Regulação e expressão gênica

RKA22JL - Alô, alô, moçada! Já quero começar nossa aula com essa imagem lindona aqui, que é nada mais nada menos que o nosso querido DNA, o ácido desoxirribonucleico. O DNA é a base molecular da herança genética. Você deve estar vendo também que temos cromossomos nesta figura. Você sabe a relação entre esses dois conceitos, DNA e cromossomos? No final do vídeo de hoje, eu quero que você fique para lá de bom neste assunto, sabendo relacionar os dois conceitos de forma correta. Vamos nessa? O que é um cromossomo e como isso se relaciona com o DNA? Como isso se relaciona, por exemplo, com os genes? E como os genes e DNA se relacionam com proteínas e outras coisas? Este diagrama na tela nos mostra uma célula. Aqui é a membrana externa dessa célula. O diagrama também nos mostra o núcleo desta célula, que fica nesta região que eu estou destacando para vocês. Dentro do núcleo, que é uma estrutura presente nas células eucariotas, temos o DNA, que está na forma de cromossomo, que se parece com essa letra x aqui. Isso aqui é um cromossomo. Agora é importante perceber que o DNA nem sempre está nessa forma cromossômica, condensada. Quando o DNA se replica, ele está em sua forma solta, descondensada. Geralmente, o DNA se condensa quando a célula precisa se dividir, principalmente lá na fase de divisão celular. Uma mitose, por exemplo. E aí, o DNA se compacta muito bem até ficar com essa forma de x aqui que nós estamos vendo. Então, isso aqui nada mais é do que o DNA muito bem compactado e forma essa estrutura aqui que nós chamamos de cromossomo. Cada cromossomo possui uma cópia de si mesmo, portanto, há sempre um parzinho dentro do núcleo da célula. Esse par é separado durante a mitose. Agora, se olharmos para os cromossomos em um microscópio, você pode ver algo semelhante a essa imagem que eu coloquei aqui para você. Reparou que eles estão sempre em parzinhos? Aqui, nós temos o par um. Cromossomo 1 e cromossomo 2, formando um parzinho. Aqui, nós temos o par número dois, cromossomo 3 e cromossomo 4, e assim por diante. O genoma humano possui 23 pares, ou seja, 46 cromossomos no total. O último par de cromossomos é o par sexual, que é esse que estou destacando para você. O par sexual determina o sexo biológico do indivíduo. No caso, o genoma que estamos vendo é de um homem. Cromossomo x e cromossomo y. Portanto, um homem. Ainda sobre o fato do genoma humano, dos cromossomos, estarem aos pares, cada cromossomo tem o seu par homólogo. Esses dois cromossomos possuem códigos para os mesmos genes e possuem versões diferentes desses genes em cada cromossomo. Os alelos, lembra? Então, nós temos aqui o par homólogo. Esse parzinho têm os mesmos genes e esses genes podem estar em alelos diferentes. Muito bem, continuemos, então. Você obtém um cromossomo do par homólogo de sua mãe e um cromossomo do par homólogo de seu pai. Nós falaremos mais sobre isso nos próximos vídeos. Agora, é difícil ver nessa imagem que eu coloquei aqui para vocês, mas cada cromossomo está replicado. Dessa forma aqui que eu estou esquematizando para você. Essas duas cópias estão conectadas por uma região que nós chamamos de centrômero. A questão agora é: como um cromossomo se relaciona com o DNA? Veja essa parte aqui de baixo do esquema. Um cromossomo nada mais é do que uma longa fita de DNA que está toda condensada, enrolada. Percebeu que o DNA está enrolado em estruturas em laranja? Essa estrutura laranja são proteínas chamadas de histonas. As histonas ajudam a dobrar o DNA, portanto, o cromossomo é uma fita de DNA compactada com o auxílio de proteínas histonas. Em todo o genoma humano, temos 3,2 bilhões de pares de bases em nosso DNA. Só para lembrar, o único par de base é isso que nós estamos vendo aqui, como se fossem os degraus dessa escada, que é o DNA. Agora, esses 3,2 bilhões de pares são divididos nesses 46 cromossomos que eu falei para você. Se você tem uma longa fita de DNA como essa que estou esquematizando, nós podemos ver várias regiões... (estou destacando em rosa) ... que nós podemos chamar de genes. Em uma longa fita de DNA, então, podemos ter diversos genes. Claro que nem tudo é código para fazer proteína, mas você tem genes codificadores de proteínas nessa fita que eu fiz aqui para você. Em todo o genoma humano, há cerca de 20.000 genes, que são codificadores de proteínas e cada um desses genes tem em torno de 3.000 pares de bases. A quantidade de pares de base em um gene pode variar. Agora, vou contar uma novidade. O fato de que os genes, que são codificadores de proteína, estão no DNA e o DNA, então, está compactado, formando o cromossomo, é o que nós chamamos de dogma central da biologia molecular. Para que uma proteína seja produzida, os genes sofrem um processo chamado de transcrição. A transcrição, por sua vez, produz o que nós chamamos de RNA mensageiro, que é uma cópia da receita que está presente no gene. O RNA mensageiro, por sua vez, sai do núcleo onde ele foi produzido e vai o citoplasma, onde ele encontra um ribossomo. O ribossomo é a estrutura responsável por ler o RNA mensageiro e produzir, então, a proteína. Esse processo onde o ribossomo lê um RNA mensageiro é chamado de tradução. Falaremos com mais detalhes sobre isso em vídeos futuros também, tudo bem? Nos ribossomos, a informação contida no RNA mensageiro é utilizada para recrutar aminoácidos, com o auxílio de RNAs transportadores. Esses aminoácidos irão interagir uns com os outros e resultar em alguma proteína muito importante para o funcionamento do nosso corpo. Agora, uma informação interessante é que embora nós sempre associemos DNA a genes e genes a proteínas, a realidade é que apenas 2% dos genes resultam em proteínas. E, agora, você deve estar olhando para a tela e pensando: o quê? E o restante dos 98% do DNA? Faz o quê? Essa sua pergunta é tema de muitas pesquisas em diversos laboratórios em todo o mundo. Temos algumas boas ideias sobre o que esse tanto de DNA deve estar fazendo. Por exemplo, já é sabido que parte desse DNA ajuda a regular a codificação de outro DNA. O que é interessante sobre o genoma humano é que quase todas as células do corpo humano têm este mesmo conjunto de cromossomos, com todas as informações necessárias para codificar todas as proteínas que forem necessárias. As exceções são os glóbulos vermelhos, que perdem o seu material genético quando a célula fica madura, e os gametas, que são os espermatozoides e os ovócitos secundários ou óvulos, que têm metade do material genético. Mas quase todas as outras células têm todo o material genético dentro delas. Mas, obviamente, as células são diferentes. As células do coração são diferentes dos neurônios, que são diferentes das células da pele, e por aí vai. Então, muito do DNA faz parte do mecanismo regulatório de quais genes expressar. Quais genes devem ser codificados em proteínas e quais não deveriam, pois temos diferentes tipos de células fazendo coisas diferentes no corpo. Isso é conhecido como expressão diferencial de genes. Interessante, não é mesmo? Essas partes do DNA que não estão codificando diretamente em proteínas, chamamos de regiões regulatórias do DNA. Agora, há outros trechos de DNA que, em vez de produzir RNA mensageiro e uma proteína, produzem outros tipos de estrutura. Por exemplo, você tem o RNA ribossômico, que é muito importante no processo de tradução e que pode ser transcrito diretamente do DNA e é usado para formar partes do ribossomo. Há também o RNA transportador, que também é muito importante na fase de tradução. Agora que chegamos ao final da aula, conseguiu compreender a relação entre genes, DNA e cromossomos? Vamos parar nossa aula por aqui, então. Bons estudos e até logo!