O que a sequência de aminoácidos de uma proteína ou a sequência de nucleotídeos de um ácido nucleico DNA ou RNA pode indicar sobre a evolução?

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Beabá do DNA: 13 termos básicos para compreender genética (Foto: Pixabay)

Em 1953, o cientista britânico Francis Crick enviou uma carta para seu filho Michael, que à época tinha 12 anos, descrevendo seu último achado. "Acho que Jim Watson e eu fizemos uma descoberta importantíssima", escreveu logo na primeira linha. Ele estava certo: junto com seu colega norte-americano, descobrira a estrutura do ácido desoxirribonucleico, o DNA.

A Fotografia 51, feita por Rosalind Frank e Raymond Gosling, foi essencial para a descoberta da estrutura do DNA (Foto: Wikimedia Commons)

O achado da dupla, é claro, só foi possível graças a pistas fornecidas por outros pesquisadores, como a britânica Rosalind Franklin e o neozelandês Maurice Wilkins. Desde então, a descoberta revolucionou muitas áreas da ciência além da biologia, como a história, a química e até a psicologia. 

Hoje sabemos muito mais sobre nosso código genético do que há 70 anos, o que não significa que estamos perto de desvendá-lo por completo. Ainda assim, o assunto é fascinante por diversos motivos, mas compreendê-lo pode ser tarefa difícil. 

Pensando nisso, separamos alguns termos importantes quando o assunto é DNA e preparamos um glossário que te ajudará a compreender o tema — e, quem sabe, o que faz de você, você. Confira:

1. Base nitrogenada
Molécula que compõe e diferencia os nucleotídeos. Existem cinco tipos de bases nitrogenadas: citosina (C), adenina (A), guanina (G), timina (T) ou uracila (U). As quatro primeiras estão presentes no DNA, enquanto a quinta, uracila, substitui a timina no RNA.

2. Nucleotídeo
Molécula composta por ácido fosfórico, um açúcar (ribose, desoxirribose ou outro) e uma das bases nitrogenadas. 

O DNA é composto por nucleotídeos (Foto: Reprodução/Youtube MITx Bio)

3. Ácido nucleico
É uma biomolécula gigante formada por nucleotídeos que armazena e transmite informações genéticas. Sua função é controlar a célula e sintetizar aminoácidos, levando à produção de proteínas que, por sua vez, interagem com outras substâncias e garantem o funcionamento do organismo.

Existem dois tipos de ácidos nucleicos, o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA). A grande maioria dos organismos possui ambos, mas os vírus, por exemplo, têm apenas DNA ou RNA.

4. DNA (ou ácido desoxirribonucleico)
É um ácido nucleico composto por diferentes tipos de nucleotídeos que se ligam aos seus companheiros opostos (a adenina se liga à timina, enquanto a citosina se liga à guanina), formando uma fita dupla. No DNA, a ligação entre essas moléculas é tão forte que causa uma torção da macromolécula, levando-a ao seu formato de "dupla hélice" tão característico.

O DNA pode ser representado de forma a facilitar sua concentração, como duas fitas paralelas (Foto: Reprodução/Youtube MITx Bio)

A sequência em que esses nucleotídeos se organizam forma um código que pode ser transcrito e traduzido pelo RNA, levando à sintese de moléculas conhecidas como aminoácidos. O jeito como elas se organizam, por sua vez, leva à formação das proteínas, responsáveis por grande parte das atividades do organismo. 

5. RNA (ácido ribonucleico)
É um pouco menor que o DNA, se organiza em uma fita simples e pode existir no núcleo e no citoplasma da célula. Existe em diversos tipos, sendo os três principais RNA mensageiro (mRNA), RNA transportador (tRNA) e RNA ribossômico (rRNA). Além de ser essencial para a replicação do DNA, é responsável por transportar, transcrever e traduzir informações do código genético e, com auxílio do ribossomo, sintetizar aminoácidos.

Nesse processo, geralmente apenas um códon (conjunto de três nucleotídeos) do RNA é lido por vez pelo ribossomo. Cada um desses trios sintetiza um tipo específico de aminoácido que, em conjunto com os outros, forma uma proteína.

Com ajuda do ribossomo, o RNA traduz o código do DNA, formando novos aminoácidos (Foto: Reprodução/Youtube Stated Clearly)

6. Gene
Todos os genes estão contidos na mesma fita dupla de DNA ou RNA, variando em tamanho e ordenação de nucleotídeos. Cada um deles codifica um conjunto de aminoácidos específico, ou seja, cada um carrega uma informação específica.

Em geral, todos os genes estão presentes em todas as células de um organismo — o que muda é quais deles estão ativos. Por exemplo, nas células oculares o esperado é que apenas os genes responsáveis pelo funcionamento dos olhos estejam "ativados".

Os tipos de genes presentes em cada organismo varia, mas são justamente suas semelhanças que corroboram a teoria de que viemos todos de um ancestral comum. O código genético humano e o da banana, por exemplo, compartilha 50% das mesmas informações genéticas.

O DNA é composto por vários genes de diferentes tamanhos (Foto: Reprodução/Youtube Stated Clearly)

Vale pontuar que nem todas as sequências de nucleotídeos presentes no ácido nucleico são genes. Estima-se que apenas 3% do DNA humano pode ser lido, traduzido e transcrito — os outros 97% são, até onde sabemos, apenas partes da macromolécula.

Os geneticistas gostam de ressaltar que dficilmente um gene sozinho muda a vida de um organismo, são necessários muitos deles, produzindo vários tipos de proteínas diferentes, para que o indivíduo seja impactado. Além disso, é impossível ignorar o contexto socio-cultural quando falamos de vida: não são apenas os genes que tornam um ser vivo único, mas também o meio em que está inserido.

7. Genótipo
É a composição genética de um organismo. O conjunto único de genes de cada indivíduo.

8. Fenótipo
É a manisfestação perceptível de um ou vários genes. Se você tem olhos castanhos, por exemplo, essa informação está codificada em um conjunto de genes presentes no seu genótipo. A forma como esse genótipo de manifesta (olhos castanhos) é o fenótipo.

9. Mutação genética
Variação de um gene que leva à mudança do genótipo de um organismo. Podem ocorrer por diversos motivos naturais, como a duplicação errada de um nucleotídeo ou a leitura errada do código genético. Em raros casos, o ambiente pode induzir mutações nos genes, como quando o organismo é exposto à radiação.

Raramente as mutações genéticas levam a variações do fenótipo ou têm impactos na vida do organismo. Quando causa alterações notáveis, as mutações prejudiciais tendem a desaparecer e as benéficas a serem transmitidas por gerações.

Às vezes ocorrem erros ou interferências que causam mutações no DNA (Foto: Reprodução/Youtube TED-Ed)

Isso porque, segundo a Teoria da Evolução proposta por Charles Darwin, o mais adaptado ao ambiente tende a viver e gerar prole, transmitindo as mutações "boas". Enquanto isso, o menos preparado têm chance também menor de sobreviver, o que diminui a probabilidade de que os genes "ruins" sejam passados entre gerações.

Foi graças às mutações genéticas que, a partir de um simples ser unicelular, surgiram milhares de espécies de microrganismos, plantas e animais. Não fossem as variações no DNA de nossos antepassados, passadas de geração em geração por milhões de anos, a Terra seria ainda seria ocupada por seres unicelulares idênticos.

10. Cromatina
É o complexo de DNA e outras proteínas, conhecidas como histonas e cromossômicas não-histonas, presentes no núcleo celular. 

11. Cromossomo
É a versão compacta que o DNA assume durante a de divisão celular. Cada organismo tem um número diferente de cromossomos que se organizam em pares, sendo um proveniente da mãe e outro do pai. Eles se ligam com ajuda de uma molécula chamada centrômetro, formando um X.

Os cromossomos são compostos por DNA e histonas, proteínas responsáveis pela condensação (Foto: Reprodução/Youtube Stated Clearly)

Geralmente os humanos tem 46 cromossomos, organizados em 23 pares — para facilitar a compreensão, cada dupla é designada por um número. Entretanto, há casos particulares em que a pessoa nasce com um cromossomo a mais ou a menos. Quem nasce com três deles na "casa" 21, por exemplo, tem síndrome de Down.  

Os cromossomos masculinos condensados (Foto: Wikimedia Commons)

12. Mitose
Processo de divisão celular que leva à produção de duas células idênticas à inicial. O intuito do processo é aumentar a quantia de uma determinada célula e substituir células velhas ou danificadas.

13. Meiose
Composta por duas divisões celulares, forma quatro células, cada uma com metade dos cromossomos presentes inicialmente. O intuito é promover a formação de gametas (óvulos e espermatozoides) que, quando combinados, geram um embrião viável.

O que a sequência de aminoácidos de uma proteína ou a sequência dos nucleotídeos de um ácido nucleico DNA ou RNA pode indicar sobre a evolução?

O que determina a sequência de aminoácidos de uma proteína?

Qual a sequência correta de aminoácidos para o seguinte RNAm?

Qual a relação da sequência de nucleotídeos dos ácidos nucleicos com a sequência de aminoácidos de uma determinada proteína?