A genética é uma importante área da biologia e, para entendê-la melhor, é fundamental conhecer os conceitos, funções, aplicações e diferenças entre DNA e RNA, dois ácidos nucleicos essenciais para a criação e reprodução da vida.
O que é DNA?
O DNA (ácido desoxirribonucleico) é o material genômico das células, ou seja, ele contém as informações genéticas usadas no desenvolvimento e funcionamento de todos os organismos vivos conhecidos. O DNA, juntamente com o RNA e as proteínas, é uma das três principais macromoléculas essenciais para a vida.
A maior parte do DNA está localizada no núcleo, embora uma pequena quantidade possa ser encontrada nas mitocôndrias (DNA mitocondrial). Dentro do núcleo das células eucarióticas, o DNA é organizado em estruturas chamadas cromossomos. Já o conjunto completo de cromossomos em uma célula compõe seu genoma. O genoma humano possui aproximadamente 3 bilhões de pares de bases de DNA, organizados em 46 cromossomos. A informação transportada pelo DNA é mantida na sequência de pedaços de DNA, chamados genes.
Estrutura do DNA
A molécula de DNA é composta por três substâncias químicas: as bases nitrogenadas, chamadas Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G); a pentose, que é um açúcar que possui moléculas formadas por cinco átomos de carbono; e o fosfato, um radical de ácido fosfórico.
Os dois filamentos que constituem o DNA enrolam-se um sobre o outro, unindo-se através de pontes de hidrogênio, que se formam entre as quatro bases nitrogenadas dos nucleotídeos. As bases nitrogenadas possuem um ou dois anéis, que apresentam átomos de nitrogênio, e estão classificadas em dois grupos: as pirimidinas e purinas.
As pirimidinas possuem somente um anel de seis átomos, sendo ele composto de carbono e nitrogênio. Enquanto isso, as purinas possuem dois anéis: um anel de seis átomos fusionados a um anel com cinto átomos. Citosina © e timina (T) são pirimidinas, enquanto a adenina (A) e a guanina (G) são purinas. As pontes de hidrogênio são formadas entre os pares de bases: A-T e C-G, ou seja, Adenina com Timina e Citosina com Guanina.
Funções do DNA
Como dissemos anteriormente, O DNA é extremamente importante para os seres vivos, pois armazena e transmite as informações genéticas.
O DNA também funciona como molde para a síntese da molécula de RNA. O DNA, portanto, é crucial para a síntese de proteínas, uma vez que contém as informações que comandam a síntese de RNA e o RNA, por sua vez, coordena a produção desses polipeptídeos.
O que é RNA?
Assim como o DNA, o RNA é um ácido nucleico, no caso, ácido ribonucleico. Essa molécula é crucial na síntese de proteínas, já que ela funciona como uma mediadora capaz de expressar as informações presentes no DNA. A molécula de RNA é formada a partir da molécula de DNA, no processo chamado de transcrição, que ainda veremos de forma mais detalhada.
Estrutura do RNA
O RNA é composto por uma cadeia de nucleotídeos. Cada um dos nucleotídeos, por sua vez, é formado por um grupo fosfato, um açúcar e uma base nitrogenada. No RNA, o açúcar é a ribose, e as bases nitrogenadas são a adenina, guanina, citosina e uracila. Assim como no DNA, os nucleotídeos estão ligados entre si por ligações fosfodiéster, ou seja, pontes de fosfato .
No entanto, é preciso ressaltar as diferenças entre RNA e o DNA. O açúcar encontrado no DNA é a desoxirribose, já no RNA, como você viu acima, é a ribose. Outra diferença importante é o fato de que o DNA é composto por uma dupla fita, enquanto o RNA é formado por uma fita única. Além disso, a Uracila só aparece no RNA.
Tipos de RNA
São três, os tipos de RNAs:
RNA mensageiro (RNAm)
O RNA mensageiro é responsável por codificar as proteínas, pois carrega as informações do DNA. Simplificadamente, é o RNAm que é traduzido no processo de formação das proteínas.
RNA transportador (RNAt)
Também chamado de RNA de transferência,o RNA transportador é o responsável por levar os aminoácidos que formarão a nova proteína. O RNAt identifica a sequência de três nucleotídeos que codificam um aminoácido (códon) e garante que o aminoácido correspondente àquela informação seja adicionado à cadeia em formação.
RNA ribossomal (RNAr)
O RNA ribossomal forma os ribossomos, que são os locais onde ocorrem a síntese de proteínas. Além disso, cerca de 80% do RNA presente na célula é desse tipo.
Replicação e transcrição do DNA
A divisão celular é essencial para que as células se multipliquem e os organismos cresçam. A replicação do DNA deve ocorrer para transmitir fielmente o material genético para as células descendentes.
Para que o processo de replicação aconteça, o DNA desenrola-se parcialmente, dessa forma, é iniciada a síntese de uma nova fita, a partir da fita de DNA já existente. Esse processo é considerado semi conservativo, afinal o novo DNA formado apresenta uma fita do DNA original, mas também uma nova.
Passando ao processo de transcrição, o DNA é usado para a formação de uma molécula de RNA. Nessa ação, o DNA abre-se em um ponto, e uma das fitas é usada como molde para a síntese de RNA. À medida que o RNA é transcrito, o DNA vai se fechado novamente.
Transcrição do DNA para RNA
Agora vamos entender melhor como ocorre a transcrição do DNA para RNA.
Reconhecimento da fita molde de DNA
Primeiramente, o DNA e as polimerases do RNA (enzimas catalisadoras da reação) estão livres na célula e podem se encontrar ao acaso, porém a transcrição só tem início quando a enzima encontra e liga-se a fita molde de DNA. Quando isso acontece, a dupla-hélice é desenrolada e as fitas são separadas.
Início da transcrição
Em seguida, a polimerase ligada à fita inicia o processo de transcrição, adicionando os primeiro nove nucleotídeos da seqüência de RNA. Essa fase é chamada de fase de iniciação.
Elongação
Logo após a produção de aproximadamente nove nucleotídeos, a polimerase do RNA passa a se deslocar pela molécula de DNA, desenrolando sua hélice e produzindo uma molécula de RNA, cada vez mais alongada. O DNA já transcrito volta a ser enrolado, quase que imediatamente, recompondo a sua dupla-hélice. Esse processo é chamado de fase de elongação.
Término
Quando a polimerase do RNA encontra a seqüência de terminalização, o RNA para de ser transcrito. A partir desse momento, nenhuma outra base nitrogenada é incorporada ao RNA. A seqüência de DNA que contém os genes sinalizadores do término é chamada de região terminalizadora.
