Genética Molecular, Biologia, O que é Genética Molecular
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A genética molecular é o ramo da genética que investiga a natureza química e física dos genes e os mecanismos pelos quais os genes controlam o desenvolvimento, o crescimento e a fisiologia.
A genética molecular trata-se de desvendar os segredos de como nosso DNA, genes e genoma controlam todos os processos vivos, o que nos ajuda a entender melhor a biologia humana em saúde e doença.
O que é genética molecular?
A genética molecular é uma sub-disciplina da genética, um campo dentro das ciências biológicas. Os genes são unidades de hereditariedade, instruções para características herdadas, como cor do cabelo, tipo sanguíneo e predisposição para algumas doenças.
A genética molecular preocupa-se com as propriedades físicas e químicas desses genes.
Os organismos dependem das células para crescer e funcionar. Cada célula é essencialmente como uma máquina, seguindo as instruções de seus genes para funcionar com eficiência.
A molécula que compõe os genes é chamada ácido desoxirribonucléico (DNA), que é armazenada dentro das células dos organismos.
O DNA é uma molécula longa, enrolada firmemente em estruturas chamadas cromossomos. Esses cromossomos requerem forte ampliação para serem visualizados. Quando vista desenrolada, a molécula de DNA se assemelha a uma escada retorcida, com dois fios entrelaçados chamados hélice dupla. A estrutura de dupla hélice do DNA é uma grande parte da genética molecular.
O campo também se preocupa com a estrutura e função do ácido ribonucleico (RNA), uma molécula essencial para o funcionamento das células.
Estruturalmente, o RNA é bastante semelhante ao DNA, mas eles têm funções diferentes. As informações no DNA da célula são copiadas para uma molécula de RNA, após a qual é montada uma proteína projetada para uma tarefa específica. No corpo humano, por exemplo, uma proteína chamada hemoglobina permite que os glóbulos vermelhos transportem oxigênio para os sistemas do corpo.
A ação de um gene que produz uma proteína é chamada expressão gênica.
Mutações genéticas são alterações no DNA que ocorrem em nível químico e também são de interesse no campo da genética molecular. A genética do câncer, em particular, é uma área que é estudada por geneticistas moleculares, que realizam pesquisas para entender melhor – e talvez até prevenir ou curar – a doença. A terapia genética também exige geneticistas moleculares.
Esse tipo de terapia envolve dar às pessoas novos genes e é uma área que está sendo pesquisada para o tratamento de algumas doenças. A engenharia genética e a clonagem também estão sob o título de genética molecular.
Os geneticistas moleculares costumam trabalhar em um ambiente de laboratório, embora também possam assumir papéis baseados em pesquisa ou ensino. Dependendo do país em que completam seus estudos, os geneticistas moleculares geralmente possuem um diploma de bacharel em genética e, muitas vezes, um diploma avançado, como um doutorado. Alguns também são médicos que se especializam em genética.
Além de especialistas, uma ampla gama de profissionais em ciência, saúde e educação pode se deparar com esse campo da genética em suas vidas profissionais.
Genética Molecular – Estudo
O termo genética molecular é agora redundante porque a genética contemporânea é completamente molecular.
A genética não é composta de duas ciências, uma molecular e uma não molecular. No entanto, biólogos praticantes ainda usam o termo. Quando o fazem, normalmente se referem a um conjunto de técnicas de laboratório destinadas a identificar e/ou manipular segmentos de DNA envolvidos na síntese de importantes moléculas biológicas.
Os cientistas costumam conversar e escrever sobre a aplicação dessas técnicas em uma ampla faixa de ciências biomédicas. Para eles, a genética molecular é uma abordagem investigativa que envolve a aplicação de métodos laboratoriais e estratégias de pesquisa.
Essa abordagem pressupõe conhecimentos básicos sobre a expressão e regulação de genes em nível molecular.
O interesse filosófico na genética molecular, no entanto, centrou-se, não em abordagens investigativas ou métodos de laboratório, mas na teoria.
A pesquisa filosófica inicial dizia respeito à teoria básica sobre a composição, expressão e regulação de genes. Maior atenção centrada na questão do reducionismo teórico.
A questão motivadora dizia respeito à questão de saber se a genética clássica, a ciência de T. H. Morgan e seus colaboradores, estava sendo reduzida à genética molecular.
Com o surgimento da genética do desenvolvimento e da biologia do desenvolvimento, a atenção filosófica mudou posteriormente para a crítica de uma teoria fundamental associada à genética contemporânea.
A teoria fundamental diz respeito não apenas à composição, expressão e regulação dos genes, mas também ao papel geral dos genes dentro do organismo. De acordo com a teoria fundamental, genes e DNA direcionam todos os processos da vida, fornecendo as informações que especificam o desenvolvimento e o funcionamento dos organismos.
A biologia molecular é um campo da biologia que analisa o mecanismo molecular da vida.
O campo foi fundado no início dos anos 30, embora a frase tenha sido usada apenas em 1938 e o campo só decolasse até o final dos anos 50 e início dos anos 60. Desde então, o progresso no campo tem sido enorme.
O campo começou com a cristalografia de raios-x de várias moléculas biológicas importantes. Agora, os bancos de dados de cristalografia armazenam a estrutura molecular de dezenas de milhares dessas moléculas.
A compreensão dessas proteínas nos ajuda a entender como o corpo funciona e como corrigi-lo quando se decompõe.
A biologia molecular verdadeiramente moderna surgiu com a descoberta da estrutura do DNA na década de 1960 e avanços simultâneos em bioquímica e genética.
A biologia molecular é uma das três principais ciências biológicas em escala molecular, as outras sendo bioquímica e genética. Não há uma divisão clara entre os três, mas eles têm domínios gerais.
Em termos gerais, a bioquímica analisa a função das proteínas no corpo, a genética analisa como os genes são herdados e propagados, e a biologia molecular analisa o processo de replicação, transcrição e tradução de genes.
A biologia molecular tem algumas semelhanças superficiais com a ciência da computação, porque os genes podem ser vistos como um código discreto, embora as proteínas que eles codificam e suas interações subseqüentes possam ser altamente não-lineares.
A idéia mais importante da biologia molecular é o chamado "dogma central" da biologia molecular, que afirma que o fluxo de informações nos organismos segue uma rua de mão única – os genes são transcritos para o RNA e o RNA é traduzido em proteínas. Embora geralmente correto, o "dogma central" não é tão absoluto ou certo quanto o próprio nome indica. Em alguns casos, o fluxo de informações pode reverter, pois o ambiente proteico pode influenciar quais genes são transcritos para RNA e qual RNA é traduzido em proteínas. O quadro geral é válido, no entanto, como se as proteínas tivessem muita influência sobre os genes que os codificam, o corpo estaria em caos.
Uma das áreas mais básicas de investigação em biologia molecular é o uso da clonagem de expressão para ver quais proteínas são criadas por quais genes.
A clonagem de expressão envolve a clonagem de um segmento de DNA que codifica uma proteína de interesse, anexando o DNA a um vetor plasmídico e depois introduzindo o vetor em outra planta ou animal.
A maneira como o DNA transferido é expresso fornece informações valiosas sobre seu papel no organismo. Isso nos permite aprender o que os genes fazem. Sem esse conhecimento, grande parte da genética, como o conhecimento do genoma humano, seria inútil.
Existem muitas outras linhas de investigação em biologia molecular. O campo é incrivelmente impressionante.
A análise genética é o processo geral de estudo e pesquisa em campos da ciência que envolvem genética e biologia molecular.
Existem várias aplicações desenvolvidas a partir desta pesquisa e essas também são consideradas partes do processo. O sistema básico de análise gira em torno da genética geral.
Os estudos básicos incluem a identificação de genes e distúrbios herdados. Esta pesquisa é realizada há séculos em uma base de observação física em larga escala e em uma escala mais microscópica.
Grande parte da pesquisa que estabeleceu as bases da análise genética começou em tempos pré-históricos. Os primeiros seres humanos descobriram que podiam praticar a criação seletiva para melhorar as colheitas e os animais.
Eles também identificaram características herdadas em seres humanos que foram eliminadas ao longo dos anos.
A análise genética moderna começou em meados do século XIX, com pesquisas realizadas por Gregor Mendel.
Sem o entendimento básico da hereditariedade, Mendel observou vários organismos e descobriu que as características eram herdadas dos pais e que essas características podiam variar entre os filhos.
Mais tarde, verificou-se que as unidades dentro de cada célula são responsáveis por essas características. Essas unidades são chamadas de genes.
Cada gene é definido por uma série de aminoácidos que criam proteínas responsáveis por características genéticas.
Certos avanços foram feitos no campo da genética e da biologia molecular através do processo de análise genética.
Um dos avanços mais prevalentes no final do século 20 e início do século 21 é uma maior compreensão do vínculo do câncer com a genética. Esta pesquisa conseguiu identificar os conceitos de mutações genéticas, genes de fusão e alterações nos números de cópias de DNA.
O sequenciamento de DNA é essencial para as aplicações da análise genética. Este processo é usado para determinar a ordem das bases nucleotídicas. Cada molécula de DNA é feita de adenina, guanina, citosina e timina, que determinam qual a função que os genes terão. Isso foi descoberto pela primeira vez na década de 1970.
Uma variedade de outros tipos de pesquisa associados a estudos genéticos. A citogenética, o estudo dos cromossomos e sua função nas células, ajuda a identificar anormalidades.
A reação em cadeia da polimerase estuda a amplificação do DNA. A cariotipagem usa um sistema de estudo dos cromossomos para identificar anormalidades genéticas e mudanças evolutivas no passado.
Muitas dessas aplicações levaram a novos tipos de ciências que usam os fundamentos da análise genética.
A genética reversa usa os métodos para determinar o que está faltando em um código genético ou o que pode ser adicionado para alterar esse código.
Estudos de ligação genética analisam os arranjos espaciais de genes e cromossomos. Também existem estudos para determinar os efeitos legais e sociais do aumento da análise genética.
Fonte: www.khanacademy.org/plato.stanford.edu/www.kcl.ac.uk/www.biology.lu.se/www.wisegeek.org/www.sciencedirect.com/www.merriam-webster.com/www.ncbi.nlm.nih.gov/www.wadsworth.org