O ADN e a Célula

O ADN e a Célula
Anastasios Koutsos
Alexandra Manaia
Julia Willingale-Theune
Versão 2.3
Versão
Portuguesa
ELLS – European Learning Laboratory for the Life Sciences
Anastasios Koutsos, Alexandra Manaia e Julia Willingale-Theune
O ADN e a Célula
Versão 2.3
O ADN e a
Célula
Para compreender o conceito dos “microarrays” temos de relembrar os princípios básicos de biologia
molecular.
O ADN em cadeia dupla pode “abrir-se”, dando origem a duas cadeias simples complementares, cada uma
das quais serve como “cadeia molde” para a formação de duas novas moléculas de ADN aquando da
replicação (Figura 1).
Fig. 1 Molécula de ADN
No núcleo da célula, o ADN está ligado a diferentes proteínas, formando os cromossomas. O código genético
é a relação entre a sequência de bases no ADN (A, C, G e T) e a sequência de aminoácidos correspondente,
na proteína. Em cada gene, a sequência dos tripletos de nucleótidos (codões) determina a natureza e a ordem
dos aminoácidos a incluir na composição de cada proteína. Quando dizemos que se mapeou o genoma de
um organismo, queremos dizer que se conseguiu ler a sequência de nucleótidos do seu ADN. Os cientistas já
conseguiram obter uma primeira versão da sequência do genoma humano completo (3 biliões de nucleótidos) e
verificaram que a maior parte destes nucleótidos (2.5 biliões) não fazem parte dos genes!
Quando um gene é expresso, a sequência de ADN correspondente é utilizada como molde para se efectuar
a sua transcrição para uma molécula de ADN de cadeia simples, com uma sequência complementar à do
ADN de origem. Na maioria dos genes, as sequências codificantes (exões) que contêm informação acerca dos
3
_______________________________________________________________________________O ADN e a Célula
.
3‘
5‘
ADN
3‘
5‘
Transcrição
5‘
3‘
mARN
Tradução
H2N
COOH
Proteína
Fig. 2 Fluxograma representando a transferência de informação desde o ADN à
proteína.
aminoácidos que irão formar as proteínas, são interrompidas por regiões não
codificantes (intrões) que são “retirados” (cortados) após a transcrição, por um
mecanismo chamado “splicing”. O ARN obtido (mARN) é transportado para os
ribossomas no citoplasma, onde é traduzido em proteína (Figura 2).
Inicialmente, devido a limitações técnicas, os cientistas não conseguiam analisar
simultaneamente a actividade de mais de meia dúzia de genes. A tecnologia dos
“microarrays” permitiu ultrapassar esta limitação e desde a segunda metade dos
anos noventa, os cientistas começaram a ser capazes de analisar a actividade
de praticamente todos os genes de um organismo, ao mesmo tempo. Assim, o
conhecimento sobre o funcionamento das células deu um salto considerável e
começou-se a perceber melhor como respondem a estímulos exteriores, como a
falta de nutrientes, infecções etc.
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Agradecimentos
Gostaríamos de agradecer a todos os que contribuíram para a elaboração desta
actividade:
- Ao Udo Ringeisen e a toda a equipa do Departamento de Fotografia do EMBL (EMBL
Photolab), pela impressão dos tapetes do “microarray” em tecido, (para demonstração
em cursos ou festivais de ciência) e pela produção da versão em plástico, (para
utilização na sala de aula);
- Ao Thomas Sandmann, na altura estudante de doutoramento no EMBL-Heidelberg,
por várias discussões e sugestões muito úteis e também por nos ter chamado a
atenção para o excelente material sobre “microarrays” intitulado ‚Snapshots of Science
and Medicine‘, produzido pelo “NIH Office of Science Education”, em conjunto com o
“Office of Research on Women‘s Health”;
- Ao Russ Hodge, na altura, no Departamento de Comunicação e Relações Públicas
do EMBL-Heidelberg (“Office of Information and Public Affairs” [OIPA]), bem como a
toda equipa do “European Learning Laboratory for the Life Sciences” [ELLS], por muitas
discussões, sugestões e apoio;
- A Giovanni Frazzetto, Mehrnoosh Rayner e Vassiliki Koumandou por terem lido a
primeira versão desta actividade e por terem contribuído para melhorá-la com as suas
ideias e comentários.
- A vários amigos e colegas do EMBL-Heidelberg com quem partilhámos ideias,
entusiasmo e dúvidas;
- “Os Exercícios para a sala de aula” foram adaptados do material sobre “microarrays”
intitulado “Snapshots of Science and Medicine”, produzido pelo “NIH Office of Science
Education”. Pode ser encontrado no seguinte website:
science-education.nih.gov/snapshots;
Imagem de capa por André-Pierre Olivier;
Traduzido por Alexandra Manaia;
Editado por Corinne Kox e Sonia Furtado.
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