Diferenças entre genes bacterianos e genes eucarióticos

Gene, na definição da genética clássica, é a unidade fundamental da hereditariedade. Cada gene é formado por uma sequência específica de ácidos nucléicos - as biomoléculas mais importantes do controle celular, pois contêm a informação genética. Existem dois tipos de ácidos nucléicos: ácido desoxirribonucléico (DNA) e ácido ribonucléico (RNA). Pensava-se que o ser humano possuía aproximadamente 100 000 genes nos seus 46 cromossomos,1 porém estudos atuais sobre o genoma identificaram entre 20 000 e 25 000 genes.2

Dentro da genética moderna, o gene é uma sequência de nucleotídeos do DNA que pode ser transcrita em uma versão de RNA. O termo gene foi criado por Wilhem Ludvig Johannsen. Desde então, muitas definições de gene foram propostas. O gene é um segmento de um cromossomo a que corresponde um código distinto, uma informação para produzir uma determinada proteína ou controlar uma característica, por exemplo, a cor dos olhos.

Atualmente, diz-se que um gene é um segmento de DNA que leva à produção de uma cadeia polipeptídica e inclui regiões que antecedem e que seguem a região codificadora, bem como sequências que não são traduzidas (íntrons) que se intercalam aos segmentos codificadores individuais (éxons), que são traduzidos.

Este esquema ilustra o gene eucarioto com relação à estrutura do DNA e um cromossoma (direita).

Índice [esconder]

1 Teoria "um gene - uma enzima"

1.1 Hipótese de Beadle e Tatum

2 Controle da síntese de polipeptídios

3 Diferenças entre genes bacterianos e genes eucarióticos

3.1 Genes interrompidos dos organismos eucarióticos

3.1.1 Intrão e Exão

4 Bibliografia

5 Referências

6 Ver também

Teoria "um gene - uma enzima"[editar | editar código-fonte]

Os primeiros indícios experimentais de que os genes atuam por meio do controle da síntese das enzimas foram em meados da década de 1930. Os pesquisadores George Beadle (1903-1989), Edward Lawrie Tatum (1909-1975) mostraram que a cor alterada do olho mutante da mosca Drosophila melanogaster devia-se à incapacidade do inseto realizar uma reação química específica na via metabólica da síntese de um pigmento visual.

Entusiasmado com os resultados obtidos com o estudo da mosca, mas cientes de que aquele organismo muito complexo para o teste de sua hipótese, Beadle e Tatum resolveram utilizar um organismo mais simples em seus experimentos: o bolor rosado do pão, Neurospora crassa.

Hipótese de Beadle e Tatum[editar | editar código-fonte]

Beadle e Tatum imaginaram que, para produzir todos os seus componentes, as células do fungo deviam realizar milhares de reações químicas, cada uma delas catalisadas por uma enzima específica. Se a hipótese de que cada enzima é codificada por um gene específico estivessem corretas, para cada reação metabólica devia haver um gene correspondente, responsável pela produção de enzima catalisadora específica. O que aconteceria se um desses genes essenciais à sobrevivência sofresse mutação, produzindo uma forma inativa da enzima?

Sendo a neurospora haploide, um mutante para um gene essencial não sobreviveria, a menos que a substância codificada pelo gene fosse fornecida ao organismo como alimento. Essa ideia levou Beadle e Tatum a realizar um conjunto de experimentos com Neurospora pelo qual eles receberam, em 1958, o Nobel de Fisiologia ou Medicina.

Em uma primeira etapa, para aumentar a frequência de mutação dos genes, Beadle e Tatum irradiaram esporos do fungo com raios X. Os esporos irradiados eram colocados em tubos de ensaio que continham diferentes meios de cultura. Para selecionar um mutante incapaz de produzir o aminoácido arginina, por exemplo, bastava suplementar o meio mínino com arginina: os fungos mutantes absorviam essa substância do meio e sobreviviam à sua deficiência genética. Um problema dessa técnica é que nos meios mínimos suplementados cresciam também fungos selvagens, isto é, que não haviam sofrido mutações. Como diferenciar um fungo, em que o gene para sintetizar arginina é funcional (arg+), de um fungo mutante, portador de um alelo defeituoso do gene (arg-)?

Beadle e Tatum encontraram a solução retirando uma pequena amostra de cada fungo cultivado no meio suplementado e transferindo-a para meio mínimo. Os fungos que se desenvolviam em meio mínimo eram, com certeza, selvagens (arg+); os que não se desenvolviam no meio mínimo eram mutantes, naquele caso incapazes de produzir arginina (arg-).

Controle da síntese de polipeptídios[editar | editar código-fonte]

Os resultados dos experimentos de Beadle e Tatum consolidaram a "teoria um gene - uma enzima", que foi logo ampliada para o gene - uma proteína que se dividiu e acabou formando aminoácidos , pois ficou claro que os genes controlavam a síntese de qualquer proteína, e não apenas das proteínas enzimáticas. Quando se descobriu que uma proteína podia ser formada por mais de uma cadeia polipeptídica, cada uma delas condicionada por um gene diferente, a teoria tornou-se ainda mais abrangente e passou a ser denominada teoria "um gene - um polipeptídio".

A hemoglobina humana, por exemplo, é formada por quatro cadeias de tipos de polipeptídios: alfa e beta. Os dois loci gênicos responsáveis pela produção desses polipeptídios localizam-se em cromossomos humanos diferentes.

Diferenças entre genes bacterianos e genes eucarióticos[editar | editar código-fonte]

Genes interrompidos dos organismos eucarióticos[editar | editar código-fonte]

Em bactérias, a sequência de aminoácidos de um polipeptídio corresponde exatamente à sequência de bases do segmento de DNA que foi transcrito para o RNA. Os cientistas costumam dizer, por isso, que em bacterias há colinearidade entre as cadeias polipeptídicas e os segmentos de DNA que as codificam.

Nos organismos eucarióticos, a situação é diferente; a maioria das cadeias polipeptídicas não é perfeitamente colinear à sequência de bases do DNA que as codifica. A razão