O DNA é um ácido desoxirribonuclêico. É um polímero composto por 4 tipos de monômeros denominados nucleosídeos: adenosina, guanidina, citosina e timidina. Uma cadeia de DNA pode ter até milhares de monômeros. Cada nucleosídeo possui três grupos moleculares distintos:

• grupo central desóxirribosídeo
• grupo fosfato, na posição 5 do anel desóxirribosídico
• grupo base nitrogenada, na posição 1 do anel desóxirribosídico

Existem quatro tipos de grupos de bases nitrogenadas no DNA, as quais definem os 4 tipos de monômeros para o polímero:

• guanidina (G)
• citidina (C)
• adenina (A)
• timina (T)

O DNA é um poliéster de fosfato em que os grupos fosfato formam ligações O-P-O entre os átomos de O das posições 3 e 5 dos grupos deóxi-nucleosídeos. A cadeia de grupos fosfato-desóxi-ribose é chamada de esqueleto do DNA.

No DNA, duas destas cadeias de poliésteres de fosfato se associam em arranjo helicoidal mantido por ligações de hidrogênio (amarelas) específicas entre os grupo de bases nitrogenadas de cada cadeia: C com G e A com T.

As 4 bases que compõem o DNA

DNA - a molécula da hereditariedade

A dupla hélice do DNA controla a hereditariedade no nível molecular. A informação da hereditariedade, os genes, está armazenada na sequência de bases ao longo da cadeia polinucleotídica, numa mensagem escrita com apenas 4 letras: A, C, G e T. A estrutura molecular do DNA torna possível preservar e utilizar essa informação através de 2 processos:

1. Replicação: moléculas de DNA podem ser duplicadas em um processo denominado "replicação", onde as duas metades da hélice se separam e duas novas cadeias polinucleotídicas, que correspondem exatamente às outras duas metades, são formadas. Este processo atua também no reparo da molécula de DNA.

A impressão digital do DNA

Visto que o DNA que pertence a cada espécie e a cada indivíduo dentro dessa espécie é único, ele pode ser utilizado como um meio de identificação. O DNA pode ser extraído de fluidos orgânicos (sangue, saliva, etc) que são deixados nas cenas de crimes e utilizados para identificar o criminoso. Também pode ser usado para determinar parentesco/ paternidade, o sexo de animais e pássaros (quando é difícil de fazê-lo somente olhando-se para eles), e para comprovar se medicamentos tradicionais contêm extratos de espécies ameaçadas de extinção. Este processo é chamado de impressão digital do DNA.

Organismos geneticamente modificados

Organismos transgênicos são organismos em que as moléculas de DNA foram editadas em laboratório para se eliminar ou acrescentar funções. Bactérias transgênicas são amplamente utilizadas para se produzir proteínas específicas em larga escala como o hormônio de crescimento humano e a insulina. Neste caso, o fragmento de molécula de DNA que codifica estas proteínas são incorporados ao DNA da bactéria juntamente com um fragmento de DNA que instrui a bactéria a produzir estas proteínas ininterruptamente. Esta abordagem molecular revolucionou os horizontes de todas as ciências da vida, sendo hoje uma ferramenta indispensável na ciência e na tecnologia.

História

No outono de 1951, James Watson e Francis Crick começaram a trabalhar na elucidação da estrutura do DNA. Na época, sabia-se que o DNA estava presente no núcleo de todas as células vivas e que tinha alguma relação com a hereditariedade. Porém, sem o conhecimento de sua estrutura, era difícil saber como ele funcionava. Fotografias de difração de raios X de fibras de DNA tiradas por Rosalind Franklin e Maurice Wilkins mostravam uma forma distinta, em forma de X, característica de uma estrutura em hélice mas, arcos fortes no meridiano, indicavam ligações repetidas com uma distância de 3,4 Ẳ. Em abril de 1953 Watson e Crick publicaram a estrutura do DNA - a então famosa dupla hélice. Essa conquista brilhante é uma das descobertas mais importantes da ciência, pois abriu o caminho para a compreensão da genética no nível molecular. Em 1962, Watson & Crick receberam o prêmio Nobel de Medicina em reconhecimento a essa descoberta, juntamente com Maurice Wilkins (Londres), que fez os primeiros estudos de cristalografia de raios-X. Usando modelos moleculares, Watson e Crick desenvolveram uma estrutura onde todas as partes se encaixavam sem agrupamentos e sobreposições, permitindo uma alta estabilidade através de ligações de Hidrogênio. Além disso, Pauling havia demonstrado que essas ligações de Hidrogênio eram as mais fortes e, portanto, as mais relevantes para determinar a estrutura das proteínas, ou seja, N-H-N ou N-H-O. Injustamente, Rosalind Franklin não ganhou o prêmio Nobel na época, mas sua contribuição é considerada tão fundamental quanto a dos outros autores.

Créditos