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Biologia do Ensino Médio
Curso: Biologia do Ensino Médio > Unidade 6
Lição 1: Regulação e expressão gênicaRegulação e expressão gênica
Cada cromossomo consiste em uma única molécula muito longa de DNA, e cada gene do cromossomo é um segmento específico desse DNA. As instruções para formar as características das espécies são carregadas no DNA. Todas as células de um organismo têm o mesmo conteúdo genético, mas os genes usados (expressados) pela célula podem ser regulados de formas diferentes. Nem todo DNA é codificado em uma proteína. Alguns segmentos de DNA estão envolvidos em funções reguladoras ou estruturais, e outros ainda não têm uma função conhecida. Versão original criada por Sal Khan.
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Transcrição de vídeo
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!