ROSA VERMELHA

ROMARIA

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V
Ao querido amigo Juliano queremos parabenizá-lo pela sua bela iniciativa de uma dedicação espiritual. Abraços de Virgínia e Carlos

BIOQUÍMICA. 12 - DNA E TRANSCRIÇÃO GENÉTICA

TRANSCRIÇÃO DO DNA

As características hereditárias que são transmitidas de pais para filhos se devem a uma propriedade fundamental dos seres vivos pela qual se mantém a perpetuação da espécie. Esta propriedade dos seres vivos de transmitirem aos seus descendentes as suas qualidades específicas repousa sobre uma molécula altamente diferenciada que tem a capacidade de armazenar todas essas propriedades em forma de código que é o DNA. Na verdade, o DNA é a molécula da hereditariedade cuja capacidade de armazenar todas as características da espécie se assenta na forma como é disposta todas essas informações. A natureza usou a forma de código para armazenar as informações genéticas por várias razões: primeiro por ocupar menor espaço dentro da molécula, segundo por apresentar a possibilidade de mudanças quando assim for necessárias como, por exemplo, numa mutação para melhor desempenho do ser vivo e terceiro por ser mais facilmente traduzido pelos mecanismos de reconhecimento da mensagem como na síntese de proteínas pelos ribossomos. Para que o código genético contido na molécula de DNA possa ser traduzido na forma de proteínas é necessário que ele seja transportado até o local onde se encontram os ribossomos, isto é, o retículo endoplasmático rugoso que se localiza no citoplasma ao passo que o DNA está trancafiado dentro do núcleo. Portanto, há necessidade de se transportar a informação do DNA para os ribossomos a fim de ser traduzida. Para esse desiderato existe um mecanismo preciso de se copiar uma informação do DNA e leva-la até o citoplasma sem qualquer alteração mediante o concurso de uma outra molécula especialmente destinada a esta função que é o RNA mensageiro (RNAm). Então podemos entender por transcrição o processo pelo qual um trecho da molécula do DNA é copiado e transcrito na molécula do RNA. No processo de transcrição se copia um determinado trecho do DNA de cada vez que corresponde a um gen ou gene. O mecanismo de transcrição é muito complexo e envolve muitos fatores além da enzima RNA polimerase que vai construir (sintetizar) a molécula do RNA correspondente. Existe em cada trecho do DNA correspondente a um gene uma limitação tanto no início quanto no final o que é necessário para que a cópia seja limitada exclusivamente a este fragmento selecionado. O início do trecho do DNA a ser copiado está marcado com uma sequência de bases nitrogenadas específicas (TATA) que é reconhecida pelos fatores de iniciação. A este ponto especial do trecho de DNA denominamos de PROMOTOR. E o final do fragmento que está sendo copiado o de TERMINAÇÃO, reconhecido agora somente pela RNA polimerase. Para  dar  início a uma cópia de uma tira da molécula de DNA é necessário antes que os fatores de iniciação abram uma abertura na molécula de dupla fita do DNA,  pois somente uma das fitas do DNA é copiada, justamente aquela que não contém o código desejado. Isso se explica porque no momento da síntese proteica nos ribossomos será traduzida a fita complementar que não foi copiada e que continha a informação desejada pelas moléculas do RNA transportador de aminoácidos. Assim, a proteína formada será correspondente ao código do DNA que não foi copiado pelo RNA mensageiro. Por outro lado, o RNA recém-sintetizado pela RNA polimerase não está totalmente acabado para partir rumo aos ribossomos, mas deve ainda sofrer algumas modificações dentro do núcleo antes de iniciar sua viagem para o citoplasma, isto é, muitos trechos do RNA recém-formado não correspondem a nenhum código e por isso devem ser retirados do RNA  a fim de prepara-lo para o transporte contendo somente a informação completa do DNA. A molécula do RNA recém-formada é constituída de dois trechos distintos na sequência dos nucleotídeos, isto é os EXONS e os INTRONS. Os exons contêm a informação correta e os introns não, portanto os introns são removidos enzimaticamente deixando na molécula do RNA modificado somente os exons e assim podem partir para os ribossomos com livre passagem pelos poros nucleares.

BIOQUÍMICA. 11 - RIBOSSOMOS E SÍNTESE DE PROTEÍNAS

TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO

                                                               TRADUÇÃO

Assim que se tiver completado a transcrição de um trecho selecionado do DNA e se ter formado o RNA mensageiro  (RNAm) correspondente e após a sua modelação para viagem fora do núcleo inicia-se então o seu percurso passando pelo poro nuclear com destino aos ribossomos localizados no retículo endoplasmático rugoso justaposto ao envelope nuclear. Assim que o RNA mensageiro encontra o ribossomo ele se adere a uma subunidade ribossomal denominada de subunidade menor aciona o acoplamento da outra subunidade denominada de maior e o complexo está preparado para iniciar-se a formação da cadeia peptídica que se transformará após a liberação em uma proteína. Por outro lado, para a iniciação da síntese proteica é necessário o acoplamento dos aminoácidos que são os componentes unitários da proteína. Para esse evento intervém outro tipo de RNA chamado de RNA transportador (RNAt) Para cada aminoácido existe pelo menos um RNA transportador capaz de ligar-se ao aminoácido em uma região específica da molécula e em oposição apresenta outra região composta de três nucleotídeos denominados de ANTICÓDON. É importante de se salientar que o anticódon do RNAt vai ligar-se ao CÓDON do RNAm, agora RNA robossomal,  de acordo com o pareamento das bases nitrogenadas encontrada no DNA, substituindo a timina pela uracila. Quando da chegada do RNAt com o seu respectivo aminoácido encontrar o ribossomo já preparado com o RNAm, vai se acoplar num determinado local do ribossomo denominado de Sítio P. Existe um códon específico no RNAm para dar início ao processo de síntese do polipeptídio em questão que é o AUG. Portanto, o anticódon do RNAt deve ser UAC, específico para o aminoácido metionina. Assim que se completar o acoplamento do códon de iniciação já outro RNAm com seu aminoácido se acopla ao sítio A da unidade maior do ribossomo e a síntese da cadeia polipeptídica se inicia com a ligação (esterificação) entre os dois aminoácidos adjacentes. Assim que tiver completado a união entre os dois aminoácidos o RNAt da iniciação se move para outro local do ribossomo denominado de sítio E se desprende do complexo ribossomal. Dessa forma o processo da formação da cadeia pepídica se se completa até chegar ao códon do RNAm denominado de códon de terminação liberando a cadeia peptídica para o meio exterior onde irá se transformar em uma molécula proteica completa.

BIOQUÍMICA. 10 - SISTEMA DE VESÍCULAS INTRACELULARES

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

                                                        COMPLEXO DE GOLGI

A célula possui um intrincado sistema de membranas internas que perfazem importantes e complexas funções  essenciais ao seu funcionamento  e a sua  conservação. Aderido ao envelope nuclear (carioteca) encontra-se um sistema de membras de conformação vesicular denominado de retículo endoplasmático que por seu aspecto e função se divide em dois compartimentos distintos, a saber: Retículo endoplasmático rugoso ou granular (REG) e retículo endoplasmático liso ou agranular (REA).  O REG está intimamente ligado ao envelope nuclear por força de sua própria função, isto é, a de receber os RNA mensageiros que trazem as informações do DNA para síntese de proteínas dentro dos próprios ribossomos. Aliás, o nome de REG advém da quantidade de grânulos de ribossomos aderidos à vesícula endoplasmática. Além dessa importante função o REG exerce também a função de transporte, particularmente a de proteínas. O REA se caracteriza por não apresentar granulosidades conferidas pela presença dos ribossomos. Todavia, o REA apresenta também funções essenciais ao funcionamento da célula como: Transporte, síntese de lipídios, armazenamento do cálcio e detoxificação da célula. Quanto ao armazenamento de cálcio podemos citar duas importantes funções do REA: a da contração muscular e o da calcificação dos ossos e dentes. As proteínas sintetizadas no REG na maioria dos casos ainda não estão com a conformação definitiva para serem exportadas pela célula e, portanto devem sofrer algumas modificações no sentido do seu acabamento para então serem secretadas para o meio exterior da célula. Essas modificações posteriores à síntese das proteínas pelos ribossomos são executadas num outro sistema de vesículas conhecido como aparelho ou complexo de Golgi. Esse complexo de vesículas situado próximo ao retículo endoplasmático tem justamente a função de dar o acabamento final às proteínas para exportação como também o de empacotamento para a viagem até à membrana celular e posterior excreção. Além dessa função o complexo de Golgi exerce outras múltiplas funções importantes como a síntese de lipídios e formação dos lisossomos que são as organelas implicadas na digestão de material nocivo à célula.

BIOQUÍMICA. 9 - GLICÓLISE

A glicólise é um via metabólica de oxidação da glicose na ausência de oxigênio e, embora produza baixo rendimento energético, somente 2 ATP por molécula de glicose, muitas células, particularmente bactérias obtém  sua única fonte de energia somente da glicólise. O produto final da oxidação da glicose por esta via é o piruvato, isto é, para cada molécula de glicose produz-se 2 moléculas de piruvato. A glicólise sob o ponto de vista de produção de energia é muito ineficiente, todavia esta via é muito importante como elemento de integração com outras vias metabólicas, particularmente com a gliconeogênse. O processo de oxidação da glicose por esta via metabólica apresenta algumas características importantes que são comumente divididas em etapas ou fases. A primeira etapa é a reação de fosforilação da glicose convertendo-a em glicose-6-fosfato. Esta primeira etapa é muito importante porque torna a glicose impermeável à membrana celular e, por isso, retendo a molécula de glicose no interior do citoplasma como garantia para sustentar as reações seguintes do fluxo glicolítico. Além do mais a fosforilação da glicose a torna mais energética e consequentemente mais reativa. Nesta primeira etapa é consumida uma molécula de ATP. Duas enzimas realizam a fosforilação da glicose: a hexoquinase e a glicoquinase. A primeira é encontrada particularmente nos músculos e a segunda no fígado. A segunda reação é a transformação da glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato, isto é, uma reação de isomerização catalisada pela enzima fosfoglicoisomerase. A terceira reação é novamente uma fosforilação catalisada por uma importante enzima regulatória chamada fosfofrutoquinase que também consome uma molécula de ATP na reação resultando a molécula de frutose 1-6- bifosfato. A quarta reação consiste na quebra da frutose1-6-bifosfato em duas moléculas de 3 carbonos, quais sejam: gliceraldeido-3-fosfato e dihidroxiacetona-fosfato. Esta reação é catalisada pela enzima aldolase. Até esta fase da glicólise foram consumidas duas moléculas de ATP e produzidas duas moléculas de gliceraldeido-3-fosfato. Podemos notar que até este ponto da glicólise foi consumida energia para a oxidação da glicose resultando duas moléculas de gliceraldeido-3-fosfato. A partir desta fase vai se produzir energia e coenzimas reduzidas a partir da oxidação das duas moléculas de gliceraldeido-3-fosfato. A sexta reação é catalisada pela enzima desidrogenase do gliceraldeido-fosfato produzindo o 1-3-bifosfoglicerato mais NADH. A sétima reação é catalisada pela enzima fosfogliceratoquinase e a primeira fase de produção de ATP, produzindo o 3-fosfoglicerato. A oitava reação é uma reação de isomerização transformando o 3-fosfoglicerato em  2-fosfoglicerato pela enzima fosfogliceromutase. A nona reação é uma reação de desidratação catalizada pela enzima enolase produzindo o fosfoenolpiruvato e finalmente a décima reação é a transformação do fosfoenolpiruvato em piruvato pela enzima piruvatoquinase com produção de uma molécula de ATP. Concluindo o processo da glicólise podemos dizer que houve uma fase de consumo de energia como preparação para a ulterior produção de energia e coenzima reduzida (NADH). Como balanço de energia final pela glicólise temos um saldo positivo de dois ATP.

BIOQUÍMICA. 8 - CITOPLASMA (CITOESQUELETO)

Citoplasma é o espaço intracelular compreendido entre a membrana celular e o envoltório nuclear nas células eucariontes e no espaço integral nas células procariontes. No  citoplasma estão contidos todas as organelas e uma matéria coloidal semi-fluídica chamada citosol. Assim, a célula apresenta uma consistência definida, organizada estruturalmente permitindo que os processos vitais se realizem com exatidão e eficiência. Concorrendo para a manutenção da estrutura celular existem determinadas estruturas rígidas que lhe compõe a arcabouço denominado de citoesqueleto. Essa estrutura confere à célula não somente uma arquitetura definida, mas serve também de vias de comunicação e transporte intracelular. O complexo de citoesqueleto é constituído por diversas proteínas especializadas na manutenção da estrutura celular como também em outras funções específicas como transporte, movimento, locomoção e particularmente na divisão celular. O citoesqueleto é formado por microfilamentos, filamentos intermediários e microtúbulos, além de proteínas destinadas à locomoção de vesículas dentro da célula. Os microfilamentos contém a proteína actina que é contrátil e participa em muitos movimentos da célula como na ciclose, que é o movimento das organelas dentro do citoplasma e na emissão de pseudópodos pelas células fagocitárias. Os microtúbulos são estruturas muito importantes devido estarem presentes em grande número de processos mecânicos realizados pelas células como na divisão celular, formação de cílios e flagelos e via de transporte intracelular. A proteína formadora dos microtúbulos é a tubulina que se encontra na forma de dímero (duas cadeias peptídicas) que se unem na forma de um tubo oco. Uma característica importante dos microtúbulos é a de se formarem e se desfazerem com facilidade atendendo as necessidades da célula.