Tratado de Fisiologia Médica
Os Genes no Núcleo Celular Controlam a Síntese Proteica
Figura 3-1. Esquema geral para o controle da função celular pelos genes. mRNA, RNA mensageiro.
OS GENES NO NÚCLEO CELULAR CONTROLAM A
SÍNTESE PROTEICA
No núcleo celular, grande número de genes está ligado, extremidade com
extremidade, nas moléculas extremamente longas do DNA, com estrutura
de dupla hélice e com pesos moleculares medidos em bilhões. Um
segmento muito curto de tal molécula é mostrado na Figura 3-2. Essa
molécula é constituída por vários compostos químicos, ligados em padrão
regular; detalhes serão explicados nos próximos parágrafos.
Figura 3-2. Estrutura em hélice de dupla fita do gene. As fitas externas são compostas de ácido fosfórico e do açúcar desoxirribose. As moléculas internas que conectam os dois filamentos da hélice são as bases purina e pirimidina; elas determinam o “código” do gene.
Blocos Básicos de Construção do DNA
A Figura 3-3 mostra os componentes químicos básicos envolvidos na
formação do DNA. Esses compostos incluem: (1) ácido fosfórico; (2) o
açúcar chamado desoxirribose; e (3) quatro bases nitrogenadas (duas
purinas, a adenina e a guanina, e duas pirimidinas, a timina e a citosina). O
ácido fosfórico e a desoxirribose formam as duas fitas helicoidais que são o
esqueleto da molécula de DNA, e as bases nitrogenadas ficam entre as duas
fitas, conectando-as, como ilustrado na Figura 3-6.
Figura 3-3. Os blocos básicos de construção do DNA.
Nucleotídeos O primeiro estágio na formação do DNA é a combinação de uma molécula
de ácido fosfórico, uma molécula de desoxir ribose e uma das quatro bases
para formar o nucleo tídeo acídico. Quatro nucleotídeos distintos são,
portanto, formados, um para cada uma das quatro bases: os ácidos
desoxiadenílico, desoxitimidílico, desoxiguanílico e de so xicitidílico.
A Figura 3-4 mostra a estrutura química do ácido desoxiadenílico, e
a Figura 3-5 mostra símbolos simples para os quatro nucleotídeos que
formam o DNA.
Figura 3-4. Ácido desoxiadenílico, um dos nucleotídeos que formam o DNA.
Figura 3-5. Símbolos dos quatro nucleotídeos que se combinam para formar o DNA. Cada nucleotídeo contém ácido fosfórico (P), desoxirribose (D) e uma das quatro bases de nucleotídeos: A, adenina; C, citosina; G, guanina; ou T, timina.
Os Nucleotídeos são Organizados para Formar Duas
Fitas de DNA Frouxamente Interligadas
A Figura 3-6 mostra o modo como os múltiplos nucleotídeos se ligam para
formar as duas fitas de DNA. As duas fitas são, por sua vez, frouxamente
ligadas entre si por ligações cruzadas fracas, ilustradas na Figura 3-6 pelas
linhas tracejadas centrais. Observe que o esqueleto de cada filamento de
DNA é composto de moléculas de ácido fosfórico e de desoxirribose
alternadas. As bases purínicas e pirimidínicas, por sua vez, estão fixadas às
laterais das moléculas de desoxirribose. Em seguida, as duas fitas de DNA
são mantidas unidas por meio de pontes de hidrogênio (linhas tracejadas)
entre as bases de purina e pirimidina. Observe as seguintes ressalvas, no
entanto:
1. Cada base purínica adenina do filamento sempre se une à base
pirimidínica timina do outro filamento.
2. Cada base purínica guanina sempre se une à base pirimidínica citosina.
Dessa forma, na Figura 3-6, a sequência de pares complementares de
bases é CG, CG, GC, TA, CG, TA, GC, AT e AT. Como as pontes de
hidrogênio são ligações relativamente fracas, as duas fitas podem se separar
facilmente, e o fazem muitas vezes no curso de suas funções na célula.
Para se obter a perspectiva adequada do DNA da Figura 3-6, deve-se
tomar as duas extremidades das cadeias e torcê-las em hélice. Dez pares de
nucleotídeos compõem cada volta completa da hélice na molécula de DNA,
como mostra a Figura 3-2.
Figura 3-6. Organização dos nucleotídeos desoxirribose na dupla fita de DNA.
CÓDIGO GENÉTICO
A importância do DNA reside em sua capacidade de controlar a formação
de proteínas na célula, que ele consegue por meio do chamado código
genético. Quando as duas fitas de moléculas de DNA são separadas, as
bases de purina e pirimidina se projetam de cada lado da fita de DNA, como
mostrado no alto da Figura 3-7. São essas bases que formam o código
genético.
O código genético consiste em sucessivos “tripletos” de bases — isto é,
cada três bases sucessivas é uma palavra do código. Os tripletos sucessivos
controlam a sequência de aminoácidos na molécula de proteína que é