Diferenças básicas entre DNA e RNA

              O post anterior foi referente à molécula de DNA, mas o que o RNA tem de diferente?


  • O RNA é unifilamentar;
  • Seu açúcar é a Ribose;
  • Em relação às bases nitrogenadas, no lugar de timina teremos a uracila, logo a complementariedade do de bases no RNA é A-U e C-G (a uracila é exclusiva do RNA e a timina é exclusiva do DNA);
  • Existem três tipos de RNA: mRNA (RNA mensageiro), tRNA (RNA transportador) e rRNA (RNA ribossomal);
  • O DNA guarda as informações genéticas, e o RNA vai carregar o código dessas informações até o ribossomo, tais informações serão “traduzidas” para a formação de novas proteínas através de polipeptídios. Os processos de transcrição e tradução serão vistos nas próximas duas postagens;
  • Ele é formado no núcleo e migra para o citoplasma, já o DNA é encontrado no núcleo e nas mitocôndrias ou no núcleo e nos cloroplastos, no caso das plantas.


  • Imagem ilustrando a diferença das bases nitrogenadas que o DNA possui e as bases que o RNA possui.

    Referência:
    GRIFFITHS, A.J.F. et al. Introdução a Genética, 7ed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Koogan S.A., 2002, 786p.

    Obs.: sempre vou referenciar os textos, caso alguém queira se aprofundar no assunto ou ler mais a respeito.
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    Organização da ecologia

    Já falamos um pouco a respeito do que é a ecologia e o que ela estuda, agora vamos ver como ela é delimitada. A ecologia está organizada em níveis hierárquicos, ou seja, seus níveis estão dispostos de acordo com uma classificação. Essa hierarquia é a seguinte: população (grupos de indivíduos da mesma espécie), comunidade (reúne todas as populações de uma dada área), ecossistema ou sistema ecológico (interação da comunidade e ambiente não vivo), paisagem (área heterogênea composta de um agregado de ecossistemas em interação que se repetem de maneira similar por toda a sua extensão), bioma (grande sistema regional ou subcontinental caracterizado por um tipo principal de vegetação ou outro aspecto) e finalmente a ecosfera (inclui todos os organismos vivos da Terra interagindo com o ambiente físico).
    As hierarquias da natureza são aninhadas, isso quer dizer que o nível seguinte é composto por duas ou mais unidades do nível anterior, já as hierarquias da sociedade humana são não aninhadas, onde o nível seguinte não depende da união de várias unidades do nível anterior. Por exemplo, na natureza, para termos uma comunidade devemos ter várias populações, para aí sim receberem o nome de comunidade. Na sociedade humana, o gerente não é composto de vários subordinados, mas sim um único indivíduo que recebe as atribuições para que atinja um nível superior.
    Na natureza, quando as unidades de um nível se unem para constituírem um nível superior, podem surgir propriedades que não existiam nos níveis inferiores, tais propriedades são denominadas propriedades emergentes. As propriedades emergentes não são a soma das propriedades individuais, e sim novas características que surgem a partir da interação das unidades inferiores, os componentes não se “fundem” nem alteram sua natureza básica, e sim se integram. Um exemplo do surgimento desse tipo de propriedade ocorre da interação entre as algas e animais celenterados (invertebrados de vida marinha, em sua grande maioria) produzindo um coral, fazendo com que haja um eficiente mecanismo de ciclagem de nutrientes que permite ao sistema combinado manter uma alta taxa de produtividade em águas com baixo teor de nutrientes. Quando realizamos a soma dos comportamentos individuais temos as propriedades coletivas, a taxa de natalidade é um exemplo disso, pois é a soma dos nascimentos de indivíduos em um período determinado de tempo. E ainda existem algumas coisas que operam em todos os níveis, são as chamadas funções transcendentes, como por exemplo, a energética. Não interessa o nível, sempre haverá alguma fonte de energia. Ainda temos o comportamento, desenvolvimento, diversidade, evolução, integração e regulação, que são exemplos de funções transcendentes. 

    A produtividade e diversidade dos recifes de coral são propriedades emergentes
    somente no nível de comunidades dos recifes

    Ainda existem os termos capital natural e capital econômico. Que significam o que o próprio nome diz, o capital natural corresponde a todos os benefícios e serviços fornecidos às sociedades humanas pelos ecossistemas naturais, e o capital econômico são os bens e serviços prestados pela humanidade ou pela força de trabalho humano. 



    Com tanta coisa para se estudar, em tantos níveis diferentes, como essa galera faz para estudar os ecossistemas? Tudo está interagindo! 

    Realmente, isso é um problema. O ecossistema é o primeiro nível completo da escala hierárquica, pois ele tem todos os componentes necessários para a sua sobrevivência. Antes era realizada ou uma abordagem holológica (do todo), ou merológica (das partes), mas chegou-se à conclusão de que os estudos desse nível devem ser em níveis múltiplos, sendo assim, não se entende o todo sem entender as partes, nem as partes sem entender o todo.


    Referência:
    ODUM, E. P., BARRET, G. W. Fundamentos de Ecologia. 5ed. São Paulo: Cengage Learning, 2011, 612 p.

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    Exercícios de genética - Complementariedade de bases

    Os exercícios a seguir estão relacionados com as duas primeiras postagens do tema GENÉTICA: (São exercícios bastante fáceis, só para fixar o mecanismo da complementariedade)

    1 - Se a timina constitui 15% das bases em uma certa amostra de DNA, que porcentagem das bases deve ser de citosina?
    2 - Se o conteúdo G + C de uma amostra de DNA é 48%, quais são as proporções dos quatro nucleotídeos diferentes?
    3 - Um determinado segmento de DNA tem a seguinte sequência de nucleotídeos em um filamento: 5' - ATTGGTGCATTACTTCAGGCTCT - 3'. Qual deve ser a sequência do outro filamento? (Marque as pontas 5' e 3').
    4 - Em um único filamento de DNA, é possível que o número de adeninas seja maior que o número de timinas?

    RESPOSTAS:

    1 - Aqui temos que levar em consideração a complementariedade das bases, se a amostra possui 15% de timina, obrigatoriamente haverá 15% de adenina. Somando as duas, já temos 30% da amostra, mas e os outros 70%? 35% será de citosina e 35% de guanina, isso devido a complementariedade de bases. Então temos: A = 15%, T = 15%, C = 35% e G = 35%, totalizando 100% da amostra.
    2 - Para resolver este exercício você deve utilizar o mesmo raciocínio do exercício anterior, se G + C correspondem a 48%, G = 24% e C = 24%. Mas ainda faltam 52% da amostra, que são de A + T, então A = 26% e T = 26%.
    3 - O filamento será: 3' - TAACCACGTAATGAAGTCCGAGA - 5'. Lembre-se, A-T e C-G, o contrário também é válido T-A e G-C.
    4 - Sim, pois em um único filamento os pares de base não são complementares. Um exemplo disso é o filamento dado no enunciado do exercício anterior.

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    Como o DNA é constituído?


    Vamos ver agora como é constituída a molécula de DNA. Se você leu a postagem anterior já sabe que o DNA carrega toda a informação necessária para ditar as nossas características, que são expressas na forma de proteínas através dos processos de transcrição e tradução, mas como essas informações estão “escritas”? Agora você vai começar a ver que a genética não é tão simples como nas séries policiais.

    Os cromossomos são a forma como o DNA está organizado.

    Muitos de vocês já devem ter visto alguma representação gráfica do DNA, ele é composto por dois filamentos que estão organizados em uma dupla hélice, similar a uma escada em caracol. Esses filamentos são compostos por uma cadeia de materiais estruturais chamados de nucleotídeos, e CADA nucleotídeo possui um grupamento fosfato, uma pentose – açúcar desoxirribose no DNA, e uma base nitrogenada, que pode ser uma das quatro bases nitrogenadas diferentes, adenina (A), timina (T), citosina (C) ou guanina (G). Por isso, no post anterior eu havia dito que o nosso “livro de receitas” possui somente as letras A, T, C, G, pois são as letras iniciais das bases nitrogenadas que servem para designar um dos quatro nucleotídeos. Um gene corresponde a uma sequência específica desses nucleotídeos, que será posteriormente transcrito e traduzido para dar origem a uma proteína.

    Os componentes do nucleotídeo: grupo fosfato, açúcar
    pentose (desoxirribose no DNA) e base nitrogenada
    (A, T, C ou G)

    Os carbonos da pentose do nucleotídeo são numerados, como você pode ver na figura acima, de 1’ até 5’ (os números são seguidos por apóstrofo mesmo). No DNA, os nucleotídeos são conectados uns aos outros nas posições 3’ e 5’, assim, a cadeia de nucleotídeos possui uma polaridade, com uma ponta tendo o grupo fosfato 5’ e outra um grupo 3’ OH. O fosfato e o açúcar são ligados através de ligações fosfodiéster e a base nitrogenada se liga à pentose por uma ligação glicosídica. Para que os dois filamentos fiquem pareados o outro filamento deve ficar no sentido oposto para que as bases nitrogenadas se liguem, por isso os filamentos tem polaridade contrária, enquanto um está no sentido 5’ – 3’, o outro estará no sentido 3’ – 5’.

    Figura ilustrando a constituição da molécula de DNA (CÉZAR e SEZAR).
    As bases nitrogenadas são mantidas juntas por ligações de hidrogênio, que são ligações fracas. Porém elas não se ligam aleatoriamente, há um pareamento específico para as bases nitrogenadas. A adenina pareia-se apenas com timina, e a guanina apenas com a citosina, ou seja, as bases são complementares. Além disso, as bases são classificadas de duas maneiras, em púricas ou pirimídicas. As bases púricas são aquelas que possuem dois anéis de carbono, compreendendo a adenina e a guanina, e as bases pirimídicas são as que possuem somente um anel de carbono, sendo a citosina e a timina. Uma base púrica específica sempre irá se parear com uma base pirimídica específica. Por isso, A – T e C – G, o contrário também é válido, T – A e G – C.

    Referência:
    GRIFFITHS, A.J.F. et al. Introdução a Genética, 7ed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Koogan S.A., 2002, 786p.

    Obs.: sempre vou referenciar os textos, caso alguém queira se aprofundar no assunto ou ler mais a respeito.
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    Genética?




    De uma forma ou de outra, várias áreas da biologia vão de encontro com a genética em algum momento.
    Apesar de termos tantas pesquisas e descobertas relacionadas à genética ela é uma área nova, com menos de 150 anos de existência. Mas o que É a genética? O mais comum é relacioná-la à hereditariedade, mas o estudo dos fenômenos hereditários já vem sendo feito há muito tempo na humanidade, um exemplo disso é o ato de selecionar os melhores animais de produção e vegetais para se reproduzirem em busca de resultados mais satisfatórios nas próximas gerações, descartando aqueles que não corresponderem às “expectativas”. Na verdade, o objeto central de estudo na genética são os genes. Seja a nível molecular, celular, de organismo, familiar, populacional ou evolutivo, no final das contas, os genes são o foco. Foi em 1865, que um monge agostiniano, Gregor Johann Mendel (imagem acima), fez uma série de experimentos utilizando ervilhas-de-jardim que indicaram a existência de elementos que transmitiam as características dos pais (parentais) para os filhos (prole), hoje conhecemos esses “elementos” como genes. A partir daí então, a genética como um conjunto de princípios e procedimentos analíticos teve início, mas os resultados que Mendel conseguiu   com seus experimentos ficaram "engavetados" e só foram redescobertos em 1900, quando aí sim foi reconhecida a sua contribuição e importância para a ciência através da repetição destes mesmos experimentos por três cientistas, que obtiveram resultados  idênticos independentemente.
               
    O que é material genético?

    Qualquer material biológico que possui DNA (Ácido Desoxirribonucleico) ou  RNA (Ácido Ribonucleico) é considerado material genético, são os ácido nucleicos. Mas o que é o “tal” do RNA? O “tal” do RNA é uma cópia unifilamentar de um trecho do DNA (o DNA possui dois filamentos), porém é uma “cópia funcional”, ou seja, enquanto o DNA “guarda” as informações necessárias (imagine um livro de receitas que possui somente as letras A, T, C, G –  letras correspondentes às bases nitrogenadas, que também servem para diferenciar os nucleotídeos) para a síntese de proteínas (leitura da receita e mão na massa para fazer o bolo), o RNA leva essas informações, na forma de RNA mensageiro (mRNA), até o local onde ocorre essa síntese, geralmente nos ribossomos do retículo endoplasmático (Retículo Endoplasmático Granular ou Rugoso) ou nos ribossomos que estão no citoplasma. Há também outro tipo de RNA, o RNA transportador (tRNA), que vai trazer os aminoácidos (monômeros das proteínas) enquanto o ribossomo lê o mRNA e vão sendo formados os polipeptídios, que posteriormente, um ou a união de vários, formarão as proteínas. 
    Se você está um pouco confuso não se preocupe, haverá novas postagens com todo esse conteúdo explicado detalhadamente, o que você está lendo aqui é só uma abordagem geral.
    Lembra-se dos genes? Eles são trechos da molécula de DNA que carregam as informações para a formação de alguma proteína, sejam estruturais ou componentes ativos no processo celular, como as enzimas. Os genes podem ter várias formas, que são chamadas de alelos; enquanto o gene é um trecho na molécula de DNA o alelo é a forma desse trecho.
    Por exemplo, você possui o gene para a característica do tipo de cabelo, e a população apresenta esse gene de duas formas, alelo A (crespos) e a (lisos). Mas nossos genes estão aos pares, pois somos organismos diploides - 2n (cromossomos aos pares), logo, teremos dois alelos do gene para o tipo de cabelo, podendo ser A com A; A com a; e a com a, mas o cabelo crespo é mais comum que o liso, então ele é dominante em relação ao liso, assim, quando você possui dois alelos diferentes A/a (heterozigoto), o A é expresso na forma de cabelos crespos, sendo o alelo dominante, mas o a não, sendo o alelo recessivo. A combinação A/A (homozigoto dominante) também resultará em cabelos crespos e a combinação a/a (homozigoto recessivo) em cabelos lisos.
    Em uma heterozigose (A/a) que somente a característica dominante é vista, é sinal de que o alelo é haplossuficiente, ou seja, um único alelo dominante leva ao funcionamento quase normal da característica. Mas quando você possui somente um gene dominante, ele também pode ser regulado para produzir mais daquela proteína, permitindo que você possua uma característica normal. Mas os tipos de dominância é assunto para outra postagem.
    Agora podemos começar a imaginar o tamanho da importância do DNA. O conjunto total de informações contidas em todo nosso DNA (genoma), que está organizado na forma de cromossomos, vai ditar as nossas características! Obviamente que o ambiente em que vivemos e outros fatores poderão influenciar na expressividade desses genes, ou seja, se eles vão desempenhar seus papeis plenamente, ou haverá algum problema durante a leitura da “receita” e nosso “bolo” possa sair um pouco diferente do esperado. Quando você olha um organismo, o que você está vendo é proteína ou algo que foi feito por uma proteína, e são os genes que carregam o código da sequência de aminoácidos dessas proteínas.
    Resumindo tudo que você acabou de ler: o DNA é transcrito em RNA (TRANSCRIÇÃO) o mRNA carrega as informações para os ribossomos > o tRNA traz os aminoácidos ao ribossomo de acordo com aquilo que o ribossomo “lê” no mRNA (TRADUÇÃO) > os aminoácidos vão se ligando através de ligações peptídicas para formar os polipeptídios > um ou vários polipeptídios formam uma proteína.


    Mais resumido ainda: DNA > TRANSCRIÇÃO > RNA > TRADUÇÃO > PROTEÍNA.

    Figura ilustrando o processo de replicação (duplicação), transcrição e tradução (CÉZAR e SEZAR).

    Além disso, nosso DNA deve ter a capacidade de ser duplicado para que possamos passar nossas características para as próximas gerações e para que possamos ter uma cópia do nosso material genético em cada célula (a maioria das células tem que ter uma cópia do “livro de receitas” para que ela mesma possa fazer um “bolo”). Esse processo é denominado REPLICAÇÃO e ocorre na fase S do ciclo celular, que veremos posteriormente.
    Outra característica que também é atribuída ao DNA é a sua capacidade de MUTAÇÃO, mas espere um momento, mutação? Sim, mutação. Há processos que fazem com que ocorra a variabilidade alélica dos genes, mudando um pouco a "receita do bolo"  de geração em geração(caso contrário todos os "bolos" seriam iguais), isso pode resultar em mutação ou não, surgindo uma nova característica, benéfica ou não, e aumentando a variabilidade da espécie. Além de aumentar a variabilidade, no decorrer do tempo, MUITO tempo, isso também é matéria-prima para a evolução.

    Referência:
    GRIFFITHS, A.J.F. et al. Introdução a Genética, 7ed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Koogan S.A., 2002, 786p.


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    Entendendo a seleção natural

    Ótimo vídeo explicando a seleção natural, feito pelo Carlos Ruas - Um Sábado Qualquer, e que vale a pena ser compartilhado.


    Futuramente haverão mais postagens relacionadas ao tema, e vale lembrar que a seleção natural é um dos mecanismos envolvidos no processo evolutivo, provavelmente o mais importante, mas não o único.

    Caso tenha alguma ideia para as postagens, ou gostaria de postagens de algum outro assunto relacionado à biologia, deixe sua sugestão nos comentários.
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    Ecologia, o que é?

    Para iniciarmos a “maratona” de conteúdos do blog, achei interessante abordar o que é a ECOLOGIA, que sem dúvidas é a área que dá a “cara” da biologia, mesmo a biologia tendo muitas (e quando digo muitas são MUITAS coisas mesmo) áreas de atuação.
    Hoje se fala muito em sustentabilidade disso, sustentabilidade daquilo e por aí vai, e a ecologia se preocupa justamente com isso, não com a sustentabilidade em si, mas em como nós podemos viver bem em nossa “casa”, esta palavra, ecologia, significa literalmente “estudo da casa”. Quando digo casa, não pense numa casa de alvenaria ou de madeira como a que você mora, mas pense em algo maior, como o nosso planeta. Garanto que quando você está em sua casa (a que você mora) não deve ser muito legal sair jogando lixo no seu quarto (ou atear fogo, vai saber né), pois se você fizer isso vai haver uma consequência. Pense em nosso planeta da mesma maneira, pois em algum momento as consequências surgirão, por mais que demore.
    A ecologia vai estudar as relações entre os indivíduos e o ambiente que eles ocupam. Mas temos uma palavra que é parecida com ecologia, a ECONOMIA, que é o gerenciamento doméstico. Infelizmente ecólogos e economistas são vistos, ou pelo menos eram vistos, como “rivais”, porque o ecólogo é o “cara que SOMENTE se preocupa com a natureza” e o economista é o “cara obcecado SOMENTE por dinheiro”. Na verdade, o correto é que os dois trabalhem juntos, e estão surgindo novas áreas em que os dois devem atuar juntos.
    Historicamente falando a palavra ecologia foi proposta pelo biólogo alemão Ernst Haeckel em 1869, uma data relativamente recente. Mas não é de hoje que o ser humano tenta entender a natureza, desde muito cedo já se buscava o entendimento do clima, das plantas e dos animais, até hoje, com tanta tecnologia, ainda somos dependentes do ambiente natural, o maior exemplo disso é a nossa dependência contínua de água. Porém só damos valor àquilo que o HOMEM faz, e esquecemo-nos de valorizar aquilo que retiramos dos sistemas naturais e, como sempre, só iremos dar valor quando for caro, muito caro.


    Entre os anos de 1968 e 1970, após os astronautas tirarem fotos da Terra vista do espaço, estourou o movimento mundial de consciência ambiental, pois notamos o quanto nosso planeta era solitário e “frágil”. Foi durante a década de 70 que começaram as preocupações com a poluição, crescimento populacional, consumo de alimento e energia e a perda de biodiversidade (principalmente por fatores antrópicos); por isso essa década ficou conhecida como a “década do ambiente”, e no dia 22 de abril de 1970 ocorreu o primeiro “Dia da Terra”, mas nas décadas subsequentes de 80 e 90, os temas ambientais foram empurrados para os bastidores, dando lugar a problemas como a criminalidade, Guerra Fria, ou seja, problemas de relações humanas, mas agora, no início do século XXI, os problemas ambientais estão cada vez mais voltando à tona, pois a exploração dos sistemas naturais sem um pingo de consciência continua.

    Referência:
    ODUM, E. P., BARRET, G. W. Fundamentos de Ecologia. 5ed. São Paulo: Cengage Learning, 2011, 612 p.

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