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BioInfo - A Célula e o Genoma

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Todos os organismos são formados por diversos tipos de células. As células carregam a informação hereditária necessária para se determinar a natureza de um organismo e cada uma delas é capaz de se multiplicar e gerar milhares idênticas a elas mesmas.
Uma única célula ovo de ouriço do mar carrega as informações necessárias para gerar um ouriço do mar. Assim como, uma única célula ovo de camundongo gera um camundongo e uma célula ovo de uma alga marinha Fucus, gera uma alga marinha Fucus.

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Os computadores e equipamentos eletrônicos utilizam um código específico para guardar suas informações e conforme seu tamanho chamamos de bytes, megas, gigas e por aí vai. As células também guardam suas informações em um código, o DNA. Só que ao contrário dos computadores, que hoje não são capazes de ler arquivos muito antigos, o DNA de diversos períodos ainda é processado e entendido por todos os tipos de células.

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Todas as células, sem nenhuma exceção conhecida, armazenam suas informações na forma de moleculas de DNA de fita dupla. Essas moléculas são cadeias poliméricas pareadas formadas sempre por quatro tipos de monômeros, chamados pelas quatro letras A, T, C e G. E como seu código é compreendido pelas maquinarias de qualquer célula, podemos inserir um pedaço de DNA bacteriano em uma celula humana, e as informações serão interpretadas com sucesso.

Cada monômero de uma cadeira de DNA chamamos de nucleotideo. Um nucleotídeo consiste de duas partes: um açúcar (desoxirribose), com um grupo fosfato ligado a ele, chamado açúcar-fosfato, e uma base, que pode ser a Adenina (A), Guanina (G), citosina (C) ou timina (T). Cada açúcar se liga ao próximo por meio do grupo fosfato e as bases se projetam deles. biocel1

Na célula viva, o DNA é formado a partir de um molde derivado do DNA preexistente. As bases da fita preexistente ligam-se com as bases da nova fita seguindo um pareamento rigoroso. A pareia com T e C pareia com G. Assim, a nova fita é formada por pares complementares de As, Cs, Ts e Gs. Essas duas fitas torcidas entre si, formam a dupla-hélice.

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Seguindo o mecanismo descrito, de pareamento de bases, a replicação do dna se dá pela seguinte maneira. Como as ligações entre os pares de bases são fracas, as fitas podem se separar sem danificar seus esqueletos açúcar-fosfato. Com a separação das fitas do DNA parental, inicia-se o pareamento complementar nas duas fitas, agora separadas. Ou seja, a fita do DNA parental serve de molde para a produção de uma nova fita.
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Esses princípios são universais, apesar de variar a velocidade com que ocorrem e moléculas auxiliadoras de célula para célula. O importante é compreender que o DNA é o depósito de informações e a polimerização, ou seja a produção de um polímero, é realizada a partir de um molde.

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Além de se replicar, o DNA deve ser capaz de expressar as informações que carrega, permitindo a síntese de outras moléculas dentro da célula. Para isso é necessário a produção de um “mandante”, que será o RNA. O processo se inicía com uma polimerização a partir de um molde, o processo que acabamos de ver. Chamamos essa fase de transcrição. Nela segmentos de DNA são utilizados de molde para guiar a síntese de moléculas de ácido ribonucleico, o RNA. Em seguida o RNA comanda a síntese de proteínas através de um processo mais complexo, a tradução.

O RNA é formado por um açúcar um pouco diferente do antes visto, a ribose em vez da desoxirribose. Além disso, uma das suas bases é diferente, no lugar da timina, temos a uracila. Na produção do RNA, A pareia com U, T com A, C com G e G com C.

Na transcrição ocorre a formação de uma fita de RNA a partir de uma fita molde de DNA, assim como na replicação. Com isso, temos uma informação contida no DNA reescrita em uma linguagem ligeiramente diferente, consistindo em monômeros de RNA em vez de DNA. O mesmo segmento de DNA pode ser utilizado várias vezes para guiar a síntese de vários RNA. Assim, enquanto o DNA é fixo e inviolável, os RNAs transcritos são produzidos em massa e podem ser descartados e refeitos novamente. Esses RNAs atuam como intermediários na transferência da informação genética, ou seja, eles levam a mensagem do DNA para guiar a síntese de proteínas, por isso são chamados de RNA mensageiros (mRNA).
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Dependendo da sua sequência, o RNA pode tomar conformações especiais. Por ser de fita simples, é mais flexível e pode dobrar sobre si mesmo. Isso acontece em segmentos sequenciais, como GGGG,  cuja associação seria um CCCC. Essas associações fazem com que a cadeia se dobre de uma forma específica, que pode permitir o reconhecimento por outras moléculas ou ainda, catalisar mudanças químicas na célula.
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