Síntese de DNA

o Síntese de DNA ocorre como parte da replicação do DNA. O DNA é o portador da informação genética e controla todos os processos vitais. Nos humanos, como em todas as outras coisas vivas, está localizado no núcleo da célula. O DNA é de fita dupla, semelhante a uma escada de corda torcida chamada hélice. Esta dupla hélice consiste em duas moléculas de DNA. Cada uma das duas fitas simples complementares é composta de uma estrutura de moléculas de açúcar (desoxirribose) e resíduos de fosfato, aos quais estão ligadas as quatro bases orgânicas nitrogenadas guanina, adenina, citosina e timina. As duas fitas são ligadas entre si por meio de ligações de hidrogênio entre bases opostas, chamadas complementares. De acordo com o princípio do emparelhamento de bases complementares, apenas as ligações entre guanina e citosina, por um lado, e adenina e timina, por outro lado, são possíveis.

O que é síntese de DNA?

Para que o DNA se replique, o processo de síntese do DNA é necessário. Ele descreve a estrutura do ácido desoxirribonucléico (abreviado como DNA ou DNA). A enzima chave aqui é a DNA polimerase. Só assim é possível a divisão celular.

Para a replicação, a fita dupla torcida de DNA é primeiro desatada por enzimas, chamadas helicases e topoisomerases, e as duas fitas simples são separadas uma da outra. Essa preparação para a replicação real é chamada de iniciação. Agora é sintetizado um pedaço de RNA, que a DNA polimerase precisa como ponto de partida para sua atividade enzimática.

Durante o alongamento subsequente (extensão da fita), cada fita simples pode ser usada pela DNA polimerase como um molde para sintetizar o DNA de contrapartida complementar. Como uma das bases só pode se ligar a uma outra base, é possível usar uma única fita para reconstruir a outra fita associada. Essa atribuição das bases complementares é tarefa da DNA polimerase.

O esqueleto açúcar-fosfato da nova fita de DNA é então ligado por uma ligase. Isso cria duas novas fitas duplas de DNA, cada uma contendo uma fita da antiga hélice de DNA. A nova dupla hélice é, portanto, chamada de semiconservativa.

Ambas as fitas da dupla hélice têm uma polaridade que indica a orientação das moléculas. A direção das duas moléculas de DNA em uma hélice é oposta. Uma vez que a DNA polimerase funciona apenas em uma direção, apenas a fita que está na orientação apropriada pode ser construída continuamente. A outra vertente é sintetizada peça por peça. Os segmentos de DNA resultantes, também conhecidos como fragmentos de Okazaki, são então unidos pela ligase.O término da síntese de DNA com a ajuda de vários cofatores é conhecido como término.

Função e tarefa

Como a maioria das células tem uma vida útil limitada, novas células devem ser formadas constantemente no corpo por meio da divisão celular para substituir as que estão morrendo. As células vermelhas do sangue no corpo humano, por exemplo, têm uma vida útil média de 120 dias, enquanto algumas células intestinais precisam ser substituídas por novas células após um ou dois dias. Isso requer a divisão celular mitótica, na qual duas novas células-filhas idênticas são criadas a partir de uma célula-mãe. Ambas as células precisam do conjunto completo de genes, o que significa que, ao contrário de outros componentes celulares, ele não pode simplesmente ser dividido. Para que nenhuma informação genética seja perdida durante a divisão, o DNA deve ser duplicado (“replicado”) antes da divisão.

As divisões celulares também ocorrem durante a maturação das células germinativas masculinas e femininas (óvulos e espermatozoides). Nas divisões meióticas que ocorrem, o DNA não é duplicado, pois se deseja uma redução pela metade do DNA. Quando o óvulo e as células do esperma se fundem, o número completo de cromossomos, o estado de empacotamento do DNA, é alcançado novamente.

O DNA é essencial para o funcionamento do corpo humano e de todos os outros organismos, pois é a base para a síntese de proteínas. Uma combinação de três bases consecutivas representa um aminoácido, razão pela qual é chamada de código tripleto. Cada tripleto de base é "traduzido" em um aminoácido via RNA mensageiro (mRNA); esses aminoácidos são então ligados a proteínas no plasma celular. O mRNA difere do DNA apenas em um átomo no resíduo de açúcar da estrutura e em algumas bases. O MRNA serve principalmente como um transportador de informações para o transporte de informações armazenadas no DNA do núcleo da célula para o plasma da célula.

Doenças e enfermidades

Um organismo incapaz de síntese de DNA não seria viável, uma vez que novas células precisam ser formadas por divisão celular durante o desenvolvimento embrionário. Erros na síntese de DNA, ou seja, bases individuais incorretamente incorporadas que não seguem o princípio do pareamento de bases complementares, ocorrem com relativa freqüência. Por causa disso, as células humanas possuem sistemas de reparo. Estes são baseados em enzimas que controlam a fita dupla do DNA e corrigem bases inseridas incorretamente usando vários mecanismos.

Para isso, por exemplo, a área ao redor da base errada pode ser recortada e reconstruída de acordo com o princípio de síntese explicado. No entanto, se os sistemas de reparo do DNA da célula estiverem defeituosos ou sobrecarregados, as incompatibilidades de base, conhecidas como mutações, podem se acumular. Essas mutações desestabilizam o genoma e, portanto, aumentam a probabilidade de novos erros no curso da síntese de DNA. O acúmulo dessas mutações pode levar ao câncer. A mutação dá a alguns genes um efeito promotor do câncer (ganho de função), enquanto outros genes perdem seu efeito protetor (perda de função).

Em algumas células, no entanto, uma taxa de erro aumentada é até desejável a fim de torná-las mais adaptáveis, por exemplo, em certas células do sistema imunológico humano.