Todos os organismos vivos possuem DNA em suas células. De fato, todas as células de um organismo multicelular possuem DNA. Porém, o DNA é mais do que um complexo conjunto de moléculas com estruturas e funções específicas que existe em todos os organismos vivos – ele também é a unidade primária da hereditariedade em todos os tipos de organismos. Em outras palavras, sempre que um organismo se reproduz, uma parte de seu DNA é passada para os seus descendentes.
Essa transmissão de toda ou parte do DNA de um organismo para a próxima geração, contribui para com a continuidade da diversidade genética da espécie ao longo das gerações, de tal forma que essas variações contribuem com a diversidade de organismos vivos no planeta.
Mas, o que é, exatamente, o DNA? Porque elementos pequenos podem constituir uma molécula complexa, como estes elementos estão organizados e como as informações são extraídas deles? Existe uma resposta para cada uma destas perguntas, para isso devemos entender o processo da descoberta do DNA.
DNA É UMA ESTRUTURA QUE CODIFICA INFORMAÇÕES BIOLÓGICAS
O que um humano, uma rosa e uma bactéria tem em comum? Cada um destes possui algo em comum com todos os outros organismos da terra – eles possuem uma estrutura de moléculas que codifica as suas vidas – o DNA.
O DNA é responsável por codificar as informações individuais de cada organismos que existe na terra, e, como vimos, parte dele é herdada dos progenitores (pais), e, ao longo das gerações e trocas de DNA, é possível haver uma maior variabilidade genética e consequentemente mais espécies podem surgir ao longo do tempo.
O DNA codifica informações diversas, como a cor dos olhos de um humano, o tamanho dos espinhos de uma rosa, ou a maneira como uma bactéria é capaz de infectar outro organismo.
Exemplo de DNA numa célula eucariótica.
Na maioria das células dos organismos, o DNA se localiza numa organela muito importante, o núcleo. Quando o DNA é organizado em um núcleo, as células são chamadas de Eucariontes, porém, quando o DNA fica disperso no citoplasma das células, estas são chamadas de Procariontes.
QUAIS SÃO OS COMPONENTES DO DNA?
QUAIS SÃO OS COMPONENTES DO DNA?
O DNA codifica as informações através das suas moléculas chamadas de bases nitrogenadas que estão ligadas a uma molécula de açúcar (desoxirribose ou OH) + Fosfato. Juntas, elas formam nucleotídeos.
As bases nitrogenadas são compostas por: Adenina, Guanina, Citosina e Timina (A,G, C e T) e a molécula de açúcar (desoxirribose ou OH) é ligada a uma molécula de Fosfato (P), como é mostrado no exemplo abaixo:
O DNA é formado por duas fitas de bases nitrogenadas + açúcar/fosfato, originando uma estrutura de dupla-hélice. O que mantém as duas fitas ligadas, são as pontes de hidrogênio que liga uma base nitrogenada a outra correspondente. No caso, Adenina se liga a Timina e vice-versa, e Guanina se liga a Citosina e vice-versa.
COMO O DNA É ORGANIZADO NAS CÉLULAS?
Como você pôde ver anteriormente, o DNA pode estar disposto em um núcleo, numa célula eucariótica, ou simplesmente disperso no citoplasma, nas células procarióticas. Na primeira figura, do DNA numa célula eucariótica, o DNA vai literalmente se enrolando até originar os cromossomos.
O DNA se enrola nas cromatinas. Estas por sua vez, se enrolam sobre si mesmas, formando as histonas, até formarem um complexo gigante de polinucleotídeos, ou seja, um conjunto enorme de vários nucleotídeos (bases nitrogenadas + açúcar e fosfato + pontes de hidrogênio), que recebe o nome de cromossomos.
COMO O DNA É PRODUZIDO?
O DNA é produzido de modo muito interessante, no sentido 3′ –> 5′ (três linha –> cinco linha). A produção do DNA inicia em um organismo vivo, à partir do momento em que o espermatozoide fecunda um óvulo. Nesse momento, todas as informações do futuro organismo vivo, serão criadas por meio da combinação de parte do material genético da mãe com a parte do pai.
Mas o que é o sentido 3′ – 5′?
Simples! Á partir de um nucleotídeo, o outro nucleotídeo que se ligar, vai se ligar por meio do 3º carbono livre na molécula de açúcar (OH) do nucleotídeo primário. Numa fita, só ocorrem ligações nesse sentido. Na outra fita, a adição de novos nucleotídeos vai ocorrer no 5º carbono livre da molécula de açúcar dos nucleotídeos. Por este fato é que temos o sentido 3′ – 5′.
Esta variação no sentido de adição de nucleotídeos entre as fitas, se dá por conta da seleção natural. Isso porque, nesse sentido de adição, há um aumento da variabilidade genética entre os indivíduos de uma mesma espécie, fazendo com que os indivíduos não se tenham as mesmas informações genéticas, pois senão, seriam clones uns dos outros. Numa população com muitas semelhanças genéticas, se um indivíduo for afetado gravemente por alguma doença e morrer, com certeza os outros indivíduos terão as mesmas probabilidades de mortes, pois são muito semelhantes.
COMO O DNA CODIFICA AS INFORMAÇÕES?
Dentre os cromossomos, existem várias regiões específicas que possuem conjuntos de pares de bases nitrogenadas que são responsáveis por determinadas funções. Estas regiões com nucleotídeos com funções específicas são chamadas de genes. São os genes que codificam as informações e estruturam os organismos.
Por isso que o DNA é algo comum a todos os tipos de organismos vivos. Sem ele, não há como um organismo ser estruturado e possuir suas peculiaridades fenotípicas e genéticas. Os genes, por meio do DNA, participam da produção de um organismo todo, e por isso algumas mutações em genes específicos, podem causam diversas má-formações, como no caso da síndrome de Down, que é uma trissomia do cromossomo 21.
Nós possuímos 46 pares de cromossomos em cada uma de nossas células somáticas, ou seja, em todas as células de nosso corpo, exceto as células germinativas, que possuem somente 23 cromossomos. Lembra-se que metade de nosso material genético (DNA) é herdado por parte do pai e parte da mãe? Pois bem, é exatamente por isso! Porque o espermatozoide tem 23 cromossomos e o óvulo também. Nessa mistura de DNA, organismos surgem. [Fonte: Nature Education]
As bases nitrogenadas são compostas por: Adenina, Guanina, Citosina e Timina (A,G, C e T) e a molécula de açúcar (desoxirribose ou OH) é ligada a uma molécula de Fosfato (P), como é mostrado no exemplo abaixo:
O DNA é formado por duas fitas de bases nitrogenadas + açúcar/fosfato, originando uma estrutura de dupla-hélice. O que mantém as duas fitas ligadas, são as pontes de hidrogênio que liga uma base nitrogenada a outra correspondente. No caso, Adenina se liga a Timina e vice-versa, e Guanina se liga a Citosina e vice-versa.
COMO O DNA É ORGANIZADO NAS CÉLULAS?
Como você pôde ver anteriormente, o DNA pode estar disposto em um núcleo, numa célula eucariótica, ou simplesmente disperso no citoplasma, nas células procarióticas. Na primeira figura, do DNA numa célula eucariótica, o DNA vai literalmente se enrolando até originar os cromossomos.
O DNA se enrola nas cromatinas. Estas por sua vez, se enrolam sobre si mesmas, formando as histonas, até formarem um complexo gigante de polinucleotídeos, ou seja, um conjunto enorme de vários nucleotídeos (bases nitrogenadas + açúcar e fosfato + pontes de hidrogênio), que recebe o nome de cromossomos.
COMO O DNA É PRODUZIDO?
O DNA é produzido de modo muito interessante, no sentido 3′ –> 5′ (três linha –> cinco linha). A produção do DNA inicia em um organismo vivo, à partir do momento em que o espermatozoide fecunda um óvulo. Nesse momento, todas as informações do futuro organismo vivo, serão criadas por meio da combinação de parte do material genético da mãe com a parte do pai.
Mas o que é o sentido 3′ – 5′?
Simples! Á partir de um nucleotídeo, o outro nucleotídeo que se ligar, vai se ligar por meio do 3º carbono livre na molécula de açúcar (OH) do nucleotídeo primário. Numa fita, só ocorrem ligações nesse sentido. Na outra fita, a adição de novos nucleotídeos vai ocorrer no 5º carbono livre da molécula de açúcar dos nucleotídeos. Por este fato é que temos o sentido 3′ – 5′.
Esta variação no sentido de adição de nucleotídeos entre as fitas, se dá por conta da seleção natural. Isso porque, nesse sentido de adição, há um aumento da variabilidade genética entre os indivíduos de uma mesma espécie, fazendo com que os indivíduos não se tenham as mesmas informações genéticas, pois senão, seriam clones uns dos outros. Numa população com muitas semelhanças genéticas, se um indivíduo for afetado gravemente por alguma doença e morrer, com certeza os outros indivíduos terão as mesmas probabilidades de mortes, pois são muito semelhantes.
COMO O DNA CODIFICA AS INFORMAÇÕES?
Dentre os cromossomos, existem várias regiões específicas que possuem conjuntos de pares de bases nitrogenadas que são responsáveis por determinadas funções. Estas regiões com nucleotídeos com funções específicas são chamadas de genes. São os genes que codificam as informações e estruturam os organismos.
Por isso que o DNA é algo comum a todos os tipos de organismos vivos. Sem ele, não há como um organismo ser estruturado e possuir suas peculiaridades fenotípicas e genéticas. Os genes, por meio do DNA, participam da produção de um organismo todo, e por isso algumas mutações em genes específicos, podem causam diversas má-formações, como no caso da síndrome de Down, que é uma trissomia do cromossomo 21.
Nós possuímos 46 pares de cromossomos em cada uma de nossas células somáticas, ou seja, em todas as células de nosso corpo, exceto as células germinativas, que possuem somente 23 cromossomos. Lembra-se que metade de nosso material genético (DNA) é herdado por parte do pai e parte da mãe? Pois bem, é exatamente por isso! Porque o espermatozoide tem 23 cromossomos e o óvulo também. Nessa mistura de DNA, organismos surgem. [Fonte: Nature Education]
http://www.euquerobiologia.com.br/2014/04/o-que-e-dna.html
Veja um vídeo sobre a replicação do DNA:
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