segunda-feira, 2 de setembro de 2013

Cromossomos e genes

O que são genes?
As moléculas de DNA dos cromossomos contêm “receitas” para a fabricação de todas as proteínas da célula. Cada “receita” é um gene.
Portanto, o gene é uma seqüência de nucleotídeos do DNA que pode ser transcrita em uma versão de RNA e conseqüentemente traduzida em uma proteína.

Conceito de genoma


Um cromossomo é comparável a um livro de receita de proteínas, e o núcleo de uma célula humana é comparável a uma biblioteca, constituída por 46 volumes, que contêm o receituário completo de todas as proteínas do indivíduo. O conjunto completo de genes de uma espécie, com as informações para a fabricação dos milhares de tipos de proteínas necessários à vida, é denominado genoma. Atualmente, graças a modernas técnicas de identificação dos genes, os cientistas mapearam o genoma humano através do Projeto Genoma Humano.

Projeto Genoma Humano
Projeto Genoma Humano (PGH) teve por objetivo o mapeamento do genoma humano, e a identificação de todos os nucleotídeos que o compõem. Consistiu num esforço mundial para se decifrar o genoma. Após a iniciativa do National Institutes of Health (NIH) dos Estados Unidos, centenas de laboratórios de todo o mundo se uniram à tarefa de seqüenciar, um a um, os genes que codificam as proteínas do corpo humano e também aquelas seqüências de DNA que não são genes. Laboratórios de países em desenvolvimento também participaram do empreendimento com o objetivo de formar mão-de-obra qualificada em genômica.




Para o seqüenciamento de um gene, é necessário que ele seja antes amplificado numa reação em cadeia da polimerase, e então clonado em bactérias. Após a obtenção de quantidade suficiente de DNA, executa-se uma nova reação em cadeia (PCR), desta vez utilizando didesoxirribonucleotídeos marcados com fluoróforos para a determinação da sequencia.

O projeto foi fundado em 1990, com um financiamento de 3 milhões de dólares do Departamento de Energia dos Estados Unidos e dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos, e tinha um prazo previsto de 15 anos.

Devido à grande cooperação da comunidade científica internacional, associada aos avanços no campo da bioinformática e das tecnologias de informação, um primeiro esboço do genoma foi anunciado em 26 de Junho de 2000, dois anos antes do previsto.
Em 14 de Abril de 2003, um comunicado de imprensa conjunto anunciou que o projeto foi concluído com sucesso, com o sequenciamento de 99% do genoma humano, com uma precisão de 99,99%.
Os trabalhos do projeto foram dados como concluídos em 2003. Com a tecnologia da época, estimou-se que todos os genes (em torno de 25.000) haviam sido sequenciados. Deve-se lembrar que nem todo o DNA humano foi sequenciado. Estimativas atuais concluem que apenas cerca de 2% do material genético humano é composto de genes, enquanto que a maior parte parece não conter instruções para a formação de proteínas, e existe provavelmente por razões estruturais. Muito pouco dessa maior parte do material genético tem sua sequencia conhecida.
Por limitações tecnológicas, partes do DNA que possuem muitas repetições de bases nitrogenadas também ainda não foram totalmente sequenciadas. Essas partes incluem, por exemplo, os centrômeros e os telômeros dos cromossomos.
De todos os genes que tiveram sua sequencia determinada, aproximadamente 50% codificam para proteínas de função conhecida.
Apesar dessas lacunas, a conclusão do genoma já está facilitando o desenvolvimento de fármacos muito mais potentes, assim como a compreensão de diversas doenças genéticas humanas.


sexta-feira, 30 de agosto de 2013

Rosalind Franklin - A "mãe " do DNA

Rosalind Franklin.jpg

Rosalind Franklin (Londres25 de julho de 1920 — Londres, 16 de abril de 1958) foi uma biofísica britânica.
Pioneira da biologia molecular que, empregando a técnica da difração dos raios-X, concluiu que o DNA tinha forma helicoidal (1949).
A vida da biofísica britânica (...) foi repleta de controvérsias. Ela foi responsável por parte das pesquisas e descobertas que levaram à compreensão da estrutura do ácido desoxirribonucleico (DNA, na sigla em inglês). Essa história, porém, é um conto de competição e intriga, descrito de uma maneira por James Watson & Francis Crick - que elaboraram o modelo da dupla hélice para a molécula de DNA - e (de) outra por quem defende Franklin como pioneira injustiçada na biologia molecular. James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkins receberam um prêmio Nobel por seus estudos em 1962, quatro anos após a morte de Rosalind Franklin, aos 37 anos, vítima de câncer de ovário. Sua contribuição não foi reconhecida na época.

Biografia

Aos 15 anos, contrariando o desejo dos pais, decidiu que queria ser cientista.Entrou em 1938 no Newnham College, em Cambridge, graduando-se em físico-química (1941). Iniciou como pesquisadora (1942) analisando a estrutura física de materiais carbonizados utilizando raios-X. Trabalhando no British Coal Utilization Research Association, onde desenvolveu estudos fundamentais sobre as microestruturas do carbono e do grafite, base do doutorado em físico-química pela Universidade de Cambridge (1945).

Trabalhando em Paris (1947-1950), no Laboratoire Central des Services Chimiques de L'Etat, usou a técnica da difração dos raios-X para análise de materiais cristalinos. Voltando para a Inglaterra, juntou-se a equipe de biofísicos do King's College Medical Research Council (1951) e com Raymond Gosling no laboratório de biofisica do britânico Maurice Wilkins, e iniciou a aplicação de estudos com difração do raio-X para determinação da estrutura da molécula do DNA. Este trabalho permitiu ao bioquímico norte-americano James Dewey Watson e aos britânicos Maurice Wilkins e Francis Crick confirmar a dupla estrutura helicoidal da molécula do DNA, dando-lhes o Nobel de Fisiologia/Medicina (1962), sendo ela a grande injustiçada, já que o Nobel não pode ser atribuído postumamente.
Apesar das inúmeras dificuldades provocadas pelo preconceito, ela provou então ser uma cientista de primeiro nível, e mudou-se (1953) para o laboratório de cristalografia J. D. Bernal, do Birkbeck College, em Londres, onde prosseguiu com seu trabalho sobre a estrutura mosaical do vírus do tabaco. Quando iniciou sua pesquisa sobre o vírus da póliomielite (1956), ela descobriu que estava com câncer. Foi no Birkbeck Collegeaos que publicou seu último trabalho, sobre as estruturas do carvão (1958). Morreu em Londres ainda muito jovem, 37 anos, de câncer no ovário
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Projeto genoma humano ( Português )


quinta-feira, 29 de agosto de 2013

Diferenças entre DNA e RNA


DNA RNA são siglas de substâncias químicas envolvidas na transmissão de caracteres hereditários e na produção de proteínas compostas, que são o principal constituinte dos seres vivos; são ácidos nucleicos encontrados em todas as células humanas.
De acordo com a biologia, o DNA faz o RNA, que faz proteína (embora existam exceções os retro vírus, como o vírus da Aids). A informação contida no DNA, está registrada na seqüência de suas bases na cadeia, que indica outra seqüência, a de aminoácidos substâncias que constituem as proteínas. O DNA não é o fabricante direto dessas proteínas; para isso ele forma um tipo específico de RNA, o RNA mensageiro. O código genético, está no DNA, no núcleo das células, já as proteínas ficam no citoplasma celular, para onde se dirige o RNA mensageiro.

DNA

DNA é uma molécula formada por duas cadeias na forma de uma dupla hélice, que são constituídas por um açúcar, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. A dupla hélice é um fator essencial na replicação do DNA durante a divisão celular, onde cada hélice serve de molde para outra nova.

RNA

RNA é a sigla para ácido ribonucléico (RNA), que é uma molécula também formada por um açúcar, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. O RNA é o responsável pela síntese de proteínas da célula, são geralmente formados em cadeia simples, que podem, por vezes, ser dobrados.

Diferenças entre DNA e RNA

Na célula, o DNA é encontrado no núcleo, e o RNA é produzido no núcleo mas migra para o citoplasma.A nível da pentose (o monossacarídeo estrutural que está presente no nucleotídeo), no RNA existe a ribose e no DNA a desoxirribose.Quanto ao número de fitas, normalmente o RNA apresenta uma hélice simples, enquanto o DNA tem uma dupla-hélice.Relativamente ao pareamento das bases nitrogenadas, tanto no RNA como no DNA a citosina se pareia com guanina. A diferença é que no RNA a adenina se pareia com a uracila e no DNA a adenina se pareia com a timina.

Código genético

   O código genético é um código universal que estabelece a equivalência entre a sequência de bases no DNA (ácido desoxirribonucléico) e a sequência correspondente de aminoácidos, na proteína. É estabelecido através da complementaridade entre as bases nitrogenadas  puras e primídicas, que são de quatro tipos: adenina (A), guanina (G), timina (T) e citosina (C). O código possui poucos elementos, mas é necessário  que haja conexão química entre as bases que constituem ambos os filamentos, sendo que a adenina liga-se apenas à timina e a guanina sempre estará ligada à citosina.
A partir destes quatro nucleotídeos, há a codificação de 22 aminoácidos, e estes, podem ser reunidos de modo que permita a formação de 64 possíveis códons de nucleotídeos. Quando ocorre a ativação dos genes, há o início da transcrição (formação de moléculas de RNA:ribossômico, transportador e mensageiro), e em seguida, o processo de tradução (síntese de proteínas), maneira pela qual o DNA coordena o metabolismo da célula.
Quando o DNA passa a mensagem do seu código genético para o RNA, como uma “cópia invertida” numa molécula deRNAm (RNA mensageiro), é chamado de transcrição. Quando esse RNAm passa para o citoplasma será desencadeada a formação de uma proteína específica e correspondente, num processo chamado de tradução do código genético.
Cada trio de ligação das bases nitrogenadas do DNA correspondem a um códon de RNAm e cada códon, corresponde a uma anticódon do RNAt (RNA transportador)  relacionado a um aminoácido. As informações que forem codificadas na molécula de DNA irão permitir o controle das atividades celulares e a transmissão das características hereditárias, e estas, somadas aos fatores ambientais, determinarão as características gerais de um indivíduo (por exemplo, cor dos olhos, cor e tipo dos cabelos, estatura, entre outras).