Introdução e conceitos básicos
CARBOIDRATOS (ou carboidratos): são açúcares; eles são compostos terciários (consistindo de apenas três elementos: carbono, hidrogênio e oxigênio). Eles representam uma reserva de energia e são o ponto de partida para a produção de outros compostos orgânicos.
LIPÍDEOS: são comumente chamados de gorduras e também são substâncias de reserva e são constituintes das estruturas celulares.
PROTEÍNAS: são compostos de aminoácidos; eles contribuem para a construção de estruturas de vários organismos, hemoglobina, enzimas, hormônios (regulam a coordenação harmoniosa entre as diferentes funções dos organismos), anticorpos.
ÁCIDOS NUCLEICOS: são formados a partir de uma base nitrogenada (citosina, tímida, uracila, adenina e guanina), a partir de um açúcar e de grupos fosfato.
A CÉLULA: a membrana celular tem uma espessura de 6-7 × 10 -10m; o diâmetro de uma célula é de cerca de 15 mm enquanto que o do núcleo é de cerca de 5 mm.
Os elementos característicos de uma célula são:
- Membrana Perinuclear : delimita o núcleo;
- Nucléolo : é uma parte especializada do núcleo;
- Mitocôndria : é o "centro de energia" da célula;
- Peroxissomos : organismos especializados em reações de oxidação (H2O2 livre) e são negros porque contêm muito ferro;
- Ribossomos : estão contidos no retículo endoplasmático e sintetizam proteínas;
- Retículo endoplasmático : é áspero se contiver ribossomos e liso se não os contiver. Apresenta um espaço interno (lúmen) no qual as proteínas sintetizadas se acumulam;
- Aparelho de Golgi : consiste em sistemas de formação de bolhas. As proteínas, através deste aparelho, chegam ao seu destino sem erros.
Imagem tirada de www.progettogea.com
Uma célula filha é sempre a mesma que uma célula mãe.
O genoma humano é o conjunto da herança genética de um indivíduo e formado por 46 cromossomos (vinte e três casais) em média, consistindo de setenta milhões de pares de bases, de modo que todo o genoma contém (46 × 70.000.000) 3 × 109 pares de bases e cada par contribui para o comprimento de cerca de 6-7 × 10-10 m.
Se o DNA de cada cromossomo é desenrolado e as quarenta e seis moléculas contidas no núcleo de uma célula somática estão alinhadas, chegamos a um comprimento de 2 m (cada cromossomo tem cerca de quatro centímetros de comprimento). Considerando, então, que um homem tem 10000 milhões de células, o DNA total chega a 20000 milhões de km (a distância entre o sol e a lua é de 200 milhões de quilômetros).
Um único cromossomo é uma macromolécula com um diâmetro de cerca de 2 × 10-9 me contém uma molécula de DNA; o gene é uma porção do DNA (isto é, uma porção de um cromossomo) que contém informação completa e específica para uma certa propriedade. Hoje conhecemos todo o genoma humano, isto é, conhecemos a completa sucessão das bases no DNA, mas apenas poucas partes do DNA receberam uma "identidade": é necessário estabelecer qual parte do DNA corresponde a uma certa propriedade.
Existem cerca de trinta mil genes, mas um gene pode ser expresso de diferentes maneiras, então este é um dado indicativo.
EXPRESSÃO: a informação contida em um gene leva à obtenção de um produto final (síntese proteica).
TRANSCRIÇÃO: conversão da informação contida em um gene, em uma cadeia de RNA mensageiro por um sistema enzimático; o RNA mensageiro, do núcleo, passa para o citoplasma no qual os ribossomos estão contidos.
TRADUÇÃO: ribossomos sintetizam a proteína que é o produto da expressão genética.
CODIFICAÇÃO: significa traduzir a mensagem.
Um sistema enzimático, então, através do processo de transcrição, converte a informação transportada por um gene em uma cadeia de RNA mensageiro e inicia a tradução.
Replicar DNA significa copiar a parte do DNA que é de interesse para o RNA mensageiro.
As duas principais diferenças entre DNA e RNA:
- No RNA como açúcar há ribose, enquanto no DNA, desoxirribose;
- No DNA, as bases nitrogenadas são: adenina, guanina, timina e citosina; enquanto no uracilo de RNA toma o lugar da timina.
Os genes geralmente contêm um ou mais segmentos de DNA dentro deles, que não codificam a proteína; esses fragmentos são chamados de introns, enquanto os segmentos de codificação são chamados de exons .
Os exons representam a porção do gene que pode ser expressa enquanto os introns não são expressos.
Sob certas condições, o gene é expresso sem introns, mas sob outras condições, os introns podem ser transformados em exons e, portanto, expressos (isto é, eles podem codificar para a proteína).
Dependendo dos vários introns expressos, existem diferentes produtos protéicos: um gene, portanto, pode ser expresso de diferentes maneiras.
Existe uma similaridade funcional entre os vários produtos do mesmo gene; eles têm, no entanto, uma estrutura diferente e, por essa razão, são usados em lugares diferentes.
A informação genética contida em cada célula de um organismo é a mesma. Por exemplo, o DNA de uma célula hepática (hepatócito) e o DNA contido em uma célula muscular (miócito) é o mesmo; diferenciar um hepatócito de um miócito é a expressão diferente dos genes contidos no DNA. Em geral, em uma célula alguns genes são expressos e em outra célula, colocados em outra parte do organismo, outros são expressos.
