Código Genético

A sequência de nucleóticos do DNA contém informação, sob a forma de um código, o código genético, que determina a ordenação dos aminoácidos nas proteínas. O código genético é um código de correspondência ente os quatro nucleótidos que entram na composição dos ácidos nucleicos e os vintes aminoácidos que entram na composição das proteínas. A mais pequena unidade de mensagem genética é um tripleto formado por três nucleótidos consecutivos.

Fluxo de informação genética

A célula utiliza moléculas de RNA formadas no núcleo que migram para o citoplasma, transportando a mensagem que estava no gene. Esse RNA funciona como mensageiro, RNA mensageiro, entre o DNA e os ribossomas, componentes celulares que fazem a leitura da mensagem para a síntese de proteínas. Os ribossomas encontram-se pelo citoplasma ou podem estar associados a membranas do retículo endoplasmático.
Um ribossoma é constituído por duas unidades de tamanhos diferentes em que a sua constituição entram proteínas e um tipo de RNA cahamado RNA ribossómico. É nos ribossomas que é lida a mensagem contida no RNA mensageiro.

Estrutura do RNA

O RNA (ácido ribonucleico) também é um polímero de nucleóticos e é quimicamente muito próximo do DNA. Ao nível da constituição, cada nucleótico do RNA tem um grupo fosfato, uma pentose (a ribose) e uma base azotada, que pode ser adenina, guanina,citosina e uracilo. Os nucleóticos do RNA formam um cadeia polinucleotídica. O RNA apresenta três formas básicas: mensageiro, transferência e ribossómico.

Embora o DNA seja o suporte universal da informação genética, processos como a síntese de proteínas, não poderiam efectuar-se sem a intervenção do RNA. Na síntese de proteínas, se o RNA não intervisse, o DNA ficaria "silencioso".

Replicação do DNA

Surgiram três modelos que, tendo por base a complementaridade das bases, tentavam explicar o mecanismo de replicação do DNA.

-Hipótese semiconservativa-cada umas das cadeias serve de molde para uma nova cadeia e cada umas das novas moléculas de DNA é formada por uma cadeia antiga e uma cadeia nova;

-Hipótese conservativa-a molécula de DNA progenitora mantém-se íntegra, servindo-se apenas de molde para a formação da molécula filha, a qual será formada por duas novas cadeias;

-Hipótese dispersiva-cada molécula filha é formada por porções da molécula inicial e por regiões sintetizadas de novo.

Meselson e Stahl fizeram uma experiência com as bactérias Escherichia coli em que as cultivaram num meio de cultura que tinha o isótopo pesado 15N.

As bactérias produziram bases azotadas tendo 15N, que ficaram retidas no seu DNA.

Depois de várias gerações neste meio, as bactérias foram transferidas para um meio com azoto normal 14N. Deste meio, foram retiradas algumas bactérias no tempo zero (geração 0), ao fim de 20 minutos (geração 1), ao fim de 40 minutos (geração 2). Em cada uma das situações, o DNA foi extraído e analisado.

A interpretação da experiência:

-As bactérias que tinham sido cultivadas num meio com 15N (G0), possuíam um DNA mais denso, que ficou no fundo no tubo de ensaio.

-Num meio com 14N(G1) cada molécula de DNA tem um cadeia com 15N e outra com 14N que apresenta uma densidade intermédia entre o DNA só com 15N e 14N.

-Na segunda geração existem 50% de moléculas de DNA com 15N 14N e a mesma percentagem de moléculas com 14N.

Experiências de Hershey e Chase

Antes de iniciarem as suas experiências, estes investigadores consideraram que:

- os vírus não penetram nas células ( a cápsula fica no exterior);

- as proteínas da cápsula do vírus não têm fósforo, mas apresentam enxofre;

- o DNA apresenta na sua constituição fósforo, mas não enxofre.

Isolaram dois lotes de bacteriófagos que marcaram radioactivamente (para seguir o tajecto das duas moléculas). Num dos lotes, marcaram só o enxofre das proteínas e no outro só o fósforo do DNA.

Os novos vírus não apresentaram proteínas marcadas radioactivamente nas suas cápsulas, porque as proteínas que constituem as cápsulas dos novos vírus foram produzidos a partir dos amnioácidos das bactérias, os quais não se encontravam radioactivamente.

Como apenas o DNA viral penetrou nas bactérias e não as proteínas pode-se concliur que é o DNA que contêm informação necessária para a produção de novos vírus reforçando-se a ideia de que a DNA seria o suporte da informação genética e não das proteínas.

Experiência de Avery e sua interpretação

Avery obteve uma mistura de bactérias do tipo R vivas com bactérias do tipo S mortas pelo calor. Tratou uma amostra A dessa mistura com uma protease e uma amostra B da mesma mistura com uma DNAase e colocou dois lotes de ratos, um com a amostra A e outro com a amostra B.
O seu objectivo era descobrir qual era a substância que era transferida das bactérias S mortas para as bactérias R vivas tornando-as virulentas.
Na amostra B, quano o DNA foi destruído pela DNAase, a informação não foi transferida das bactérias S para as bactérias R, não se tornando virulentas, verificando um inverso na amostra A.

Interpretação dos resultados da experiência de Griffith

Na experiência A, as bactérias vivas com cásula entraram no organismo do rato que contraiu pneumonia e morreu, tudo isto devido às bactérias possuirem cápsula e serem resistentes à fagositose. Na experiência B, o rato continuou saudável, porque as bactérias sem cápsula são destruídas pela fagositose. Na experiência C, as bactérias estavam mortas, perdendo como tal, a capacidade de provocar a pneumonia. Na experiência D, as bactérias mortas de tipo S transmitiram alguma informação para as de tipo R, para que estas passassem atingir uma cápsula tornado-as virulentas.

Descoberta da molécula do DNA: Experiência de Griffith

Os primeros trabalhos realizados por Frederick Griffith relativos à importância do DNA, foi através da utilização de pneumococos, bactérica que causa a pneumonia. Existem duas bactérias:
-Tipo S (patogénica), possui uma cápsula que é resistente à fagocitose. Quando se reproduzem originam bactérias do tipo S.
-Tipo R ( não patogénicas), não possui cápsula sendo destruídas por fagocitose. Quando se reproduzem originam bactérias do tipo R.

DNA

O DNA (ácido desoxirribonucleico) é o suporte universal da informação genética que define as características de cada organismo vivo. A unidade fundamental do DNA é o nucleótido, o qual resulta da ligação entre uma base azotada (A-adenina, G-Guanina, C-citosina, T-timina), uma pentose (desoxirribose) e um grupo fosfato.
O nucleótido encontra-se relacionado com a respectiva base azotada que o compõe.
Os desoxirribonucleótidos de uma cadeia simples de DNA estão ligados entre o carbono 3' do nucleotídeo anterior e o carbono 5' do nucleotídeo posterior.
O DNA apresenta uma estrutura secundária sob a forma de “dupla-hélice” (Watson e Crick, 1953), formada por duas cadeias complementares antiparalelas (com sentidos opostos, designando-se uma por 3’-5’ e a outra por 5’-3’), ligadas por pontes de hidrogénio entre as bases azotadas complementares das duas cadeias.