Genes e DNA

Um conjunto de cromossomos humanos contém cerca de 3 bilhões de pares de bases de DNA; cerca de 1 por cento da sequência codifica proteínas.

Instruções transmitidas de pais para filhos

É comum os filhos terem a cor dos olhos de um dos pais ou o formato do nariz de um dos avós. Algo precisa transportar essas informações entre gerações e ser copiado a cada divisão celular. Esse material é o ácido desoxirribonucleico, ou DNA. O NHGRI, instituto de pesquisa do genoma dos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA, descreve o DNA como a molécula que contém as instruções biológicas que tornam cada espécie única. Essas instruções passam dos adultos para seus descendentes durante a reprodução.

Em plantas, animais e fungos (os eucariontes), a maior parte do DNA fica no núcleo de cada célula. Uma célula é minúscula e abriga muitas moléculas longas de DNA. Por isso, cada molécula fica compactada em uma estrutura chamada cromossomo. O DNA do núcleo é o genoma nuclear; o genoma completo também inclui DNA fora do núcleo. Há também um pouco de DNA nas mitocôndrias, as partes da célula que liberam energia. Esse DNA é herdado apenas da mãe, pois só o óvulo mantém suas mitocôndrias na fecundação.

Quatro letras em uma cadeia de açúcar e fosfato

O DNA é uma cadeia de unidades chamadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo tem três partes: um grupo fosfato, um açúcar chamado desoxirribose e uma de quatro bases nitrogenadas. As bases são adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). Açúcares e fosfatos se alternam para formar a longa estrutura de sustentação, de onde as bases saem como dentes de um pente. A ordem das bases ao longo da cadeia, chamada sequência, é a informação. No modelo 3D, as esferas bege são açúcares, as laranjas são fosfatos e as placas coloridas são bases.

Segundo o NHGRI, um conjunto de cromossomos humanos contém cerca de 3 bilhões de pares de bases e cerca de 20 000 genes codificadores de proteínas em 23 cromossomos. Um gene é um trecho de DNA com instruções para uma proteína ou um RNA funcional. As regiões codificadoras de proteínas representam cerca de 1 por cento da sequência de DNA. Algumas regiões não codificadoras ajudam a determinar quando, onde e em que quantidade cada proteína é produzida.

Do gene à proteína em duas etapas

As proteínas fazem a maior parte do trabalho no corpo: formam cabelos e músculos, transportam oxigênio e aceleram reações químicas. A célula transforma um gene em proteína em duas etapas. Primeiro, na transcrição, uma enzima lê uma fita do DNA e constrói uma molécula correspondente de RNA mensageiro (mRNA). O RNA usa a base uracila (U) no lugar da timina do DNA. Depois, na tradução, a maquinaria celular que produz proteínas lê o mRNA de três em três bases. Cada grupo de três, chamado códon, corresponde a um dos 20 tipos de aminoácidos ou a uma indicação de parada. Os aminoácidos são unidos nessa ordem para formar a proteína.

Você pode calcular por que são necessárias três letras. Com duas bases por códon, haveria apenas 4 × 4 = 16 combinações, poucas demais para 20 aminoácidos. Com três, há 4 × 4 × 4 = 64, mais que o suficiente. Por isso, vários códons costumam corresponder ao mesmo aminoácido. O modelo desta página começa com ATG, o códon de início que corresponde à metionina. No menu Vista, escolha Transcrição e pressione Reproduzir para observar uma cópia de mRNA crescer ao longo do gene.