Resultados da aprendizagem
- Relacionar a estrutura do ADN com o armazenamento da informação genética
A informação genética de um organismo é armazenada em moléculas de ADN. Como é que um tipo de molécula pode conter todas as instruções para criar seres vivos complicados como nós? Que componente ou caraterística do ADN pode conter essa informação? Tem de vir das bases azotadas, porque, como já sabes, a espinha dorsal de todas as moléculas de ADN é a mesma.ADN: G, A, C e T. A sequência destas quatro bases pode fornecer todas as instruções necessárias para construir qualquer organismo vivo. Pode ser difícil imaginar que 4 "letras" diferentes possam comunicar tanta informação. Mas pense na língua inglesa, que pode representar uma enorme quantidade de informação utilizando apenas 26 letras. Ainda mais profundo é o código binário utilizado para escrever programas de computador.O alfabeto do ADN pode codificar instruções muito complexas usando apenas quatro letras, embora as mensagens acabem por ser muito longas. Por exemplo, o código E. coli Uma bactéria transporta as suas instruções genéticas numa molécula de ADN que contém mais de cinco milhões de nucleótidos. O genoma humano (todo o ADN de um organismo) é constituído por cerca de três mil milhões de nucleótidos dividida entre 23 moléculas de ADN emparelhadas, ou cromossomas .
A informação armazenada na ordem das bases está organizada em genes Cada gene contém informações para a produção de um produto funcional. A informação genética é primeiro copiada para outro gene. polímero de ácido nucleico , ARN (Os genes que contêm instruções para a produção de proteínas são convertidos em ARN mensageiro (ARNm). Alguns genes especializados contêm instruções para a produção de moléculas de ARN funcionais que não produzem proteínas Estas moléculas de ARN funcionam afectando diretamente os processos celulares; por exemplo, algumas destas moléculas de ARN regulam a expressão do ARNm. Outros genes produzem moléculas de ARN que são necessárias para síntese proteica , ARN de transferência ( ARNt ), e ARN ribossómico ( rRNA ).
Para que o ADN funcione eficazmente no armazenamento de informação, são necessários dois processos fundamentais. Em primeiro lugar, a informação armazenada na molécula de ADN tem de ser copiada, com o mínimo de erros, sempre que uma célula se divide. Isto garante que ambas as células filhas herdam o conjunto completo de informação genética da célula-mãe. Em segundo lugar, a informação armazenada na molécula de ADN tem de ser traduzido Para que a informação armazenada seja útil, as células devem ser capazes de aceder às instruções para produzir proteínas específicas, de modo a que as proteínas correctas sejam produzidas no local certo e no momento certo.
Figura 1 - Dupla hélice do ADN. Gráfico modificado de "DNA chemical structure," por Madeleine Price Ball, CC-BY-SA-2.0
Tanto a cópia como a leitura da informação armazenada no ADN dependem do emparelhamento de bases entre duas ácido nucleico Recorde-se que a estrutura do ADN é uma dupla hélice (ver Figura 1).
O açúcar desoxirribose com o grupo fosfato forma a estrutura ou espinha dorsal da molécula (destacada a amarelo na Figura 1). As bases apontam para dentro. As bases complementares formam ligações de hidrogénio entre si dentro da dupla hélice. Veja como as bases maiores ( purinas ) emparelham-se com os mais pequenos ( pirimidinas Mais especificamente, o A emparelha com o T e o C emparelha com o G. Quando discutirmos a função do ADN nas secções seguintes, não se esqueça de que existe uma razão química para o emparelhamento específico de bases.
Para ilustrar a ligação entre a informação contida no ADN e uma caraterística observável de um organismo, consideremos um gene que fornece as instruções para a construção da hormona insulina. A insulina é responsável pela regulação dos níveis de açúcar no sangue. O gene da insulina contém instruções para a montagem da proteína insulina a partir de aminoácidos individuais. Alterar a sequência de nucleótidos no ADNSe a insulina não funcionar corretamente, pode não conseguir ligar-se a outra proteína (recetor de insulina). Ao nível da organização do organismo, este acontecimento molecular (alteração da sequência de ADN) pode conduzir a um estado de doença - neste caso, a diabetes.