O DNA, ou ácido desoxirribonucléico, é o material genético universal que armazena e transmite as informações hereditárias essenciais à vida. É o modelo para cada proteína que o seu corpo produz e a base de toda a diversidade biológica.

Estrutura do DNA

O DNA é um longo polímero de nucleotídeos. Cada nucleotídeo contém um açúcar de cinco carbonos (desoxirribose), um grupo fosfato e uma base nitrogenada. As quatro bases – adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T) – são divididas em purinas (A, G) com dois anéis e pirimidinas (C, T) com um anel.

Na natureza, o DNA existe como duas fitas complementares que se emparelham por meio de ligações de hidrogênio para formar a clássica dupla hélice. As duas fitas da hélice correm antiparalelas, o que significa que uma fita corre 5’→3’ enquanto a outra corre 3’→5’.

Regras de pareamento de bases

A adenina emparelha exclusivamente com a timina (A – T) e a citosina emparelha exclusivamente com a guanina (C – G). Este emparelhamento um-para-um garante que, se a sequência de uma cadeia for conhecida, a sequência complementar possa ser deduzida.

Localizações celulares do DNA

Nos procariontes, o DNA está livre no citoplasma; nos eucariotos, reside dentro do núcleo, organizado em 46 cromossomos (23 de cada pai). Os cromossomos são visíveis ao microscópio e são numerados de 1 a 22, além dos cromossomos sexuais X e Y. Os cromossomos correspondentes de cada pai são homólogos.

Tanto as mitocôndrias quanto os cloroplastos contêm seu próprio DNA, refletindo sua ancestralidade bacteriana. O DNA mitocondrial (mtDNA) é herdado exclusivamente da mãe, pois é embalado no óvulo.

Replicação de DNA

Antes da divisão celular, cada molécula de DNA é replicada de maneira semiconservadora:a dupla hélice se desenrola e cada fita serve como modelo para uma nova fita complementar. O resultado são duas moléculas de DNA idênticas, cada uma contendo uma fita original e uma recém-sintetizada.

Íntrons, éxons e expressão genética

Os genes são compostos de éxons (sequências codificantes) e íntrons (sequências não codificantes). Durante a transcrição, uma cadeia de RNA mensageiro (mRNA) é sintetizada a partir do molde de DNA, substituindo a timina por uracila.

Antes da tradução, o pré-mRNA sofre splicing:os íntrons são removidos e os exons são unidos para produzir um mRNA codificador maduro que pode ser traduzido em uma proteína.

Transcrição e Tradução

A transcrição ocorre no núcleo, onde a RNA polimerase se liga a uma região promotora e sintetiza uma fita complementar de RNA. O mRNA maduro sai do núcleo e se liga a um ribossomo, onde a tradução converte a sequência de nucleotídeos em uma cadeia polipeptídica.

Descoberta da Dupla Hélice do DNA

O icônico modelo de dupla hélice foi proposto por James Watson e Francis Crick em 1953, com base em dados importantes de Erwin Chargaff (razões de pares de bases), Rosalind Franklin (imagens de difração de raios X) e vários outros pesquisadores. Sua síntese de evidências experimentais e modelagem teórica iluminou a estrutura subjacente à hereditariedade.

A compreensão da estrutura e função do DNA continua sendo uma pedra angular da genética, da biotecnologia e da medicina.