Biologia Molecular

Introdução

O um evento momentoso para historia das ciências medicas químico biológicas foi à descoberta da cadeia de DNA por Watson e Crick em 1953. Um acontecimento que marcou a criação de novas áreas e modificou o currículo de diversas outras. Esse descobrimento é responsável por todo o nosso atual conhecimento sobre distribuição e estocagem da informação gênica, pré-requisito fundamental em qualquer retorica bioquímica.

Os primeiros passos na descoberta da existência dos ácidos nucleicos foram iniciados por Miescher em 1868 trabalhou com assiduidade na compreensão do sistema nuclear da célula. Neste mesmo ano é encontrou em resíduos de leucócitos de bandagens cirúrgicas recém-utilizadas, um composto fosforizado que ele denominou de nucleína. Ele observou que essa nucleina tem uma extremidade acida (o DNA) e uma parte básica, feita a base de polímeros proteicos. Na cabeça do espermatozoide do salmão, encontrou um substrato acido bastante semelhante. Não obstante, ele tenha sido o precursor desse projeto, ele não conseguiu decodificar o grupo proteico acido do DNA, sendo essa resolução somente possível partindo de 1940.

Miescher e seus alunos chegaram a deduzir a capacidade de perpetuação de a hereditariedade ser resultado da ação das nucleinas. Contudo, essa percepção analítica só foi realmente conhecida na década de 40, com uma pesquisa interdisciplinar feita por Oswald T. Avery, Colin Macleod. Eles descobriram que se fosse extraído uma extremidade de DNA de uma cepa virulenta da bactéria Cocos típica causadora da pneumonia, rapidamente induzia uma modificação genica que transformava uma cepa não virulenta em virulenta. A conclusão obtida desses parâmetros foi que o DNA transmitia uma codificação geneticamente herdável que era responsável pela permuta do substrato da virulência. Nem todos aceitaram de bons grados essa analise de Avery, acusando-o de negligência por permitir que resquícios de impurezas polipeptídicas vazassem na cadeia de DNA em estudo, tal falha poderia ter sido a causa dos efeitos virulentos terem sido propagados. Essa hipótese logo foi descartada, pois se descobriu que a única enzima que era capaz de alterar a atividade mecânico transformista de uma cadeia de DNA eram as desoxirribonucleases que não foram encontradas no experimento.

O segundo experimento factual na determinação de que o DNA transcrevia todo o complexo hereditário foi dado em 1952, sob tutoria de Alfred Hershey e Martha Chase que se propuseram a utilizar o até então misterioso mapa de rastreamento por radioatividade, assim dois átomos espectrais foram usados: a 32P (fosforo radioativo) e o 35S (enxofre radioativo) demonstrando que, em ocasiões de infecção bacteriana, no caso em estudo foi um bacteriófago, sua interação com a célula hospedeira ( neste exemplo, a Escherichia Coli) resulta na entrada do fosforo contido na extremidade do DNA e no o enxofre da capa viral, que fornece a codificação genica para a posterior dissidência viral.

EM 1940, Erwin Chargaff e outros colaboradores descobriram que as quatro bases nucleotídicas ocorrem em concentrações diferentes nos mais variados sistemas biológicos e as quantidades de certas bases se inter-relacionam mutuamente. Com base nesses dados, Chargaff patenteou quatro pilares transversais no estudo do DNA: 1- a composição de DNA é uma variável entre as diferentes espécies; 2- Diferentes tecidos da mesma espécie, por exemplo, tecido adiposo e tecido muscular tem a mesma concentração endergônica de DNA; 3- a composição nucleica de DNA jamais se altera independente de crescimento, alimentação; 4- os números de bases adenina são equivalentes matematicamente ao numero de bases timina (A=T) e o mesmo vale para a guanina e citosina (G=T).

Para a continuidade dessa tarefa laboriosa, a cientista Rosalind Franklin e colaboradores usaram de um poderoso método de observação com base nos raios X de difração na analise de resíduos gravados em cristalografia de DNA. Em 1950, notou-se que o DNA produzia uma difração singular. A partir disso, houve a conclusão de que o DNA consistia em uma molécula em forma de hélice, com uma primeira volta de 3,4 Angstroms e a segunda volta de 34 Angstroms. O questionamento do momento era aliar essa teoria obtida na difração de raios X com os modelos de ligações das bases nitrogenadas, A=T e C=G. EM 1953, Watson e Crick revolucionaram a historia das ciências medicas pela criação de um modelo que suprisse todos os dados disponíveis. O modelo consiste de uma dupla fita de DNA unida por uma conformação estrutural em hélice, na qual rotação era no sentido horário, formando um eixo com pendencias para o lado direito. Voltado para o meio aquoso, estão o esqueleto hidrofílico de grupos carbônicos da desoxirribose e fosfato negativamente carregados. O anel furanosídico de cada grupo de desoxirribose está no pareamento endo em C-2’. As bases pirimídicas e purínicas estão em junção muito próximas chegando a perpendicularidade, com suas estruturas hidrofóbicas confinadas no interior da hélice. O conhecido sulco principal e secundário de DNA é formado pelo pareamento dessas duas conformações.

Síntese de Ácidos Nucleicos

O presente trabalho tem como princípios disciplinares o estudo analítico sobre a ação geradora dos ácidos nucleicos propulsores da logica fásica da biologia: DNA e RNA.

A capacidade de armazenamento e leitura de informações foi crucial para a evolução e difusão das células vivas por mais de 3,5 bilhões de anos. Essa capacidade armazenamento é outorgada na forma de um gigantesco composto proteico denominado DNA, o qual hereditariamente transmite sinalizações e estímulos qualificativos para o processamento evolutivo da vida. Essas moléculas de DNA consistem de cadeias polimerizadas de muitos mois de interações covalentes de estruturas não ramificadas, basicamente formadas pelas bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina e tirosina. Essas bases monômeras são sequenciadas em um alinhamento continuo, predisposto a leitura codificadora da informação genética, similarmente a um computador que tem com os algoritmos 0 e 1 toda sua capacidade de interpretação de processamento de arquivos. Experiências feitas com DNA de humanos e bactérias mostraram que em situações ocorriam uma introdução de um fragmento de DNA de uma bactéria a uma célula humana ou vice-versa, as informações nela contida eram nitidamente identificadas e reproduzidas. Usando essa metodologia, os cientistas conseguiram a obtenção da leitura completa dos monômeros constituintes do DNA, e fugazmente conseguiram a nítida codificação sobre a gênese hereditária intrínseca

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