O impossível - 1ª Parte

DNA e RNA[1]

Hoje quero falar de algo complexo, muito complexo. Meu objetivo é dar um ponto de vista filosófico sobre algo que faz parte da ciência. Mas tal não é possível se não houver um conhecimento do objeto que me propus a analisar. Gastei um tempo considerável estudando e analisando minuciosamente o tópico em questão e apresento aqui minhas idéias e conclusões.

O DNA pode ser descrito como um código no qual estão armazenadas as informações que possibilitam o completo funcionamento das moléculas, dos sistemas e finalmente, da vida. Descrito assim, parece até simples entendê-lo e vê-lo em ação. Mas de fato isso não corresponde na plenitude ao que nos é informado pelos cientistas.

Além de conter as informações necessárias à produção de proteínas (sempre necessárias para manter as células e para facilitar as reações químicas em seu interior), o DNA transmite as informações genéticas que ele armazena à próxima geração de células, de tal forma que desde uma simples célula até um 'sistema completo' (o ser humano) possam ser ‘construídos’ a partir dessas informações.

A ‘escada de cordas contorcida’ (aparência do DNA) ou espiral dupla (ou dupla hélice) consiste num grande e enorme número de partes menores chamadas nucleotídeos. Os nucleotídeos são formados por açúcar (no caso do DNA, pentose), fosfato e a base nitrogenada. No DNA as bases nitrogenadas são: adenina (A), guanina (G), citosina (C), e timina (T)[2]. Com esses quatro integrantes básicos do código (AGCT), podem ser feitas composições e combinações seqüenciais, de tal forma que sua disposição forma uma espécie de ‘planta’ do que será ‘construído’.

A ‘escada de cordas’ possui milhares de genes (as informações expostas pelas quatro ‘letras’ do código), que formam o ‘mapa’ da hereditariedade. Vale destacar que no DNA, o comprimento de cada filamento é seiscentas mil vezes maior do que sua largura. Se pudéssemos desenrolar todos os filamentos de DNA de um único ser humano, teríamos em comprimento oito mil vezes a distância da Terra à Lua.

O RNA entra em cena
O código genético, na forma de unidades conhecidas como genes, está no DNA, no núcleo das células. Como já vimos, a informação contida no DNA, o código genético, está registrada na seqüência de suas bases na cadeia. A seqüência indica uma outra seqüência, a de aminoácidos, substâncias que constituem as proteínas.

Ora, o que será ‘produzido’ ou ‘construído’ está ‘fora’ do DNA. O DNA não trabalha sozinho, ele tem a ‘ajuda’ do RNA, um outro ácido nucleico que comanda a síntese de proteínas.

No início do trabalho para o novo ‘projeto’, o RNA-polimerase[3] desloca-se ao longo da molécula de DNA, abrindo-a como um ‘zíper’ - uma seção da ‘escada’ ou ‘espiral’ se abre - permitindo que as moléculas de RNA que se encontram soltas no núcleo da célula juntem-se e se emparelhem ao longo da cadeia aberta de DNA (onde agora estão expostas as bases nitrogenadas: A, C, G e T). Isso permite que as ‘letras’ do RNA se acoplem às do DNA que ficam expostas. Após uma enzima passar entre elas, o ‘código’ é copiado em um novo RNA (o RNA mensageiro). Essa combinação se dá através dos códons, que é a combinação das bases do DNA com o RNA: a adenina só se liga à timina; a citosina só se liga à guanina. O DNA não possui (Uracila), ao passo que o RNA não possui T (Timina).

Nesse processo é feita uma transcrição exata do DNA. Essa cópia denomina-se RNA mensageiro[4].

Fabricando Proteínas

Já a ‘fábrica’ de proteínas fica ‘fora’ do DNA, no citoplasma celular em estruturas específicas, os ribossomos, para onde se dirige o RNA mensageiro. Na transcrição, apenas os genes relacionados à proteína que serão produzidos são copiados na forma de RNA mensageiro.

Começa então um processo chamado tradução: é quando o RNA forma as novas proteínas. Chegando ao ‘local’ de produção (ribossomos), as letras do RNA são decodificadas. O ribossomo ‘lê’ a mensagem do RNA e, de acordo com a seqüência especifica de bases no códon, ele reúne uma serie de aminoácidos provenientes das reservas que flutuam soltas pela célula. Essa ação cria, da ‘estaca zero’, uma proteína especifica ‘escrita’ na linguagem codificada originalmente pela seqüência de bases de três letras existente no DNA que permaneceu no núcleo da célula. Enquanto a ‘sentença de RNA é ‘decodificada’, ou seja, lida e traduzida, outro RNA procura os ‘tijolos’ para a construção[5]. Esse RNA, com a ajuda de uma enzima ‘pega’ o aminoácido necessário e leva-o para o ‘setor de produção’ e assim sucessivamente enquanto a crescente cadeia de aminoácidos aumenta mais e mais[6].

Cada uma dessas novas proteínas reflete uma pequena porção dos longos filamentos de DNA que contêm todos os códigos de três letras para as milhares de proteínas diferentes. Cada conjunto de três ‘letras’ do RNA forma um conjunto específico[7].

Essa cadeia de aminoácidos ‘enrosca-se’ e ‘entrelaça-se’ formando um ‘tipo’ preciso de proteína. Sabe-se que existem em torno de cinqüenta mil tipos de proteínas em nosso organismo.

Trabalho intrincado e contínuo

Da mesma forma, passo a passo, cada proteína formada em nosso corpo é produzida dessa maneira. Agora, enquanto você lê, milhares de ribossomos em cada célula de seu corpo estão efetuando milhões de reações que estão fazendo os aminoácidos relacionados uniram-se formando cerca de duas mil novas moléculas de proteína a cada segundo.

Parece incrível, mas o trabalho realizado pelo DNA e RNA no armazenamento da informação e produção das proteínas, passo a passo, aminoácido por aminoácido, garantindo, no momento correto, a produção daquela proteína especial, com o número de aminoácidos correto, na seqüência adequada (a seqüência dos aminoácidos garante que a proteína tenha uma certa forma, o que permitirá que ela exerça uma função específica), e em um ritmo de produção estonteante, é apenas um dos muitos processos complexos que ocorre em nosso organismo.

Os cromossomos

Dentro da célula, o DNA é organizado numa estrutura chamada ‘cromossomo’. Um conjunto de cromossomo de uma célula, por sua vez, forma o que se chama de ‘cariótipo’.

Antes da divisão celular os cromossomos são duplicados através de um processo chamado ‘Replicação do DNA’. Os organismos eucariontes têm o seu DNA dentro do núcleo enquanto que as bactérias o tem disperso no citoplasma.

Todos os cem mil genes humanos estão configurados nos quarenta e seis cromossomos humanos que se localizam em cada núcleo de cada célula, organizados aos pares. Os cromossomos, pode-se dizer, são estruturas que carregam os genes. Ao todo, são vinte e três pares, sendo que um deles está ligado ao sexo (a mulher é XX, o homem é XY).

Então, o que nós chamamos de genes são os segmentos do DNA. Eles influenciam no funcionamento e no desenvolvimento dos órgãos e são responsáveis por determinar a produção de proteínas, que controlarão uma determinada característica humana, como a cor dos olhos, dos cabelos ou a altura, ou ainda detalhes como a espessura dos vasos sanguíneos, por exemplo.

O DNA é responsável pela transmissão de todas as características hereditárias de cada espécie dos seres vivos (‘todos’).

Uau!!! Viu a complexidade?!?

Referências:
[1] Também são conhecidos em português pelas siglas ADN e ARN (ácido desoxirribonucléico e ácido ribonucléico).
[2] Essas cadeias são constituídas por um açúcar (desoxirribose), um grupo fosfato e uma base nitrogenada (T timina, A adenina, C citosina e G guanina).
[3] A RNA-polimerase é a enzima especifica capaz de dividir o DNA no meio dos ‘degraus’. Em outras palavras, ela “abre o zíper” das bases bem no meio – em suas ligações de hidrogênio – e transforma a hélice dupla em duas hélices simples com “meios degraus” expostos, rompendo as ligações entre os dois filamentos que unem A com T e C com G.
[4] O ácido ribonucléico (RNA) é uma molécula também formada por um açúcar (ribose), um grupo fosfato e uma base nitrogenada (U uracila, A adenina, C citosina ou G guanina). Um grupo reunindo um açúcar, um fosfato e uma base que é um ‘nucleotídeo’.
[5] Existem três tipos de RNA. O RNA ribossômico associado a proteínas entra na constituição dos ribossomos, organóides celulares onde os aminoácidos se encadeiam para formar proteínas. O RNA mensageiro recebe do DNA, codificada, a seqüência de aminoácidos transmitindo-a para os ribossomos. Finalmente, o RNA transportador transfere os aminoácidos do hialoplasma para os ribossomos que os encadeiam.
[6] Embora existam apenas vinte variedades de aminoácidos, longas repetições de seqüências múltiplas permitem dezenas de milhares de combinações de aminoácidos para formar uma grande variedade de proteínas. De fato, existem cerca de 50 mil tipos de diferentes de proteínas em nosso corpo. Os mesmos vinte aminoácidos em 50 mil combinações diferentes estão ligados aos outros em longas cadeias dobradas sobre si mesmas.
[7] Cada grupo de três bases (ACC, GAG, CGU etc.) é chamado códon e é específico para um tipo de aminoácido.