Os 7 tipos de DNA (e suas características) - Médico - 2023
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Contente
- O que é DNA?
- 1. De acordo com sua estrutura
- 1.1. DNA de fita simples
- 1.2. DNA de fita dupla
- 2. Com base em sua estrutura secundária
- 2.1. DNA A
- 2.2. DNA B
- 2.3. Z DNA
- 3. De acordo com sua funcionalidade
- 3.1. DNA codificador
- 3.2. DNA não codificante
- Resumo
Os ácidos nucléicos são moléculas que carregam informações genéticas. Tanto o DNA quanto o RNA são biopolímeros (materiais macromoleculares sintetizados por seres vivos) de alto peso molecular, cujas subunidades estruturais são conhecidas como nucleotídeos. Para se ter uma ideia de sua extensão e funcionalidade, podemos dizer que o DNA humano tem um comprimento total de aproximadamente 3.200 milhões de pares de bases e 25.000 genes.
Seguindo a linha de pensamento do genoma humano, também é surpreendente saber que apenas 1,5% dele consiste em exons com informações de codificação para proteínas. A porcentagem restante é composta por DNA extragênico (não codificador) ou sequências associadas aos genes. Isso levanta a questão: que tipos de DNA existem nas células e qual é sua função?
Mergulhe conosco neste mundo emocionante de pares de bases, nucleotídeos, ligações e acasalamentos. Aqui contamos a você os 7 tipos de DNA e suas características, sempre estabelecendo uma série de princípios básicos com antecedência. Não o perca.
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O que é DNA?
Vamos começar com o básico. De acordo com o National Human Genome Research Institute (NIH), DNA é o nome químico da molécula que contém a informação genética em todos os seres vivos. A biomolécula típica que vem à mente é aquela formada por 2 cadeias interconectadas entre si para formar uma estrutura de dupla hélice: as ligações entre o nucleotídeo e seu emparelhamento da cadeia contígua são conhecidas como “pares de bases”.
Cada fita de DNA ou RNA é composta por uma unidade básica: o desoxirribonucleotídeo ou o ribonucleotídeo, respectivamente. Consiste em uma pentose (açúcar com 5 átomos de carbono), um grupo fosfato e uma base de nitrogênio entre os seguintes tipos: adenina (A), citosina (C), guanina (G), timina (T) e uracila (U). A timina está presente apenas no DNA, enquanto o uracil é exclusivo do RNA.
A função do DNA é atuar como uma biblioteca de instruções genéticas. Cada célula em nosso corpo tem 23 pares de cromossomos em seu núcleo, metade do pai e metade da mãe. Neles está o DNA compacto com os genes que codificam a síntese de todas as proteínas necessárias à nossa sobrevivência. Assim, o RNA e os ribossomos podem realizar a síntese dos compostos necessários à vida graças às informações armazenadas no DNA.
Falar sobre os tipos de DNA é uma tarefa realmente complexa, pois sua classificação atende a muitas características e funcionalidades. Sendo puristas, não seria correto falar de "tipos", já que estamos sempre falando da mesma molécula. Em qualquer caso, para fins informativos e economia de distâncias, resumimos as variantes biologicamente mais relevantes nas linhas a seguir.
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1. De acordo com sua estrutura
Essa classificação se refere à forma como o DNA é apresentado nos seres vivos. Distinguimos 2 variantes principais.
1.1. DNA de fita simples
É uma cadeia de DNA (não emparelhada como a hélice humana) que é configurada na forma de uma fita. Aqui não estamos falando sobre "pares de bases", mas sobre um sequência linear que pode ser enrolada sobre si mesma de forma circular ou apresentada livremente.
Este tipo de DNA ocorre em vírus. Por esse motivo, é comum ouvir que muitas cepas virais são ssDNA ou ssDNA, aludindo ao fato de possuírem apenas uma cadeia dessa molécula.
1.2. DNA de fita dupla
A hélice típica que todos temos em mente: uma fita dupla de DNA, composta por 2 fitas, que emparelham por ligação com base na compatibilidade de bases nitrogenadas por ligações de hidrogênio. Esse nome também serve para designar os tipos de vírus, já que algumas espécies deles possuem DNA em forma de dupla hélice, assim como as células humanas.
2. Com base em sua estrutura secundária
A estrutura primária do DNA simplesmente se refere a o estado de ordenação dos nucleotídeos em uma das cadeias. Por exemplo: A-G-C-T-T-C. Seguindo a nomenclatura tradicional, esse pequeno segmento de DNA seria caracterizado por ser formado por um nucleotídeo com a base nitrogenada adenina (A), outro com guanina (G), um posterior com citosina (C), 2 consecutivos com timina (T ) e uma citosina final (C).
Por outro lado, a estrutura secundária é baseada na interação dos 2 fios emparelhados, ou seja, na conformação da dupla hélice já descrita. De acordo com este parâmetro, 3 tipos de DNA são distinguidos.
2.1. DNA A
DNA com 75% de umidade, que aparece em condições de baixa umidade relativa e temperatura inferior à normal. Só é obtido em amostras experimentais, não em células vivas.
É uma dupla hélice destra (sentido horário) com um sulco menor raso que é ligeiramente mais largo do que o sulco principal mais profundo. Ele tem um diâmetro de abertura maior e um espaçamento de base mais óbvio do que a fita típica de DNA.
2.2. DNA B
É o modelo predominante da estrutura secundária do DNA na natureza, ou seja, a organização que se vê nas células dos seres vivos. Está na forma de solução em condições de umidade relativa de 92%.
Como um DNA, é uma dupla hélice destra. Certos eventos biológicos conferem estabilidade funcional a esta biomolécula complexa:
- Ligações de hidrogênio entre pares de bases: contribuem para a estabilidade termodinâmica da dupla hélice.
- Empilhamento de bases nitrogenadas: a interação entre os elétrons das bases contíguas estabiliza toda a estrutura.
- Hidratação dos grupos polares do esqueleto açúcar-fosfato (pentoses) com o meio aquoso.
2.3. Z DNA
Uma dupla hélice de DNA enrolada à esquerda, isto é, canhoto. Esta configuração é gerada em determinadas sequências, embora não a venhamos a incorrer devido à complexidade terminológica que reporta.
3. De acordo com sua funcionalidade
Mais uma vez, é preciso lembrar que estamos sempre falando da mesma coisa: a biomolécula encarregada de armazenar as informações necessárias para que a célula seja capaz de sintetizar todas as proteínas de que necessita para a vida. Mesmo assim, é impressionante saber que nem todo DNA tem informações da mesma relevância, pelo menos que sabemos até agora. Terminamos esta classificação com uma série de termos importantes.
3.1. DNA codificador
O DNA codificador é aquele que contém os genes que contêm as informações da síntese de proteínas dentro do genoma. Quando você deseja criar uma proteína, a enzima RNA polimerase transcreve uma sequência de RNA no núcleo da célula com base na ordem dos nucleotídeos do DNA consultado. Esse RNA, então, viaja para os ribossomos citoplasmáticos, que montam a própria proteína. A porcentagem desse tipo de DNA em humanos é surpreendentemente baixa: apenas 1,5%.
3.2. DNA não codificante
Como o nome sugere, eles são os conjunto de sequências de DNA que não codificam para proteínas, que constituem quase 99% do nosso genoma. No entanto, o fato de não ser diretamente traduzido em proteínas não o torna inútil: muitos desses segmentos são usados para criar RNAs não codificantes, como o RNA de transferência, o RNA ribossomal e o regulador.
Pelo menos 80% do DNA humano tem atividade bioquímica, embora não codifique proteínas diretamente. Outros segmentos, por exemplo, a regulação na expressão ou supressão de genes que estão codificando. Ainda há muito a aprender nessa área, mas o que fica claro é que não se trata de "DNA lixo", como se acreditava anteriormente.
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Resumo
Hoje navegamos por uma série de termos que são um pouco complexos de entender, mas, se quisermos que você tenha uma ideia, é o seguinte: o tipo de DNA a que nos referimos quando falamos sobre o genoma humano é o do tipo B e de fita dupla, codificando ou não. O resto dos termos descritos aqui podem ser aplicáveis a vírus e condições experimentais, mas eles não aparecem na "natureza" biológica dos seres vivos.
Assim, para além de suas variações terminológicas, a molécula de DNA está englobada em uma tarefa comum: armazenar informações na forma de nucleotídeos para a síntese de proteínas ou, na sua falta, a regulação de processos celulares.