pode fazer o teste, mas é principalmente indicado para os seguintes problemas:
- Vários tipos de câncer;
- Doenças cardíacas;
- Síndromes neurológicas e esqueléticas;
- Alzheimer;
- Diabetes tipo 1 e tipo 2;
- Síndrome das pernas inquietas;
- Intolerância à lactose;
- Mal de Parkinson;
- Lúpus;
- Abortos de repetição que podem ser causados por problemas genéticos.
