Estrutura do DNA

O DNA é um dos ácidos nucléicos, moléculas que contêm informações na célula (o ácido ribonucléico, ou RNA, é o outro ácido nucléico). O DNA é encontrado no núcleo de toda célula humana. As informações no DNA:

• orientam a célula (junto com o RNA) na fabricação de novas proteínas que determinam todos os nossos traços biológicos
• passam (são copiados) de uma geração para outra

A explicação para todas essas funções é encontrada na estrutura molecular do DNA, conforme descrito por Watson e Crick.

Embora possa parecer complicado, o DNA em uma célula é simplesmente um padrão feito de quatro partes diferentes, chamadas nucleotídeos. Imagine um conjunto de blocos que possui somente quatro formas, ou um alfabeto com apenas quatro letras. O DNA é uma longa fileira desses blocos ou letras. Cada nucleotídeo consiste de um açúcar (desoxirribose) ligado a um lado para um grupo de fosfato e ligado ao outro lado para uma base de nitrogênio. 

O nucleotídeo é o bloco de construção básico de ácidos nucléicos

Existem duas classes de bases de nitrogênio chamadas purinas (estruturas aneladas duplas) e pirimidinas (estruturas aneladas simples). As quatro bases no alfabeto do DNA são:

• adenina (A) - uma purina
• citosina (C) - uma pirimidina
• guanina (G) - uma purina
• timina (T) - uma pirimidina

Os filamentos do DNA são feitos do açúcar e das porções de fosfato dos nucleotídeos, enquanto as partes do meio são feitas das bases de nitrogênio. As bases de nitrogênio nos dois filamentos do par do DNA unem-se, purina com pirimidina (A com T, G com C), e são mantidas juntas por ligações frágeis de hidrogênio.

Watson e Crick descobriram que o DNA tinha dois lados, ou filamentos, e que esses filamentos estavam torcidos juntos, como uma escada caracol - a dupla espiral. Os lados da escada compreendem as porções fosfato-açúcar dos nucleotídeos adjacentes ligados juntos. O fosfato de um nucleotídeo é ligado covalentemente (uma ligação na qual um ou mais pares de elétrons é compartilhado por dois átomos) ao açúcar do próximo nucleotídeo. As ligações de hidrogênio entre os fosfatos fazem o filamento do DNA se torcer. As bases de nitrogênio apontam para dentro da escada e formam pares com bases no outro lado, como degraus. Cada par de bases é formado por dois nucleotídeos complementares (purina com pirimidina) presos juntos por ligações de hidrogênio. Os pares de base no DNA são adenina com timina e citosina com guanina.

Foto cedida por U.S. National Library of MedicineO DNA possui uma estrutura semelhante a uma escada caracol. Os degraus são formados pelas bases de nitrogênio dos nucleotídeos, onde a adenina forma par com a timina, e a citosina com a guanina.

O DNA é uma molécula longa. Por exemplo, uma bactéria típica, como a E. coli, possui uma molécula de DNA com aproximadamente 3.000 genes (um gene é uma seqüência específica de nucleotídeos do DNA que se codifica para uma proteína. Falaremos disso posteriormente). Se alongada, essa molécula de DNA teria cerca de 1 milímetro de comprimento. Entretanto, uma E. coli típica tem apenas 3 mícrons de comprimento (3 milésimos de um milímetro). Para encaixar-se na célula, o DNA é totalmente enrolado e torcido em um cromossomo circular. 

Uma bactéria E. coli típica tem 3 mícrons de comprimento, e seu DNA é mais do que 300 vezes mais comprido. Assim, o DNA é firmemente enrolado e torcido para caber nela.

Os organismos complexos, como as plantas e os animais, possuem de 50 mil a 100 mil genes em muitos cromossomos diferentes (os seres humanos possuem 46 cromossomos). Nas células desses organismos, o DNA é enrolado ao redor de proteínas semelhantes a bolhas chamadas histonas. As histonas também são enroladas firmemente para formarem os cromossomos, que estão localizados no núcleo da célula. Quando uma célula se reproduz, os cromossomos (DNA) são copiados e distribuídos para cada célula descendente, ou célula-filha. As células não-sexuais possuem duas cópias de cada cromossomo copiado, e cada célula-filha recebe duas cópias (mitose). Durante a meiose, as células precursoras possuem duas cópias de cada cromossomo copiado e distribuído igualmente para quatro células sexuais. As células sexuais (espermatozóide e óvulo) têm apenas uma cópia de cada cromossomo. Quando o espermatozóide e o óvulo unem-se na fertilização, os descendentes possuem duas cópias de cada cromossomo (veja Como funciona a reprodução humana). 

RNA (ácido ribonucléico)O RNA é o outro ácido nucléico. Ele difere do DNA de três formas principais:

• o açúcar é a ribose em vez da desoxirribose
• há apenas um filamento em vez de dois
• o RNA possui uracila (U) em vez de timina. Assim, os pares de base no RNA são citosina com guanina e adenina com uracila.

Em uma célula procariótica (sem organelas internas ligadas na membrana, como uma bactéria), o DNA e o RNA são encontrados no citoplasma. Em uma célula eucariótica (com organelas internas ligadas na membrana, como os seres humanos), o RNA pode ser encontrado no núcleo e no citoplasma, enquanto o DNA, somente no núcleo.

Texto e imagens: How Stuff Works (http://saude.hsw.uol.com.br/dna1.htm)