DNA, RNA e Código Genético

Confira uma revisão de DNA, RNA e Código Genético para prova de Ciências da Natureza do Enem e saiba como é cobrado esses conceitos na prova:

Conceito de Gene

O gene é um segmento de uma molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico), responsável pelas características herdadas geneticamente. Cada gene é composto por uma sequência específica de DNA que contém um código (instruções) para produzir uma proteína que desempenha uma função específica no corpo.

DNA

  1. O que é?

DNA é a sigla para Ácido Desoxirribonucleico, que é um composto orgânico cujas moléculas contêm as instruções genéticas que coordenam o desenvolvimento e funcionamento de todos os seres vivos e de alguns vírus. O principal papel da molécula é armazenar instruções para se construir proteínas e RNA. Os segmentos de DNA que contêm a informação genética são denominados genes, o resto da sequência tem importância estrutural ou está envolvido na regulação do uso da informação genética.

  1. Composição Estrutural

Três componentes básicos formam a molécula de DNA: grupo fosfato, pentose e base nitrogenada. Adenina, Timina, Guanina e Citosina são as bases do DNA. Essas bases podem ser divididas em púricas (formadas por dois anéis de carbono – Adenina e Guanina) e em pirimídicas (formadas por um anel simples de carbono – Citosina e Timina).

O composto formado pelo grupo fosfato, pela pentose e pela base nitrogenada é chamado de nucleotídeo. A maior diferença entre o DNA e o RNA está contida na pentose. Na desoxirribose, não existe uma hidroxila no segundo carbono da pentose. Já no RNA, há a hidroxila, tornando a estrutura mais frágil.

  1. Ligações

A ligação dos nucleotídeos é dada sempre pela teoria do 5’ – 3’. Isso significa que o carbono de número 5 da pentose liga-se ao carbono de número 3 da pentose de outro nucleotídeo, formando um segmento. Essa fita se ligará a outro segmento, mas por meio de pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. Dessa maneira, as bases nitrogenadas ficam situadas no interior da dupla fita, que adquire forma helicoidal.

As ligações entre as bases nitrogenadas, chamadas de pontes de hidrogênio, acontecem com a ligação entre um hidrogênio com um oxigênio ou com um nitrogênio. No DNA, as ligações são entre a Adenina com a Timina (formando duas ligações) e entre a Guanina com a Citosina (formando três ligações).

  1. Replicação

À medida que as células se reproduzem, cópias idênticas de DNA também são produzidas. Para se dividirem, as moléculas de DNA (fita dupla) precisam ser divididas em uma única fita. Isso ocorre por meio de uma enzima (Helicase). Ela quebra as pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, separando uma fita da outra. Após isso, outra enzima (DNA Polimerase) percorre as fitas simples adicionando os polímeros de DNA que faltavam. É por isso que o processo se chama 5’ – 3’, pois os novos polímeros de DNA são colocados no sentido informado acima. Assim, uma fita dá origem a duas fitas idênticas.

RNA

Provavelmente surgida antes do DNA, a molécula de RNA é que leva informação de um gene para ser traduzida, está presente em vírus e é mais simples que a desoxirribose. No segundo carbono do RNA, diferentemente do DNA, há a presença de uma hidroxila, o que torna o grupo mais instável.

  1. Ligações

As ligações do RNA são idênticas às do DNA. O que difere é que não existe fita dupla (salvas exceções, como vírus de transcriptase), portanto as fitas simples são formadas apenas pelas ligações de nucleotídeos. Além disso, há a substituição da base nitrogenada Timina pela Uracila.

  1. Transcrição

Para formar uma proteína, as informações de sua fabricação precisam sair do núcleo celular de modo a serem produzidas no citosol. Isso se dá por meio da formação do RNA mensageiro. A enzima (RNA Polimerase) forma uma fita de RNAm através de um molde de DNA. É importante lembrar que na molécula de RNA, a Timina é substituída pela Uracila.

  1. Tradução

Ao chegar ao RNA ribossômico, a molécula de RNAm é lida. A cada códon (3 bases) lido, um aminoácido é ligado. Após a sequência de códons ser lida, a proteína (conjunto de aminoácidos levados pelo RNA transportador) é formada.

 

Código Genético

  1. Universal

O código genético pode ser definido como a relação entre as trincas (códons) encontradas no RNAm e os aminoácidos encontrados em uma proteína. Os códons são trincas formadas pelas bases nitrogenadas (A, U, C e G). Praticamente todos os seres vivos compartilham dos mesmos códigos de DNA para especificar aminoácidos.

  1. Degenerado

Pode-se observar que existem apenas 20 tipos de aminoácidos, mas 61 trincas diferentes que os codificam. Isso ocorre pelo fato de que um mesmo aminoácido pode ser codificado por diferentes códons. A glicina, por exemplo, é codificada pelas trincas GGU, GGC, GGA e GGG. Essa característica faz com que o código genético seja considerado degenerado. Confira na imagem abaixo:

Questões sobre DNA, RNA e Código Genético no Enem

1 – (ENEM 2011 – PRIMEIRA APLICAÇÃO) Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos já ouviram em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos. Porém, foi apenas em 1952, um ano antes da descrição do modelo do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de dúvidas que o DNA é material genético. No artigo em que Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se replicar. Em 1958, Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados às bases nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica o rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.

GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002.

Considerando a estrutura da molécula de DNA e a posição das pontes de hidrogênio na mesma, os experimentos realizados por Meselson e Stahl a respeito da replicação dessa molécula levaram à conclusão de que

a) a replicação do DNA é conservativa, isto é, a fita dupla filha é recém sintetizada e o filamento parental é conservado.

b)a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as fitas filhas contêm DNA recém-sintetizado e parentais em cada uma das fitas.
c) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita parental e uma recém-sintetizada.
d) a replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas consistem de moléculas de DNA parental.
e) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita molde e uma fita codificadora.

2 – (ENEM 2012 – PRIMEIRA APLICAÇÃO) Os vegetais biossintetizam determinadas substâncias (por exemplo, alcaloides e flavonoides), cuja estrutura química e concentração variam num mesmo organismo em diferentes épocas do ano e estágios de desenvolvimento. Muitas dessas substâncias são produzidas para a adaptação do organismo às variações ambientais (radiação UV, temperatura, parasitas, herbívoros, estímulo a polinizadores etc.) ou fisiológicas (crescimento, envelhecimento etc.).

As variações qualitativa e quantitativa na produção dessas substâncias durante um ano são possíveis porque o material genético do indivíduo

a) sofre constantes recombinações para adaptar-se.

b) muda ao longo do ano e em diferentes fases da vida.

c) cria novos genes para biossíntese de substâncias específicas.

d) altera a sequência de bases nitrogenadas para criar novas substâncias.

e) possui genes transcritos diferentemente de acordo com cada necessidade.

GABARITO:  1 – C ; 2 – D.

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