Genoma humano - Genética Aula

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Genoma humano - primeira parte
O DNA é uma molécula altamente estável, devido ao fosfato e a pentose que juntamente com as bases nitrogenadas, compõem a estrutura que forma a dupla hélice de DNA. Por ser altamente estável pode facilmente ser separado, pela ruptura das membranas plasmáticas e nuclear de uma célula nucleada, que contém DNA, como os leucócitos. Hemácias, por exemplo, não servem para a análise de DNA, por serem anucleadas. 
A duplicação de DNA é um processo semi-conservativo e acontece antes de divisões celulares, sejam meioses ou mitoses. A duplicação se inicia com a DNA girase, que desenrola a cadeia de DNA. A helicase rompe as ligações de hidrogênio da duplas hélice. Depois é a vez da primase, que sintetiza o RNA primer, que demarca onde deverá iniciar a duplicação. A DNA polimerase reconhece o RNA primer e começa a adicionar nucleotídeos, por complementaridade, a região 3' dessa estrutura. Como a molécula de DNA é muito grande, existem várias origens de replicação, que formam as bolhas de replicação. Quando essas várias fitas precisam ser unidas, a DNA polimerase, por ação nucleásica, retira os RNA's primers, e a DNA ligase promove, por ligação covalente, a junção desses fragmentos.
Como a duplicação ocorre sempre e muito rapidamente, é comum existirem erros de replicação, que são a principal fonte de mutações no nosso genoma. Tais erros acontecem pois fatalmente a DNA polimerase promoverá o pareamento errado de algum nucleotídeo. Uma outra fonte importante de erro no nosso genoma são as mutações espontâneas, que ocorrem devido aos inúmeros processos de divisões celulares pelas quais passamos no decorrer da vida. Esses erros são acumulados no nosso genoma, mas raramente são expressos, já que geralmente atingem regiões não codificantes (97% do genoma humano).
Para controlar esses erros de replicação e as mutações aleatórias do nosso DNA existem mecanismos de reparo, como a DNA polimerase de ação nucleásica, que remove nucleotídeos, e a proteína T53, codificada pelo gene TP53, que faz parte dos genes supressores tumorais, considerados os "guardiões do genoma". Essa proteína identifica erros no processo de replicação e tenta corrigi-los. Quando não consegue, induz a célula ao processo de apoptose.
Uma mutação no gene TP53 resultará na não produção da proteína T53 em um indivíduo. Assim, erros acumulados no genoma, por replicação ou mutação espontânea, se acumularão, podendo formar tumores. Essa é a Síndrome de Le-Fraumeni, que é uma doença autossômica dominante.
O RNA, por sua vez, é uma molécula altamente instável, formado por uma única fita. Para tentar se estabilizar, ele promove o pareamento entre nucleotídeos de sua própria estrutura, formando loopings. Por ser bem instável, é difícil o estudo de RNA de um indivíduo, já que quando se rompem as membranas plasmática e nuclear, o RNA tende a ser prontamente degradado por enzimas citoplasmáticas. O estudo do RNA de um indivíduo serve para analisar a expressão gênica. 
O RNA é produzido a partir de um DNA. Ele pode ser codificante ou não. Um RNA codificante é o RNA mensageiro, que produz uma proteína funcional. Já os RNA's não codificantes são aqueles que participam do processo de transcrição, como o RNA ribossômico e o transportador. Uma outra classe de RNA não codificante são os SMALL RNA, que atuam no controle da expressão gênica.
O dogma central da biologia molecular prega que a partir de um DNA é transcrito um RNA, que participará da tradução de uma proteína.
A transcrição se inicia com a formação de um transcrito primário (RNA) a partir do DNA, sob a atuação da enzima RNA polimerase II. Esse transcrito primário contém éxons, íntrons, região 3' não traduzida e região 5' não traduzida. Esse transcrito primário passará por um processo de splicing, onde serão retirados os íntrons e unidos os éxons. Adiciona-se uma cauda poli-A na região 3' não traduzida, e uma CAP a região 5' não traduzida. Essas estruturas darão maior estabilidade a molécula de RNA.
O RNA mensageiro formado possui, pois, éxons, região 3' não traduzida com cauda poli-A e região 5' não traduzida com CAP. Esse RNA vai para o citoplasma, onde participará do processo de tradução de uma proteína.
Na tradução, há atuação do RNA ribossômico, que se associa ao RNA mensageiro através do ribossomo. A leitura para a produção de peptídeos se dá por códons, que possui anti-códons correspondentes trazidos pelo RNA transportador. A região 3' não traduzida e a região 5' não traduzida não são lidas. A leitura se inicia pelo códon iniciador, a metionina, e termina quando se encontra um códon de parada (stop códons). Quando isso acontece, o RNA ribossômico se dissocia do RNA mensageiro e o peptídeo é liberado no citoplasma, se encaminhando para o RER, onde será processado, originando uma proteína.