sexta-feira, 28 de abril de 2017

DNA biologia

blog montado por
PAULO ANÍBAL G. MESQUITA (biólogo)
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Os cromossomos do sexo feminino na espécie humana




Com o conhecimento até agora acumulado na Biologia, principalmente na questão da manipulação do DNA, será possível, no futuro próximo extinguir com todas as doenças que assolam à humanidade e com à fome no mundo. Com o avanço adquirido na área da biologia molecular, na engenharia genética e na biotecnologia abre-se o caminho para uma enorme melhoria da qualidade de vida da humanidade: temas como DNA recombinante, clonagem, seres transgênicos, PCR, terapia gênica, projeto genoma e alimentos geneticamente modificados estão se tornando muito comum no nosso dia à dia, reforçando as nossas esperanças na cura de várias doenças, inclusive o câncer e na maior produção agrícola com o melhoramento genético vegetal , um importante passo para à erradicação da fome no mundo. Mas infelizmente há o outro lado da moeda, com o uso maléfico desse avanço para produção de armas biológicas ou usar á clonagem para -fabricar- um ser sob prévia encomenda, o que torna de grande relevância a Bioética, pois todo esse avanço na biologia deu ao homem toda à instrumentação para transformar o homem em deus - criação à sua imagem e semelhança. O genoma corresponde ao conjunto de genes que contém as informações de uma dada espécie. Há mais de 10 anos atrás, a biologia teve conhecimento de um grande salto com as experiências de clonagem em seres humanos, quando foi divulgado no jornal "The New York Times", de 24 de novembro de 1993 que o pesquisador do Centro Médico da Universidade de George Washington - Jerry Hall, conseguira clonar embriões humanos a partir de células de um único embrião. Se esses embriões fossem transferidos para o útero de outra mulher, gerariam normalmente um clone, mas essa experiência foi interrompida oficialmente devido as severas críticas morais e éticas de alguns setores da sociedade, inclusive até do papado em Roma.

domingo, 1 de março de 2015

DNA - Material genético


Com o conhecimento até agora acumulado na Biologia, principalmente na questão da manipulação do DNA, será possível, no futuro próximo extinguir com todas as doenças que assolam à humanidade e com à fome no mundo. Com o avanço adquirido na área da biologia molecular, na engenharia genética e na biotecnologia abre-se o caminho para uma enorme melhoria da qualidade de vida da humanidade: temas como DNA recombinante, clonagem, seres transgênicos, PCR, terapia gênica, projeto genoma e alimentos geneticamente modificados estão se tornando muito comum no nosso dia à dia, reforçando as nossas esperanças na cura de várias doenças, inclusive o câncer e na maior produção agrícola com o melhoramento genético vegetal , um importante passo para à erradicação da fome no mundo. Mas infelizmente há o outro lado da moeda, com o uso maléfico desse avanço para produção de armas biológicas ou usar á clonagem para -fabricar- um ser sob prévia encomenda, o que torna de grande relevância a Bioética, pois todo esse avanço na biologia deu ao homem toda à instrumentação para transformar o homem em deus - criação à sua imagem e semelhança. O genoma corresponde ao conjunto de genes que contém as informações de uma dada espécie. Há mais de 10 anos atrás, a biologia teve conhecimento de um grande salto com as experiências de clonagem em seres humanos, quando foi divulgado no jornal "The New York Times", de 24 de novembro de 1993 que o pesquisador do Centro Médico da Universidade de George Washington - Jerry Hall, conseguira clonar embriões humanos a partir de células de um único embrião. Se esses embriões fossem transferidos para o útero de outra mulher, gerariam normalmente um clone, mas essa experiência foi interrompida oficialmente devido as severas críticas morais e éticas de alguns setores da sociedade, inclusive até do papado em Roma.
O DNA O DNA ou ácido desoxirribonucléico é uma molécula no formato de dupla espiral, onde estão inseridos todos os milhares de genes que carregam toda a nossa informação hereditária e esta presente nos cromossomos que estão no interior do núcleo de todas as células. Diz-se que o DNA é a única molécula capaz de auto-duplicação, mas essa palavra não é muito adequada, pois o DNA não é auto-suficiente para fazê-lo. A duplicação do DNA, chamada de replicação, é catalizada pela enzima DNA polimerase. Durante a replicação, as duas cadeias separam-se pelo rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, enquanto a enzima utiliza a seqüência de bases da cada cadeia como molde para a montagem de uma cadeia nova. Diante uma adenina, a enzima coloca o nucleotídeo timina e diante de uma citosina é colocada a guanina; sempre dizemos A com T e C com G. Todas as células humanas (exceto os gametas) possuem 23 pares de cromossomos com enorme quantidade de DNA condensada que, se fosse desenrolada como de um novelo de lã, mediria aproximadamente 1,8 m de comprimento. O DNA utiliza um tipo de alfabeto bioquímico com quatro letras (bases nitrogenadas) que são: A (adenina), T(timina), C (citosina) e G (Guanina) para codificar todas as nossas proteínas. Essas substâncias unem-se em pares específicos - Adenina com Timina e Citosina com Guanina, as barras que ligam os dois filamentos da dupla espiral, ou seja, são os degraus da escada retorcida. A combinação dessas letras é a base do código genético.
UMA BREVE HISTÓRIA GENÉTICA
Um marco importante para à biologia é o ano de 1865, onde à genética teve seu início com os trabalhos de Gregor Mendel, um monge austríaco que, cruzando mais de 20 espécies de ervilhas, conseguiu estabelecer os princípios da hereditariedade, ele descobriu que um "fator" de dentro das células era responsável pela transmissão dos caracteres hereditários. Quase contemporâneo ao Mendel, um estudante de química Johann Friedrich Miescher, em 1869 "descobre" o DNA ¿ extraído do esperma e das células sanguíneas dos salmões; Mendel não tinha noção do DNA. Somente no século XX, o DNA é reconhecido como elemento essencial à vida. No ano de 1953, James Watson e Francis Crick propuseram o modelo de dupla hélice do DNA: duas cadeias de nucleotídeos enroladas em espiral e ligadas entre si pelas bases nitrogenadas. Essa estrutura a explicação do processo de duplicação do material genético , através da separação das duas cadeia e a formação de cadeias complementares - e a fabricação de RNA, responsável pela síntese de proteínas, que permite controle total da atividade celular. Porém a compreensão do nosso código genético ocorreu a partir de 1961, quando o norte americano Marshall Nieremberg, começou a decifrar o código produzindo uma cadeia de RNAm utilizando apenas a uracila, ou seja, uma seqüência de bases UUU ou seqüência de códons UUU que, em contato com extratos celulares da bactéria Escherichia coli, produzia um polipepitídeo formado exclusivamente pelo aminoácido fenilalanina. Niremberg concluiu que o códon UUU representava a fenilalanina, revelando assim, a primeira palavra do código genético (três bases uracila correspondem ao aminoácido fenilalanina). Posteriormente, iniciou-se um trabalho conjunto para decifração dos outros 63 códons possíveis. SOMOS TODOS FEITOS de PROTEÍNAS:
Nos organismos vivos, as informações que comandam o funcionamento celular estão inscritas em moléculas de DNA. As letras do código genético são os 4 tipos de bases nitrogenadas já citadas aqui (A, T, C e G). As unidades de informação do código, comparáveis a palavras, são os genes, ou seja, a sequência dessas letras (ex.: ATTCGGAAT)- que determina uma função, por exemplo, a pigmentação da pele e do cabelo deriva de uma seqüência de bases específica, na qual esta inserido a informação para a fabricação da proteína melaniana, um pigmento de cor. Para se expressarem, ou seja - traduzida em proteínas, as informações inscritas no DNA precisam ser transcritas em moléculas de RNA, onde a síntese da mesma é catalizada pela enzima polimerase de RNA. As duas cadeias que compõem o DNA se separam e apenas uma delas orienta a formação de uma cadeia de RNA, para qual é transcrita a informação codificada no gene. Não existe timina no RNA, onde em seu lugar esta presente a base U (uracila). A maioria dos genes transcreve suas informações para o RNAm (mensageiro). Esta comanda a síntese de proteínas. O RNAm contém sua informações dispostas em trinca de bases, os códons (já citado). Cada códon corresponde a um aminoácido, e a sequência de códons determina a sequência de aminoácidos - a estrutura primária que a proteína terá, que forma o ser vivo na sua totalidade.
 
 
A ERA do DNA RECOMBINANTE
Pesquisadores da Universidade de Stanford - Stanley Cohen e H. Boyer, em 1974, combinaram o DNA de um anfíbio(sapo) com de uma bactéria (Escherichia coli) , produzindo o primeiro ser com DNA recombinante, ¿quebrando¿ a barreira genética entre espécies diferentes. A tecnologia do DNA recombinante só foi possível porque descobriu-se que muitas bactérias possuem enzimas com capacidade de cortar segmentos de DNA estranhos que casualmente penetram na célula bacteriana. São as chamadas Enzimas de Restrição ou endonucleases, que cortam moléculas de DNA em pontos específicos. Outro fator importante para à pesquisa é que as bactéria possuem plasmídeos (DNAs circulares) que são independentes do seu cromossomo. O plasmídeo é um DNA exportável, ou seja, pode se transferido de uma bactéria para outra, permitindo a transferência de genes.
A TÉCNICA do DNA RECOMBINANTE:
Usando-se as enzimas de restrição (tesouras biológicas, ex.:ECO1) bacterianas, possibilitou-se o corte de dois DNAs diferentes e, sob ação de enzimas ligases, pode-se unir os segmentos resultantes e formar um DNA recombinante. A partir daí, teve início a Engenharia Genética ou Tecnologia do DNA recombinante. Em 1975, ocorreu o encontro internacional em Asilomar (USA), onde um grupo de cientistas alerta para a necessidade de estabelecer regras gerais e de segurança para experimentos com o DNA recombinante. Em 1976 foi criada a primeira empresa de engenharia genética (Genentech) desenvolveu-se a primeira proteína humana em uma bactéria geneticamente modificada usando-se a técnica do DNA recombinante e, em 1982, comercializada a primeira droga recombinante, a insulina humana. Um segmento de DNA do pâncreas humano foi cortado por uma enzima de restrição e inserido no interior de um plasmídeo da bactéria Escherichia coli, que foram unidos por uma ligase, aí temos um DNA recombinante e esse conjunto foi recolocado no interior da bactéria, então, o plasmídeo recombinante passou a insulina humana.
SERES TRANSGÊNICOS:

Com o DNA recombinante, obviamente foi possível à produção de seres transgênicos, sendo que em 1982 foi desenvolvido o primeiro animal transgênico (camundondo) pelos os cientistas americanos Richard Palminter e Ralph Brinster, ambos da Universidade da Pensilvânia, que inseriram "in vitro" no laboratório fragmentos de DNA (genes) do hormônio de crescimento nos óvulos desses animais.




A TÉCNICA do PCR:
Em 1986 é publicado um artigo do pesquisador americano Kary Mulis que descreve o método de PCR (reação em cadeia de polimerase, em inglês), que possibilita a obtenção rápida de milhões de cópias de um segmento específico de DNA. Até então, a clonagem molecular por meio de bactérias, apesar de eficiente, era um processo muito trabalhoso e demorado. A partir de um DNA a ser copiado, são utilizadas pequenas seqüências iniciadoras; enzima de DNA polimerase e nucleotídeos são empregados num mecanismo cíclico e automatizado. Esse processo trabalha com amostras mínimas de DNA, como por exemplo a que é extraído de sangue, esperma, ossos e até mesmo quem sabe de fósseis. Atualmente, a reação em cadeia de polimerase é realizada em equipamentos automatizados, sendo possível que em duas horas multiplicar a quantidade disponível de DNA por mais de um milhão. Resumindo: Inicialmente, a solução contendo o DNA a ser clonado é aquecida por dois minutos. Com isso, ocorre desnaturação da molécula e as duas cadeias se separam. A seguir, nucleotídeos livres começam a se emparelhar com os complementares, em cada uma das cadeias recém-separadas. Por final, uma DNA polimerase resistente a altas temperaturas, obtida de bactérias que vivem em fontes termais, une esses nucleotídeos, formando, junto de cada cadeia antiga, uma nova cadeia complementar. Com isso, surgem duas moléculas idênticas de DNA. O ciclo pode ser reiniciado, repetindo-se aproximadamente a cada seis minutos e meio. (implante de uma orelha/ não é um ser transgênico).

ORGANISMOS TRANSGÊNICOS:
Seres transgênicos são aqueles que possuem seu genoma modificado, através da inserção de genes provenientes de seres de outras espécies. Atualmente, para se obter um ser transgênico, o primeiro gene que interessa é devidamente identificado e, a seguir, multiplicado pela técnica do PCR. Posteriormente, através de uma metodologia apropriada, é inserido no animal ou planta que se deseja modificar; um exemplo clássico é a Humulin , a insulina humana derivada do DNA recombinante; plantas que emitem luz por inserção de genes da enzima luciferase (que produz a luz no inseto vagalume). Inúmeros são os vegetais geneticamente modificados na pesquisa científica no setor agrícola, onde algumas técnicas foram desenvolvidas e uma delas baseia-se na manipulação genética de uma bactéria, por exemplo, a Agrobacterium, pois a mesma consegue "infectar" várias outras plantas com os seus genes. Na questão dos vegetais, o primeiro alimento geneticamente modificado liberado para comercialmente pela FDA (USA) em 1994 é o tomate Flavr Savr e nos anos 90 temos a polêmica em torno da soja transgênica Roundup-Ready, resistente ao herbicida Roundup, produzido pela multinacional Monsanto, pois os cientistas se preocupam com eventuais efeitos danosos ao homem e ao meio ambiente. Os genes modificados da soja poderiam atingir outros vegetais, também alterando o seu genoma e podendo ter efeitos na cadeia alimentar. Os riscos aos humanos estariam relacionados a efeitos alergizantes e quem sabe em algum efeito á longo prazo.

terça-feira, 31 de março de 2009