Introdução à Biologia/Genética/Organização estrutural do material genético

Estrutura do DNA

O DNA (abreviatura de Ácido Desoxirribonucleico) é a molécula orgânica que, quando transcrita em RNA, tem a capacidade de codificar proteínas. Ele é composto por carboidratos (pentoses), radicais fosfatos e bases nitrogenadas. As bases nitrogenadas do DNA são:

Adenina (A)
Guanina (G)
Citosina (C)
Timina (T)

A Cadeia de DNA apresenta-se enrolada em uma estrutura dupla-hélice que uma vez no núcleo recebe a ação de histonas e se enovela para formar as cromatinas.

Para formar a cadeia em dupla-hélice, característica do DNA, a Adenina se liga por meio de pontes de hidrogênio à Timina, e a Citosina se liga à Guanina. As pontes de hidrogênio que se formam entre as bases nitrogenadas mantêm unidas as duas cadeias da molécula do DNA. Entre a adenina e a timina se formam duas pontes de hidrogênio e entre a guanina e a citosina formam-se três.

Genes

Material genético formando um cromossomo.

O gene é um pedaço do DNA (ADN) formado por uma sequência de nucleotídeos que pode ser transcrito em RNA, sendo uma parte do cromossomo. Os genes podem produzir proteínas assim como gerar características físicas dos indivíduos.

Genes alelos

Alelos são um conjunto de genes que ocupam locus correspondentes em cromossomos homólogos e que atuam num mesmo caráter, determinando alternativas iguais ou diferentes. O gene que determina olhos castanhos, por exemplo, é alelo do gene que determina olhos claros.

Homozigóticos e heterozigóticos

Homozigótico corresponde à condição em que os dois genes de um par de alelos são idênticos. Assim, se considerarmos a característica cor de olho, por exemplo, podemos dizer que indivíduos AA ou aa são homozigóticos em relação ao par de genes que determina essa característica.

Heterozigótico corresponde à condição em que os dois genes de um par de alelos são diferentes entre si. Utilizando o mesmo exemplo, os indivíduos Aa são heterozigóticos. Indivíduos de genótipos AA e Aa têm fenótipo olhos escuros e indivíduos de genótipo aa têm fenótipo olhos claros.

Cromossomos

Um cromossomo ou cromossoma é uma longa sequência de DNA, que contém vários genes, e outras sequências de nucleótidos com funções específicas nas células dos seres vivos.

Cromossomos dos eucariontes

Os eucariontes possuem múltiplos cromossomos lineares dentro do núcleo celular. Cada cromossomo tem um centrômero e um ou dois braços saindo do centrômero, os cromatídeos. As extremidades dos cromossomos possuem estruturas especiais chamadas telómeros. A replicação do DNA pode iniciar-se em vários pontos do cromossomo.

Cromossomos dos procariontes

Os cromossomos das bactérias podem ser circulares ou lineares. Algumas bactérias possuem apenas um cromossomo, enquanto outras têm vários. O DNA bacteriano toma por vezes a forma de plasmídeos, cuja função não se encontra bem definida.

Locus

É o local fixo num cromossomo onde está localizado determinado gene ou marcador genético. A lista organizada de loci conhecidos para um cromossomo é chamada de mapa genético. Mapeamento genético é o processo de determinação do locus para um determinado carácter fenotípico.

Transmissão dos genes

Formação dos gametas

Reprodução Sexual – Fase Haplóide e Fase Diplóide

Na reprodução sexual, dois indivíduos produzem descendência que possui características genéticas de ambos os progenitores, introduzindo novas combinações de gene na população. Nos animais, a reprodução sexual compreende a fusão de dois gametas distintos para dar origem ao zigoto. Os gametas são produzidos por um tipo de divisão “especial” designada Meiose, tanto nos animais como nalgumas plantas. Nas plantas superiores e em certas plantas inferiores a meiose é intermediária ou espórica, isto é, realiza-se entre a fertilização e a formação dos gametas. Já no caso dos animais e algumas plantas inferiores, a meiose é do tipo gamética ou terminal, isto é, as duas divisões meióticas acontecem imediatamente antes da formação dos gametas. Os gametas são haplóides (contendo unicamente um “jogo” de cromossomas) enquanto o zigoto é diplóide (contendo dois “jogo” de cromossomas).

Espermatogénese.

Na meiose masculina, os quatro núcleos são incluídos em células individuais (espermatídes), que depois, por um mecanismo de espermatogénese, se diferenciam em espermatozóides (estes possuem capacidade de locomoção, e usualmente tem um flagelo).

Oogénese

Na meiose feminina, só um dos núcleos resultantes da meiose se torna funcional como núcleo do óvulo, e os restantes são diferenciados por divisões desiguais do citoplasma em pequenas células não funcionais, designadas como corpúsculos polares.

Cromossomas XY.

Deste modo, diz-se que a fecundação e a meiose juntas, ocorrendo de forma alternada, constituem um ciclo de reprodução sexual em que existem dois “Jogos” de cromossomas presentes nas células somáticas em indivíduos adultos, que são referenciados como sendo diplóide (2n)(em grego di=dois), mas apenas um ”jogo” de cromossomos presente nos gametas, que são referidos como sendo haplóide (n)(em grego haploos=um). A sua fenomenal característica é que a descendência herda os cromossomos dos dois progenitores, ou seja, no nosso caso (humanos), herdamos 23 cromossomos da mãe, contribuído pelo ovo fertilizado no momento da nossa concepção e 23 cromossomos do pai, contribuídos pelo esperma que fertilizou o óvulo. O ciclo de vida de todos os organismos que se reproduzem sexualmente segue o mesmo padrão básico de alternância entre o número de cromossomos |haplóide e diplóide. Depois da fecundação, o zigoto resultante começa a dividir-se por mitose. Esta única célula eventualmente dá origem a todas as células no adulto, exceto no caso de raros acidentes ao longo do processo.

Assim, é possível afirmar, que a reprodução sexual tem de facto muitas vantagens, e provavelmente levará à sobrevivência a longo prazo das espécies em questão, permitindo a sua evolução.