O ácido desoxirribonucleico – DNA – é uma molécula que está presente nas células dos seres vivos e alguns tipos de vírus. Nela estão todas as informações genéticas do organismo, que podem ser transmitidas para os seus descendentes.
O comportamento do DNA das células é uma atividade extremamente complexa. Quando ele foi descoberto por Friedrich Miescher, em 1953, o mundo passou por uma grande transformação. Por exemplo, mães solteiras ganharam o direito na justiça de terem seus filhos reconhecidos pelos pais.
Atualmente, o DNA também é útil em investigações criminais, prevenção e tratamento de doenças, clonagem gênica, pesquisas de genealogia, modificações genéticas de plantas, entre outros.
Os genes, os cromossomos e o DNA estão no rol de estudos da genética, a ciência que estuda a hereditariedade. Quer saber como esses termos se relacionam? Veja a imagem abaixo acompanhada de uma breve explicação.
Todos os seres vivos, sejam eles plantas, animais ou humanos, são produzidos e mantidos pela ação dos genes – minúsculas estruturas formadas por DNA. Esses segmentos estão relacionados às características externas, como altura e cor.
O conjunto dos genes formam os cromossomos. Os humanos, por exemplo, possuem 46 cromossomos (23 pares), dos quais 23 são herdados da mãe e 23 do pai. Os chamados cromossomos sexuais determinam o sexo do indivíduo, as mulheres possuem o par XX e os homens XY.
Estrutura do DNA
O DNA tem a estrutura de uma dupla hélice (formato de espiral), cada um desses filamentos é constituído por vários nucleotídeos que unem-se uns aos outros por meio de pontes de hidrogênio.
Os nucleotídeos, por sua vez, são formados por uma molécula de açúcar com cinco carbonos (pentose), um fosfato e as bases nitrogenadas – que podem ser adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T).
O emparelhamento entre os pares são iguais: A é ligado a T (A-T) e C ligado a G (C-G) ou vice-versa (T-A e G-C). A adenina e a timina unem-se por duas ligações de hidrogênio, enquanto a guanina e a citosina por três ligações.
As fitas ficam girando em sentido de espiral, de modo que se combinem. Desse modo, se uma fita possui a sequência AATGCTCC a outra apresentará a sequência TTACGAGG. As quantidades de adenina e timina são as mesmas, bem como as de guanina e citosina.
As diferentes combinações entre essas letras podem chegar a mais de 3 bilhões em cada célula, isso possibilita a variabilidade genética dos seres vivos.
Replicação
A replicação do DNA, também chamado de duplicação ou polimerização, é um fenômeno genético que garante a autoduplicação das informações genéticas. A replicação ocorre antes da divisão celular e são geradas duas moléculas de DNA idênticas.
O processo de replicação é semiconservativo, isso porque metade da molécula-mãe se mantém conservada em cada uma das duas moléculas-filhas. A precisão da replicação é grande (média de um erro a cada bilhão de nucleotídeos incorporados) e há poucas chances de mutações gênicas.
Dando início à replicação, o filamento da molécula-mãe tem sua dupla fita separada em função do rompimento das pontes de hidrogênio. Novos nucleotídios que estão dispersos no núcleo, se emparelham sobre cada uma das cadeias nucleotídicas da molécula-mãe.
Uma nova cadeia é formada e ao final do processo são produzidas duas moléculas idênticas, chamadas de cromátides-irmãs. Cada cromátide é constituída por uma fita nucleotídica da molécula-mãe e outra recém-fabricada.
Projeto Genoma
O Projeto Genoma Humano foi uma trabalho científico iniciado em 1990, por iniciativa do Departamento de Energia dos Estados Unidos da América, que contou com a participação de cientistas de 18 países.
O principal objetivo do estudo era sequenciar todo o DNA do genoma humano. O projeto também tinha como propósito armazenar todas as informações obtidas em bancos de dados acessíveis, a fim de oferecer suporte para pesquisas científicas, médicas e farmacológicas.
Com uma duração prevista de 15 anos, o Projeto Genoma chegou ao fim antecipadamente em abril de 2003. Ao longo de 13 anos, 99% do genoma humano foi sequenciado, com uma precisão de aproximadamente 99,99%.
Entre os resultados alcançados, se destacam:
- O genoma humano possui 3,2 bilhões de nucleotídeos;
- Os genes têm em média 3.000 bases, mas há grandes variações;
- A sequência do genoma humano é 99,9% comum entre as pessoas;
- Cerca de 50% dos genes descobertos têm funções desconhecidas;
- Apenas cerca de 2% do genoma codifica instruções para a síntese das proteínas;
- O genoma humano possui mais sequências repetidas (50%) do que espécies como Arabdopsis thaliana (11%), o verme C. elegans (7%), e Drosophila (3%);
- Mais do que 40% das proteínas humanas preditas possuem similaridade com as proteínas de moscas e de vermes;
- O cromossomo 1 dos humanos tem o maior número de genes (3.168) e o cromossomo Y, o menor (344);
- Algumas sequências gênicas específicas foram associadas com numerosas doenças como câncer de mama, surdez e cegueira.