Imagine
você o nosso planeta e toda sua diversidade. Do alto das montanhas ao fundo dos
oceanos, a vida moldou diferentes maneiras de se tornar habitável nos mais
diversos cantos do mundo em que vivemos. As diferenças entre os seres vivos no
mundo atual, ou mesmo a extinta que é observada nos registros fósseis, nos
mostra uma variedade de formas, tamanhos e cores.
Agora
imagine que o grande responsável por toda essa diversidade está confinado a uma
molécula genética contendo nucleotídeos que se diferenciam entre si pela
presença de apenas quatro bases nitrogenadas. Durante muitos anos foi difícil
para os cientistas conceberem a ideia de que o DNA era o material genético: uma
molécula estável seria responsável por toda a diversidade que existe? De fato
fica difícil imaginar que o mesmo material genético contido nos seres vivos
mais simples, como as bactérias, seja o responsável também por determinar
características em seres tão mais complexos quanto o homem. Por isso, durante
muito tempo acreditou-se que as proteínas fossem o material genético. Claro! Um
mundo tão diverso quanto ao das proteínas poderia explicar a grande variedade
nas formas de vida.
Entender
as diferenças entre os seres vivos existentes no planeta sempre foi um desafio
do homem. Desde a descoberta do DNA como o material genético, muitos passos
foram dados a respeito deste conhecimento. Conhecimento tal que contribuíram
para compreender em muitos aspectos os fatores que permeiam a vida. Hoje
sabe-se, que embora o DNA possua apenas 4 tipos de bases diferentes em sua
composição, elas podem combinar-se de maneiras diferenciadas gerando uma
infinidade de genes diferentes. Muito além disso, grande parte dessa
diversidade se deve a expressão diferencial desses genes, que pode variar, de
célula para célula, de espécie para espécie ou mesmo em estágios de vida
distintos em um mesmo organismo. Portanto, se expressar é preciso!! E veremos
agora como isso acontece.
O
dogma central da biologia molecular diz que a informação genética flui de DNA
para DNA, de DNA para RNA e de RNA para a proteína. Este é o caminho da
expressão gênica! Em alguns casos particulares o RNA pode servir de molde para
o DNA como é feito pela proteína transcriptase reversa em alguns vírus. A
transmissão da informação de DNA para DNA é denominado replicação; de DNA para
RNA de transcrição; e de RNA para proteína de tradução.
A
informação genética é armazenada no genoma por meio de um código (código
genético) no qual a sequência de bases adjacentes determina a sequencia de
aminoácidos da proteína. Por replicação entende-se o processo pelo qual o DNA
se duplica para formar as células filhas após a divisão celular. No processo de
expressão desses genes, primeiro o RNA é sintetizado a partir de um modelo de
DNA por um processo conhecido como transcrição. O RNA carrega a informação
genética através de um intermediário, denominado RNA mensageiro, que é
transportado do núcleo para o citoplasma, onde o RNA é codificado, ou
traduzido, para determinar a sequencia de aminoácidos da proteína que está
sendo sintetizada. A esse processo, dá-se o nome de tradução. A tradução ocorre
nos ribossomos, organela constituída por muitas proteínas estruturais em
associação com RNA ribossômico. A tradução envolve ainda um terceiro tipo de
RNA, conhecido como RNA transportador, que permite o transporte de aminoácidos
para a codificação das proteínas no ribossomo. O produto final da maioria dos
genes é a proteína cuja a estrutura, por fim, determina sua função particular
na célula.
A
expressão dos genes codificados no genoma humano envolve um conjunto de
relações em diferentes níveis e fatores: estrutura do gene, transcrição,
processamento e estabilidade do RNA mensageiro, processamento e degradação
proteica. Em alguns casos, variações na expressão do produto final do gene pode
ser influenciada por fatores não-genéticos, como alimentação e fatores
ambientais. Assim, a expressão regulada dos estimados 25.000 genes codificados
pelo genoma humano envolve um conjunto de inter-relações complexas entre níveis
diferentes de controle. Para alguns genes, alterações nos níveis de expressão
podem ter consequências clinicas diretas, como ocorre em diversas doenças. Visto
sob uma outra perspectiva, essa expressão diferencial também tem grande
responsabilidade por toda diversidade atual nos seres vivos e constitui a pura essência
da genética molecular.
