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EXPRESSÃO GÊNICA
Uma molécula de DNA não se reduz a uma cadeia longa e repetitiva de nucleotídeos. Em vez disso, ela é dividida em unidades funcionais chamadas genes. Em muitos casos, o produto funcional de um gene é uma proteína ou polipeptídeo. Nem todos os genes determinam polipeptídeos. Alguns fornecem instrução para construção de moléculas funcionais de RNA, tais como os RNAs transportadores e RNAs ribossomais.
Durante a expressão de um gene codificante de proteína, a informação flui do DNA → RNA → Proteína. Esse fluxo direcional de informação é conhecido como o dogma central da biologia molecular. Dois eventos complexos são fundamentais para esse processo: a transcrição e a tradução. Além disso, é fundamental levarmos em conta os caminhos percorridos pelas moléculas envolvidas nos processos acima.
O DNA está contido no núcleo das células, porém, o processo de síntese proteica ocorre efetivamente em estruturas e organelas presentes no citoplasma. Por essa razão, é necessário que a informação genética chegue até esse local por meio do mRNA. Assim que são produzidas, as proteínas podem ficar concentradas dentro da célula, desempenhando funções específicas, ou então são secretadas para desempenhar suas funções em sítios extracelulares.
Quando pensamos em órgãos exócrinos, como o pâncreas, é fundamental que esse processo ocorra perfeitamente. Nesse contexto, podemos tomar como exemplo o hormônio glucagon, que é um polipeptídeo constituído de 29 aminoácidos e é produzido pelo pâncreas. Há, nas células pancreáticas, um gene que contém a informação necessária para produzir esse hormônio. Esse gene é transcrito, traduzido, e a proteína é secretada para a corrente sanguínea, a qual poderá se ligar a um receptor específico presente nas células hepáticas (do fígado), aumentando a liberação de glicose dessas células para o sangue. Entretanto, para que a proteína recém-sintetizada (nesse caso, o glucagon) possa ser direcionada para a secreção corretamente, ela precisa passar por “caminhos” dentro da célula, ser preparada e, então, cruzar a membrana plasmática, em direção ao meio extracelular.
Analise a situação a seguir:
Indivíduo do sexo masculino, 26 anos de idade, acordou às seis horas da manhã e tomou uma xícara de café sem açúcar e comeu duas torradas com manteiga. Saiu de casa às sete horas e chegou por volta das oito horas em seu escritório. Como estava muito atarefado, não teve tempo de comer mais nada durante toda a manhã, tomando apenas 500 mL de água. Quando se preparava para ir almoçar, por volta do meio-dia, seu chefe solicitou que ele viesse até sua sala para discutir alguns dados de vendas do mês. A conversa levou uma hora e meia, e o jovem estava com muita fome, porém estava conseguindo realizar todas as suas atividades normalmente. Ele conseguiu fazer isso porque, mesmo sem se alimentar, seu pâncreas estava produzindo um hormônio, chamado de glucagon, o qual é capaz de elevar a glicemia (nível de glicose no sangue) em situação de jejum. Desse modo, seu cérebro não ficou sem o aporte necessário de glicose para seu funcionamento.
Vamos praticar
Após a leitura e reflexão sobre o caso, você deverá construir uma ‘linha do tempo’ na qual fique evidente as principais moléculas, organelas, enzimas, estruturas e processos envolvidos na transcrição, na modificação do mRNA, na tradução, no processamento/empacotamento e na secreção da proteína (por exemplo, o glucagon).
Exemplo de linha do tempo:
Não se esqueça de disponibilizar suas conclusões no fórum da seção “Compartilhe”.
Resposta:
Transcrição: síntese do mRNA a partir das informações do DNA dentro do núcleo celular. A enzima RNA polimerase é a responsável por encontrar o início da sequência de leitura, fazendo com que a dupla hélice do DNA se separe de maneira que teremos duas fitas, a fita molde e a fita codificadora. O pré-mRNA é formado a partir da fita molde do DNA, sendo assim complementar à fita codificadora. 
Modificação do mRNA: Ainda no núcleo, é adicionado ao pré-mRNA um capuz formado por trifosfato de 7-metilguanosina na extremidade 5’e na extremidade 3’ é acrescentada uma cauda de adeninas. Os íntrons são excluídos do pré-mRNA através do splicing, sendo formado assim o mRNA final.
Tradução: O mRNA maduro é transferido para o citoplasma onde, ao se ligar a um ribossomo, começa o processo de formação da cadeia polipeptídica, iniciada na sequência AUG do mRNA. A partir daqui um aminoácido se liga a uma molécula de tRNA específica, que o transporta para o mRNA, para que assim possa se ligar na sua base complementar. A enzima neste processo é a aminoacil-tRNA sintetase. Deste modo, temos a sequência do mRNA traduzida para uma sequência de aminoácidos unidos por ligações peptídicas, formando uma proteína. A tradução termina quando o ribossomo encontra uma sequência de códigos nonsense. 
Processamento / Empacotamento da proteína: Realizada no retículo endoplasmático rugoso, as proteínas sofrem alterações das suas características funcionais e então passam pelo complexo de Golgi através das cisternas cis, sendo transferidas por vesículas até a cisterna trans. Esse processo tem como função modificar, ordenar e enviar as proteínas para suas devidas funções.
Secreção da proteína: São secretadas pelo complexo de Golgi para desempenhar suas funções na célula.