Se expressar é preciso: do DNA à proteína.

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.