ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLÉICO [DNA]
1. Apresentação
Os vírus são formados apenas por um "envelope" de proteínas contendo uma molécula de ácido nucléico (DNA ou RNA) em seu interior. Quando um vírus bacteriófago ataca uma bactéria, apenas o seu material genético penetra na célula hospedeira. O DNA do vírus se incorpora ao cromossomo da bactéria e passa a comandar as atividades dessa célula, que inicia a produção de novos vírus. A bactéria acaba por arrebentar e liberar esses vírus. Outras células bacterianas serão atacadas, reiniciando o mesmo ciclo.
A observação desse evento demonstra que o ácido nucléico do vírus contém todas as informações necessárias para a construção de novos vírus idênticos a ele mesmo. O material genético, portanto, determina a estrutura do vírus e é a sua forma de transmissão de suas características para a nova geração que irá se formar. Essa constatação demonstra o papel do DNA como a base química do material genético.
Nas células eucarióticas, a maior parte do DNA se encontra no núcleo, como constituinte dos cromossomos. Os cromossomos dessas células são formados por DNA associado a proteínas (as histonas). Menor quantidade é encontrada nas mitocôndrias, nos cloroplastos e junto aos centríolos. Células procarióticas, como as bactérias e as cianobactérias, têm cromossomos circulares constituídos exclusivamente por DNA.
2. A Molécula do DNA
O ácido desoxirribonucléico tem as suas moléculas formadas pela união de quatro tipos de nucleotídeos, todos formados por um grupo fosfato, uma molécula de desoxirribose e uma base nitrogenada: adenina, guanina, citosina ou timina. Vamos passar a representar cada um desses nucleotídeos pela inicial de sua base nitrogenada, respectivamente A, G, C e T.
Estudando moléculas de DNA de diferentes origens, o pesquisador Edwin Chargaff encontrou resultados que permitiram a ele estabelecer uma proporção entre os quatro tipos de nucleotídeos. Veja alguns de seus resultados:
Podemos notar, analisando esses valores, que o número de nucleotídeos com adenina é igual ao número de nucleotídeos com timina, e os nucleotídeos com guanina existem na mesma quantidade que os nucleotídeos com citosina.
A = T e C = G
Essas proporções entre os nucleotídeos de DNA são conhecidas como Relações de Chargaff, e foram uma das chaves para a descoberta da estrutura espacial das moléculas de DNA.
Na década de 1940, alguns pesquisadores se dedicavam à tentativa de desvendar a configuração espacial da molécula do DNA. Trabalhando juntos, o americano James D. Watson e o inglês Francis Crick propuseram um modelo para a molécula do DNA. O modelo de Watson e Crick mostra a molécula de DNA como uma escada retorcida (ou "dupla hélice"), formada por dois filamentos paralelos de DNA.
Os corrimãos da escada são formados pela união de fosfatos e pentoses, e os degraus são constituídos por pares de bases emparelhadas (uma de cada filamento). Mantendo as proporções encontradas por Chargaff, Watson e Crick sugeriram que em frente a cada nucleotídeo com adenina deveria haver um nucleotídeo com timina, e em frente a um nucleotídeo com guanina, seria encontrado um nucleotídeo com citosina. Essas bases complementares se mantêm próximas graças ao estabelecimento, entre elas, de pontes de hidrogênio.
Esses pesquisadores concluíram que as duas cadeias paralelas de nucleotídeos permanecem unidas por pontes de hidrogênio que se formam sempre da mesma maneira: adenina com timina, e citosina com guanina. Por exemplo, imaginemos um filamento de DNA com a seguinte seqüência de nucleotídeos:
A T A C G G A T G A T T C G A
No filamento complementar, a seqüência de nucleotídeos será, obrigatoriamente, essa:
T A T G C C T A C T A A G C T
O dois filamentos que formam essa molécula de DNA poderiam ser representados da seguinte forma:
3. A Duplicação das Moléculas de DNA
Uma importante propriedade das moléculas de DNA é a capacidade de duplicação, o que permite a geração de cópias idênticas de si mesmas. A expressão "autoduplicação" não é totalmente correta, uma vez que sem a presença de enzimas e de matéria-prima, uma molécula de DNA não é capaz de se duplicar. Durante a duplicação do DNA, chamada replicação, os dois filamentos complementares que formam uma só molécula de DNA se separam por ruptura das pontes de hidrogênio que mantêm unidas as bases complementares. A enzima DNA-polimerase usa cada filamento da molécula de DNA como molde para a montagem de um novo filamento.
Quando os dois filamentos de nucleotídeos se separam, deixam expostas as suas bases nitrogenadas. Outros nucleotídeos de DNA se aproximam dessas bases expostas, estabelecendo com elas pontes de hidrogênio. Assim sendo, em frente a cada um dos nucleotídeos dos filamentos originais, colocam-se nucleotídeos complementares: em frente a um nucleotídeo com adenina, coloca-se um nucleotídeo com timina, e vice-versa. Em frente a um nucleotídeo com guanina, coloca-se um nucleotídeo com citosina, e vice-versa. Dessa forma, quando o processo se completa, em frente de cada filamento antigo é montado um filamento novo, com os nucleotídeos recém-chegados.
Observe que as duas moléculas novas são idênticas entre si e à molécula original, que serviu de molde para a formação dessas duas moléculas-filhas. Em cada molécula nova de DNA, apenas um filamento é realmente recém-formado. O outro filamento foi preservado da molécula inicial, e serviu de "forma" para a montagem do filamento novo. Por isso, diz-se que a replicação do DNA é semiconservativa.
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