Para que ocorram os processos de divisão celular (mitose e meiose) é necessário que, logo na fase inicial desses processos, ocorra a duplicação dos cromossomos, para que cada nova célula formada receba cópias dessas estruturas. Show
Uma vez que os cromossomos possuem DNA em sua estrutura, a sua duplicação implica na duplicação da molécula de DNA. A compreensão desse processo permite entendermos como se dá a transmissão das características hereditárias.
A molécula de DNA é composta por duas cadeias de nucleotídios emparelhadas e enroladas entre si, formando a estrutura de dupla hélice. Algumas dessas seqüências de nucleotídios, às quais damos o nome de genes, são responsáveis pela síntese de proteínas e estão envolvidas na determinação das características de um indivíduo. Duplicação semiconservativaPara iniciar a duplicação da molécula, dá-se, primeiramente, o desemparelhamento e afastamento das duas cadeias, sob a ação de algumas enzimas. Em seguida, nucleotídios livres passam a organizar-se junto a cada uma das cadeias afastadas, emparelhando-se pelas bases nitrogenadas, segundo a regra adenina com timina e guanina com citosina. Pela ação da enzima polimerase do DNA, esses nucleotídios ligam-se entre si, formando duas novas cadeias. Cada uma das cadeias de nucleotídios do DNA inicial serve de molde para a formação de uma nova cadeia e, dessa forma, cada molécula-filha de DNA conserva uma das cadeias da molécula-mãe e uma cadeia nova. Por isso, a reprodução do DNA é chamada de duplicação semiconservativa.
Podemos definir genes como sendo seqüências de nucleotídios do DNA que contêm informações para a síntese de proteínas e determinação
de características de um indivíduo; e, como a sequência de nucleotídios das moléculas-filhas de DNA são cópias exatas da sequência da molécula-mãe, as informações genéticas são transmitidas da célula-mãe para as células-filhas. Isso significa que todas as células de um organismo pluricelular contêm as mesmas informações genéticas, porque contêm a mesma seqüência de genes. A importância do sequenciamento de DNADesde o descobrimento da sua estrutura química, em 1953, o DNA é uma das moléculas mais estudadas do mundo. Devido o importante papel do DNA para os seres vivos, o conhecimento sobre o sequenciamento de DNA pode ser útil em praticamente qualquer área da biologia como: estudos evolutivos e filogenéticos, busca da base genética de doenças, clonagem gênica e reprodução. Na medicina o sequenciamento de DNA pode ser útil para identificar, diagnosticar e desenvolver tratamentos para doenças genéticas. Em pesquisas envolvendo patógenos, o sequenciamento pode levar a tratamentos para doenças contagiosas. A biotecnologia pode utilizar as facilidades do sequenciamento para desenvolver produtos e serviços. A metagenômica aprimora estudos filogenéticos sobre o potencial biotecnológico de microrganismos antes desconhecidos, ao analisarem comunidades microbianas diretamente do ambiente natural, independentemente do isolamento e cultivo dos microrganismos. O primeiro passo para a utilização das tecnologias atuais voltadas para a saúde humana foi o sequenciamento completo do genoma pelo Projeto Genoma Humano, realizado com muito esforço entre 1990 e 2000. Projeto Genoma HumanoO Projeto Genoma Humano (PGH) teve como objetivo o sequenciamento dos 3,1 bilhões de bases nitrogenadas do genoma humano. A ordem com que os nucleotídeos são dispostos no DNA é que faz com que uma molécula difira da outra, e é por meio do sequenciamento dos genomas que determinamos estas diferenças. Entre muitas conquistas, este progresso permitiu uma melhor compreensão de como falhas ou anormalidades moleculares causam distúrbios (COLLINS, 1999). Estudos pós genômicosOs estudos pós genômicos fomentaram outras áreas de pesquisa que caracterizaram avanços significativos na “Biologia Molecular do século XXI”, tendo como embasamento, o sequenciamento de DNA. Na proteômica (estudo de proteínas dos tipos celulares e suas interações), por exemplo, especialistas afirmavam que apesar dos grandes avanços que o sequenciamento completo do genoma humano poderia trazer, “para se entenderem os mecanismos químicos e fisiológicos da vida, muitos estudos ainda teriam de ser feitos, sobretudo no campo das proteínas e do metabolismo”. Em Outubro de 2004, foi apresentado ao público geral a Bioinformática. Em um contexto onde a informação genética humana era revelada em números astronômicos de genes sequenciados e armazenados em bancos de dados, como o GenBank norte-americano, a bioinformática se desenvolveu para auxiliar na análise destas informações. Artigos científicos uniam tecnologia e epistemologia, onde destacavam a importância da bioinformática como tecnologia acessória às áreas científicas e à evolução da ciência. Nas últimas duas décadas, as tecnologias de sequenciamento, bem como as suas aplicações, têm evoluído e se difundido rapidamente, de modo que se tornam cada vez mais rápidas, acuradas e com custo relativamente menor. Sequenciamento ClássicoKwok & Chiang (2016) relatam que o método tradicional de sequenciamento demanda uma grande quantidade de material genético, o que pode inviabilizar as análises em ampla escala. Primeira Geração – SangerNeste método, é utilizada polimerização de DNA com incorporação de dideoxinucleotídeos marcados, método automatizado nos últimos dez anos, permitindo a execução dos diversos projetos-genoma. Porém, abordagens metagenômicas modernas aplicam distintas técnicas de sequenciamento de segunda geração, que permitem estudar genomas microbianos completos a partir de amostras ambientais e permitem a formação de grandes bibliotecas. Embora distintas, as técnicas de Sanger e NGS apresentam vantagens e desvantagens, assim como limitações de custo/benefício para obter e gerar dados. A principal vantagem do método de Sanger é, sem dúvida, o maior tamanho dos reads gerados e a precisão da base gerada (base calling), que tende a ser 10x maior que nos métodos de nova geração. Nova Geração – NGSAs novas tecnologias de sequenciamento, ou tecnologias de sequenciamento de nova geração (Next Generation Sequencing-NGS), começaram a ser comercializadas em 2005 e estão evoluindo rapidamente. Todas essas tecnologias promovem o sequenciamento de DNA em plataformas capazes de gerar informação sobre milhões de pares de bases em uma única corrida. Apesar de se diferenciarem consideravelmente entre si todos os sequenciadores de NGS se baseiam no processamento paralelo massivo de fragmentos de DNA. Enquanto, um sequenciador de eletroforese processa, no máximo, 96 fragmentos por vez, os sequenciadores de nova geração podem ler até bilhões de fragmentos ao mesmo tempo. A importância do sequenciamento de nova geração torna-se evidente em casos que necessitam de medicina especializada, na qual o diagnóstico, tratamento e terapias dependem de análises moleculares individuais, como é visto em muitos tipos de câncer. Por outro lado, a utilização difundida desta tecnologia ainda é um desafio devido ao fato de atualmente seu custo ser considerado alto (HUSNESS, 2011). Quer saber mais sobre a comparação dos métodos de sequenciamento de DNA e as plataformas utilizadas? Veja o artigo que preparamos! Referências CHRYSTOJA, C. C.; DIAMANDIS, E. P. Whole genomic sequencing as a diagnostic test: challenges and opportunities. Clinical chemistry 2014;60(5):724-733. Qual a importância do DNA na transmissão das características entre gerações?O DNA é responsável por transmitir todas as informações genéticas para as células filhas. Mendel foi o primeiro a suspeitar que existiam unidades responsáveis por transmitir características, entretanto, diversos trabalhos foram realizados até que o DNA fosse reconhecido como o portador das informações genéticas.
Como o DNA é transmitido de geração em geração?Os filhos herdam dos pais as informações genéticas contidas nos genes e a partir disso desenvolvem suas características; Os genes são transmitidos através dos gametas (espermatozoides e óvulos), de uma geração a outra.
Qual a importância do DNA na hereditariedade?O DNA (ácido desoxirribonucleico) é um ácido nucleico que se relaciona com a hereditariedade, pois apresenta informações genéticas de cada indivíduo e garante sua transmissão. O DNA (ácido desoxirribonucleico) é um ácido nucleico essencial para a transmissão das nossas características para nossos descendentes.
O que é o DNA e qual sua importância para os seres vivos?O DNA é uma molécula extremamente importante para os seres vivos. São funções do DNA: Armazenar e transmitir as informações genéticas. Funcionar como molde para a síntese da molécula de RNA.
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Qual a importância do DNA na transmissão de características entre gerações?
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