Natureza e funções do material genético
Como macromoléculas da natureza química os ácidos nucleicos são formados por um grupamento de fosfórico, glicídios, nucleotídeos e bases nitrogenadas. Os ácidos nucleicos fazem parte do material genético e possuem uma grande quantidade de massa molecular.
O RNA e o DNA são variantes dos ácidos nucleicos. Pensados em uma estrutura primária, os dois ácidos podem ser estruturados como uma cadeia linear onde em sua composição há unidades químicas simples que são denominadas de nucleotídeos. Entenda que o nucleotídeo é um composto químico que possui três partes:
• Grupo fosfato: Ácido fosfórico que é responsável pela acidez dos ácidos nucleicos
• Uma Pentose: Entra na constituição da química do DNA e a ribose faz parte da constituição do RNA
• Bases nitrogenadas: São bases que contêm nitrogênio e se conectam com o açúcar desoxirribose e com os fosfatos e podem ser divididas em duas classes: Bases de anel duplo (adenina e guanina) e bases de anel simples (timina, citosina e uracila). Ambas são conhecidas como purínicas e pirimidínicas.
Como biomoléculas os ácidos nucleicos são biomoléculas que servem de base para a hereditariedade já que é nelas que ficam as informações genéticas. Abaixo vamos entender como funciona o DNA e o RNA, componentes fundamentais para compreender a natureza e as funções do material genético.
O DNA foi descoberto por Johann Friedrich Miescher um cientista suíço no século XIX. Na época, Johann trabalhava no núcleo de leucócitos que estavam no pus de ferimentos com infecção. Ao analisar o material descobriu que havia uma substância que ele não conhecia, porém, a substância continha nitrogênio e fósforo. Johann continuou estudando a substância e descobriu que era ácida e que todos os núcleos celulares tinha essa substância.
Em 1953, James D. Watson, um biólogo norte-americano e o físico inglês H.C. Crick apresentaram uma proposta onde o modelo de DNA era feito por duas hélices, indicando que a duplicação das hélices acontece por causa da formação de uma cadeia complementar devido a separação das duas fitas do DNA.
O DNA é uma molécula que compõe os genes que em sua estrutura possui uma fita dupla de nucleotídeos. Há quatro subunidades de nucleotídeos e duas cadeias que se juntam por pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas dos nucleotídeos. As cadeias de nucleotídeos são constituídas por uma pentose, ou seja, um açúcar formado por cinco carbonos. Esta pentose entra em conjunto com um ou mais grupos de fosfato e, também, com uma base nitrogenada.
Um DNA contém quatro bases nitrogenadas, uma desoxirribose e um grupo de fosfato. As quatro bases nitrogenadas ficam no interior do DNA e são ligadas em pontes de hidrogênio e são adenina, guanina (purinas), citosina e timina (pirimidinas).
Visualmente, o DNA é composto por dois filamentos que se enrolam em formato de dupla hélice como um espiral. Em sua composição, é possível encontrar um número bem extenso de nucleotídeos. A dupla hélice se mantém unida por pontes de hidrogênio entre seus pares.
É nos genes que se encontram todas as informações que constituem a biologia do organismo e que são passadas de geração para geração. A importância é tanta que até para a produção de células filhas as informações do DNA são necessárias.
Além do DNA, para entendermos melhor a natureza e a função do material genético, precisamos entender outro componente chamado RNA. O RNA é um ácido ribonucleico que é produzido a partir do DNA, especificamente uma molécula de DNA, esse processo é chamado de transcrição. Quando são produzidas proteínas, é por comandos do RNA que isso acontece, e isso é chamado de tradução. Em sua composição ao contrário do DNA o RNA não possui base nitrogenada timina, em seu lugar se encontra a uracila.
O processo de transcrição funciona da seguinte forma: a cadeia de DNA se separa por enzimas que são responsáveis por quebrar as pontes de hidrogênio contidas no DNA. Ao se separar as hélices, uma enzima denominada RNA polimerase se junta com as extremidades da fita, já que somente uma fita é copiada, e caminha pela cadeia criando pares. Ao terminar, a molécula de RNA se solta e as fitas de DNA se unem novamente.
O RNA é dividido em determinados tipos segue abaixo essa divisão:
• RNA ribossômico: Esse RNA participa da produção de ribossomos, que são os responsáveis pela produção de proteína. A região do DNA que serve de molde para o RNA é conhecida como organizadora do nucléolo. Quando são sintetizadas, as moléculas desse tipo de RNA ficam acumuladas nas regiões organizadoras, elaborando nucléolos.
• RNA transportador: Este RNA fica responsável por transportar os aminoácidos até os ribossomos, onde as duas moléculas se unem para gerar as proteínas. Um RNA transportador é uma molécula pequena e em uma das suas extremidades se junta a um determinado aminoácido.
• RNA mensageiro: Este RNA contém informações para a síntese de proteínas. Em sua composição há as trincas de bases nitrogenadas responsáveis por caracterizar os aminoácidos. Um RNA transportador tem o anticódon que se encaixa no códon de um RNA mensageiro.