- O que a biologia molecular estuda?
- Como funciona o dogma central da biologia molecular?
- Transferência de informação genética
- Replicação de DNA
- Transcrição de DNA
- Tradução de RNA
- A superação do Dogma
- Referências
O dogma central da biologia molecular diz que o material genético é transcrito em RNA e então traduzido em proteína.
Ou seja, nesta disciplina considera-se que o fluxo de informações nos organismos segue apenas em uma direção: os genes são transcritos em RNA.
Essa abordagem tornou-se pública em 1971, alguns anos depois que a função transmissora da molécula de ácido desoxirribonucléico (DNA) foi descoberta.
Francis Crick, foi o cientista que expôs esta ideia ao descrever a transferência de informação genética a partir da informação então disponível.
Paralelamente, Howard Temin propôs a possibilidade de um RNA servir para a síntese de DNA, como um caso excepcional, mas possível.
Essa proposta não pegou na comunidade científica devido à popularidade do dogma e por ser um processo que só seria possível em células infectadas por certos vírus de RNA.
O que a biologia molecular estuda?
A biologia molecular é, de acordo com o Projeto Genoma Humano, "o estudo da estrutura, função e composição de moléculas biologicamente importantes".
Mais especificamente, a biologia molecular estuda as bases moleculares dos processos de replicação, transcrição e tradução do material genético.
Os biólogos moleculares tentam entender como os sistemas celulares interagem em termos de DNA, RNA e síntese de proteínas.
Embora um biólogo molecular use técnicas exclusivas de sua área, ele as combina com outras mais típicas da genética e da bioquímica.
Muito de seu método é quantitativo, razão pela qual um grande interesse surgiu na interface desta disciplina e a ciência da computação: bioinformática e / ou biologia computacional.
A genética molecular tornou-se um subcampo muito proeminente dentro da biologia molecular.
Como funciona o dogma central da biologia molecular?
Para quem defendeu essa ideia, o processo foi o seguinte:
Transferência de informação genética
As obras de Gregor Mendel, em 1865. Significavam um antecedente da herança genética que permite a molécula de DNA, descoberta entre 1868 e 1869 por Friedrich Miescher.
Conhecer a estrutura primária do DNA, permitiu conhecer o processo de síntese do mesmo e a forma como a informação genética é codificada.
Replicação de DNA
Então, a descoberta da estrutura secundária do DNA tornou possível modelar a estrutura em dupla hélice que é tão conhecida hoje, mas foi uma revelação na época.
Essa revelação deu origem à exploração da replicação do DNA, processo vital para a sobrevivência celular que consiste na divisão por mitose, e que requer replicação prévia para conservar o material genético.
Em 1958, Matthew Meselson e Frank Stahl afirmaram que essa replicação era semiconservadora, uma vez que uma das cadeias está conservada, e que serve de molde para sintetizar seu complemento.
Nesse processo, intervêm proteínas como a DNA polimerase, que adiciona nucleotídeos à nova cadeia usando o original como molde.
Transcrição de DNA
A descoberta e a descrição desse processo responderam à questão de como o DNA e as proteínas se relacionavam quando estavam em locais diferentes nas células.
A molécula intermediária que tornou possível essa relação acabou sendo o ácido ribonucleico (RNA) maduro.
Especificamente, a RNA polimerase é a molécula que pega um molde de uma das fitas de DNA, a partir da qual forma uma nova molécula de RNA. Isso ocorre em função da complementaridade de bases.
Em outras palavras, é um processo no qual as informações de uma seção do DNA são reproduzidas em um pedaço de RNA mensageiro (mRNA).
O produto da transcrição é uma fita madura de RNA mensageiro (mRNA).
Tradução de RNA
Na fase final, o RNA mensageiro maduro (mRNA) serve como um modelo para a síntese de proteínas. Aqui, os ribossomos intervêm junto com as moléculas do RNAt de transmissão tRNA.
Cada ribossomo interpreta um trio de nucleotídeos de mRNA, chamado de códon, e é complementado pelo anticódon que cada tRNA possui.
Esse tRNA carrega consigo o aminoácido que se encaixará na cadeia polipeptídica, de modo que se dobre na conformação correta.
Nas células procarióticas, a transcrição e a tradução podem ocorrer juntas, enquanto nas células eucarióticas a transcrição ocorre no núcleo da célula e a tradução ocorre no citoplasma.
A superação do Dogma
Na década de 1960, viu-se que alguns vírus possibilitavam à célula “transcrever reversamente” o RNA em DNA.
Foi o caso da proteína Transcriptase Reversa (RT), responsável por utilizar o molde de RNA do HIV para sintetizar uma fita dupla de DNA proviral para integrá-la ao DNA celular.
Essa proteína é usada atualmente em laboratórios e rendeu a Howard Temin, David Baltimore e Renato Dulbecco o Prêmio Nobel de Medicina em 1975.
Por outro lado, existem outros vírus feitos de RNA, capazes de sintetizar uma cadeia de RNA daquela que já possuem.
Outra possível causa dessa alteração pode ser encontrada em defeitos nas sequências regulatórias dos genes que afetam a expressão da proteína e o processo de transcrição de um ou mais genes.
Essas descobertas têm sido a base de muitas pesquisas no campo da biologia molecular, como aquelas relacionadas às doenças do câncer, doenças neurodegenerativas ou biologia sintética.
Em suma, o dogma central da biologia molecular era uma tentativa de explicar como o fluxo de informação genética funciona em um organismo.
Essa tentativa foi superada, após vários anos de pesquisas científicas que nos permitiram oferecer uma explicação mais próxima da realidade.
Referências
- VITAE Digital Biomedical Academy (s / f). Medicina molecular. Nova perspectiva na medicina. Recuperado de: caibco.ucv.ve
- Instituto Coriell de pesquisa médica (s / f). O que é Biologia Molecular. Recuperado de: coriell.org
- Durantes, Daniel (2015). The Central Dogma of Molecular Biology. Recuperado de: investigarentiemposrevñados.wordpress.com
- Mandal, Ananya (2014). O que é Biologia Molecular. Recuperado de: news-medical.net
- Natureza (s / f). Biologia molecular. Recuperado de: nature.com
- Ciência diária (s / f). Biologia molecular. Recuperado de: sciencedaily.com
- Universidade de Veracruz (s / f). Biologia molecular. Recuperado de: uv.mx.