O que é DNA?

Ácido desoxirribonucleico — ou DNA — é uma molécula que serve como material hereditário contendo instruções biológicas que tornam cada ser humano e outro organismo único. Durante a reprodução, organismos adultos passam seu DNA e seu conjunto de instruções para seus descendentes.

A estrutura e a composição do DNA

O DNA é composto de nucleotídeos, que são essencialmente blocos de construção química. Os nucleotídeos se unem em cadeias para formar uma fita de DNA e contêm três partes: um grupo fosfato, um grupo açúcar e um dos quatro tipos de bases químicas:

• Adenina (A)
• Guanina (G)
• Citosina (C)
• Timina (T)

Essas bases químicas se juntam para criar as informações encontradas no DNA e as armazenam em um código, com base em sua sequência. Um genoma humano — ou o conjunto completo de instruções do DNA — contém cerca de 3 bilhões de bases e cerca de 20.000 genes em 23 pares de cromossomos.

Onde o DNA é encontrado

O DNA é encontrado em quase todas as células do corpo humano. Ele está localizado principalmente no núcleo (onde também é chamado de “DNA nuclear”), embora também haja uma pequena quantidade nas mitocôndrias. As mitocôndrias são outra parte das células humanas e são responsáveis ​​por converter energia dos alimentos em uma forma que possa alimentar as células.  Coletivamente, todo o DNA nuclear em um organismo é conhecido como seu “genoma”.

Como funciona o DNA

O propósito do DNA é instruir organismos — incluindo humanos — sobre como se desenvolver, sobreviver e se reproduzir. Para que isso aconteça, sequências de DNA — conhecidas como “genes” — são convertidas em proteínas, que são moléculas complexas responsáveis ​​por realizar a maior parte do trabalho em corpos humanos. Embora os genes variem em tamanho — variando de cerca de 1.000 bases a 1 milhão de bases em humanos — eles constituem apenas aproximadamente 1% da sequência de DNA. O restante das sequências de DNA regulam quando, como e quanto de uma proteína é feita. 

São necessárias duas etapas separadas para fazer proteínas usando instruções do DNA. A primeira é quando as enzimas leem as informações fornecidas em uma molécula de DNA e então as transcrevem para uma molécula separada chamada ácido ribonucleico mensageiro, ou mRNA. Uma vez que isso acontece, as informações enviadas pela molécula de mRNA são então traduzidas para uma linguagem que os aminoácidos — também conhecidos como blocos de construção das proteínas — podem entender. A célula aplica essas instruções para ligar os aminoácidos corretos para criar um tipo específico de proteína. Dado que existem 20 tipos de aminoácidos que podem ser colocados juntos em muitas ordens e combinações possíveis, isso dá ao DNA a oportunidade de formar uma ampla gama de proteínas. 

A dupla hélice

Para entender como o DNA funciona, é importante voltar às quatro bases químicas mencionadas anteriormente: A, G, C e T. Cada uma delas se junta a outra base para criar unidades chamadas “pares de bases”. Então, cada base também se liga a uma molécula de açúcar e a uma molécula de fosfato, formando um nucleotídeo. Quando dispostos em duas longas fitas, os nucleotídeos formam o que parece uma escada torcida ou escada em espiral conhecida como “dupla hélice”. Usando o exemplo de uma escada, os pares de bases são os degraus, enquanto as moléculas de açúcar e fosfato formam os lados verticais da escada, mantendo tudo unido. 

O formato da dupla hélice é o que dá ao DNA a capacidade de transmitir instruções biológicas com grande precisão. Isso ocorre porque o formato espiral é a razão pela qual o DNA é capaz de se replicar durante a divisão celular. Quando chega a hora de uma célula se dividir, a dupla hélice se separa no meio para se tornar duas fitas simples. A partir daí, as fitas simples funcionam como moldes para formar novas moléculas de DNA de dupla hélice, que — uma vez que as bases são unidas e adicionadas à estrutura — acabam sendo uma réplica da molécula de DNA original. 

A História e a Descoberta do DNA

Em 1869, o médico e bioquímico suíço Friedrich Miescher descobriu uma substância química em leucócitos humanos. Sua pesquisa se concentrou no conteúdo químico do núcleo de uma célula e, para observá-los melhor, ele examinou pus em bandagens cirúrgicas do hospital local. O pus era conhecido por conter grandes quantidades de leucócitos, então Miescher purificou seus núcleos para entender melhor sua composição. Ao fazer isso, ele foi capaz de isolar uma nova substância química no núcleo, que ele chamou de “nucleína” — mas é conhecida hoje como DNA. Embora tenha havido uma quantidade significativa de pesquisas feitas sobre ácidos nucleicos durante e logo após a vida de Miescher, levaria várias décadas até que os cientistas entendessem seu significado. 

Houve um interesse renovado no DNA a partir da década de 1930, com muitas descobertas importantes logo em seguida, incluindo o entendimento de que o DNA era responsável por transmitir características hereditárias. A estrutura do DNA também foi objeto de pesquisa na década de 1930, incluindo a do físico e biólogo molecular inglês William T. Astbury, que sugeriu que o DNA era uma molécula linear longa e helicoidal. 

A descoberta mais conhecida do DNA ocorreu em 1953, quando Rosalind Franklin, James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkins conduziram uma pesquisa que resultaria na descoberta do modelo de dupla hélice do DNA. Usando padrões de difração de raios X e construindo modelos, os cientistas determinaram que a estrutura de dupla hélice do DNA permitia que ele carregasse informações biológicas de uma geração para a outra.

Em 1962, Watson, Crick e Wilkins receberam o Prêmio Nobel de Medicina por sua descoberta. Embora Franklin fosse elegível para receber o prêmio, ela morreu em 1958 de câncer de ovário aos 37 anos, e as regras do Prêmio Nobel estipulam que o prêmio não pode ser dividido entre mais de três pessoas, ou dado após a morte de alguém. 

Uma palavra de Health Life Guide

Assim como muitos cientistas que pesquisaram genética nos primórdios da área, Watson era conhecido por ter crenças prejudiciais — e cientificamente imprecisas — sobre raça, etnia, gênero e identidade sexual, entre outros dados demográficos.  Embora as descobertas que ele fez junto com seus colegas tenham sido significativas, também é importante reconhecer aspectos de seu trabalho que não se sustentam hoje.