Molécula que carrega as informações genéticas
O ácido desoxirribonucleico (DNA) é uma molécula que abriga todas as informações genéticas dos seres vivos e alguns tipos de vírus. Ela é composta por nucleotídeos e normalmente apresenta a forma de uma dupla-hélice (espiral).
Nos eucariontes, o DNA é encontrado no núcleo da célula, nas mitocôndrias e nos cloroplastos. Já nos procariontes, o DNA está localizado em uma área celular irregular chamada de nucleoide.
Essa molécula foi descoberta em 1953 por Friedrich Miescher. Desde então, as ciências e, consequentemente, toda a sociedade passaram por uma grande transformação. Entre os avanços, mães solteiras ganharam o direito de terem seus filhos registrados pelos pais com apoio da justiça.
Conceitos relacionados
Genoma, genes e cromossomos. Você sabe como esses conceitos estão relacionados? Todos eles estão no rol de estudos da genética, área da biologia que estuda a hereditariedade.
Visualização do DNA dentro da célula. (Foto: Pixabay)
As células animal e vegetal apresentam algumas diferenças. Contudo todos os organismos vivos são mantidos pela ações dos genes, que são considerados a parte funcional do DNA, pois carregam toda a informação genética.
Os conjuntos de genes formam os cromossomos. Em humanos, por exemplo, existem 46 cromossomos (23 da mãe e 23 do pai), sendo que um par deles são caracterizados como sexuais e determinam o sexo do indivíduo. As mulheres possuem o par XX e os homens XY.
Já o genoma corresponde a todas as informações hereditárias que podem ser passadas de uma geração para a outra. Tais informações estão organizadas no DNA em sequências codificadas. Quando se diz que um genoma foi sequenciado significa que foi determinada a ordem que genes estão dispostos no genoma.
Estrutura do DNA
O DNA tem um formato de dupla hélice (filamentos), composto por vários nucleotídeos que estão ligados uns aos outros por pontes de hidrogênio. Os nucleotídeos são polímeros constituídos por três substâncias químicas:
• Uma molécula de açúcar com cinco carbonos (pentose);
• Um fosfato (ácido fosfórico);
• Uma base nitrogenada que pode ser adenina (A), guanina (G), citosina (C) e a timina (T).
As pontes de hidrogênio são formadas entre os pares de base, de modo que o emparelhamento seja sempre igual: A-T, C-G ou vice-versa (T-A e G-C). A adenina e a timina estão unidas por duas ligações, enquanto a guanina e a citosina ocorrem três ligações.
Os filamentos do DNA enrolam-se um sobre o outro e se combinam. Se uma fita possui a sequência AATGCTCC a outra terá TTACGAGG. Deste modo, a quantidade de adenina e timina sempre são as mesmas, assim como as de guanina e citosina.
Projeto Genoma Humano
Existem mais de 3 bilhões de combinações de sequência em cada célula, essa variedade possibilita as diferenças genéticas entre os seres vivos. Compreender essa sequência foi uma dos objetivos do Projeto Genoma Humano (PGH).
O PGH foi uma pesquisa científica realiza por iniciativa do Departamento de Energia dos Estados Unidos da América e que contou com a colaboração de cientistas de 18 países. Com início em 1990 e previsão de término em 2015, o objetivo principal do projeto era sequenciar todo o DNA do genoma humano.
Além de determinar a sequência dos cerca de 3,2 bilhões de pares de bases que compõem o genoma do Homo sapiens, o PGH também tinha o propósito de armazenar todas as informação obtidas em bancos de dados públicos, que poderiam ser utilizadas como suporte para futuras pesquisas.
Com o avanço da tecnologia, o Projeto Genoma chegou ao fim antecipadamente. Em abril de 2003, mais de 99% do genoma humano foi sequenciado, com uma precisão de cerca de 99,99%. Entre os resultados obtidos, podem ser destacados:
• 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;
• Algumas sequências gênicas específicas foram associadas com numerosas doenças como câncer de mama, surdez e cegueira.
Linha do tempo do DNA
1865 - Gregor Mendel desenvolveu estudos com ervilhas sobre a hereditariedade, o trabalho ficou conhecido como as Leis de Mendel;
1869 - Friedrich Miescher isolou uma substância com alto teor de fósforo, a nucleína, mais tarde denominada de DNA;
1882 - Walter Flemming descobriu estruturas com formato de bastão dentro do núcleo celular, elas foram denominadas de cromossomas;
1909 - Wilhelm Johannsen introduz o termo gene para descrever a unidade mendeliana da hereditariedade;
1949 - Erwin Chargaff descobriu a relação quantitativa entre as bases do DNA: a proporção entre adenina e timina é sempre igual, bem
como entre guanina e citosina;
1952 - Rosalind Franklin obteve imagens de DNA, através da difracção de raios X;
1985 - Alec Jeffreys descreveu pela primeira vez a técnica de identificação por impressão digital;
1997 - Nascimento da ovelha Dolly, primeiro mamífero clonado a partir de uma célula animal;
2000 - Pesquisadores anunciam o rascunho do Projeto Genoma Humano (PGH);
2003 - Conclusão parcial da análise de genomas do PGH;
2017 - Replicação do DNA foi filmada;
2018 – Descoberta uma nova estrutura de DNA diferente da dupla hélice, a chamada i-motif.