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Transmissão de Caracteres
Hereditários
Definição
Hereditariedade - Hereditariedade refere-se ao patrimônio genético transmitido por nossos pais biológicos. É por isso que nos parecemos com eles! Mais especificamente, é a transmissão de características de uma geração para a seguinte. Essas características podem ser físicas, como cor dos olhos, tipo sanguíneo ou doença ou comportamento
O que é a replicação do DNA?
Nos seres humanos, a transmissão de características hereditárias é conseguida graças à fusão dos gametas. O gameta masculino, o espermatozoide, e o gameta feminino, o ovócito secundário, contêm 23 cromossomos cada. Quando ocorre a fusão, os 23 cromossomos do pai juntam-se aos 23 cromossomos da mãe e passam a compor o conjunto cromossômico daquela nova célula.
Antes que as células sejam formadas na divisão celular o conteúdo da célula-mãe precisa passar pela duplicação para ser distribuído. Por isso, com a replicação do DNA garante-se que as células-filhas receberão a mesma informação gênica.
Estrutura do DNA
O DNA, uma fita dupla em forma de espiral (dupla hélice), é um ácido nucleico formado por bases nitrogenadas, a pentose desoxirribose e o grupo fosfato. Essa estrutura é unida por ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G), que formam os pares A-T e C-G.
As ligações fosfodiéster mantêm os nucleotídeos unidos na molécula de DNA. As extremidades de uma fita de DNA são classificadas como 5’ e 3’, pois correspondem ao número do carbono da pentose onde estão localizados o grupo fosfato e a hidroxila (OH) que se unem em uma ligação fosfodiéster. Na ponta 5’ está um grupo fosfato livre e na ponta 3’ encontra-se uma hidroxila livre.
Representação da estrutura do DNA para fins didáticos
Processo de replicação do DNA
Em resumo, a replicação do DNA ocorre no sentido 5’ → 3’ e as fitas são separadas pela atuação de enzimas, que quebram as ligações entre as bases nitrogenadas e desenrolam as cadeias, abrindo a dupla hélice.
Conforme a despiralização do DNA acontece, outras enzimas atuam catalisando a síntese de duas novas sequências utilizando as fitas-mãe como molde. Cada fita criada se une a uma fita original do DNA. Por isso, o processo é classificado como semiconservativo.
Pelo fato de que a divisão celular resulta na perda de cromossomos, principalmente na divisão mitocondrial, o que leva a necessidade da duplicação do DNA, uma vez que o DNA é semiconservativo.
O DNA é uma molécula em dupla hélice e para ocorrer a sua duplicação o primeiro passo é descompactar essa estrutura pela ação da enzima DNA helicase. A helicase reconhece a origem da replicação e atua quebrando as ligações de hidrogênio nas bases nitrogenadas A-T e C-G. Esse processo ocorre em vários pontos e forma "bolhas de replicação".
Conforme as ligações se desfazem é como se fosse um zíper abrindo e, por isso, essa etapa faz surgir uma estrutura em forma de Y chamada de forquilha de replicação, o ponto de partida da duplicação.
A enzima primase é responsável por sintetizar uma porção de RNA, chamado de primer. Nessa etapa vários primers são gerados e vão se unindo à cadeia para iniciar a síntese de DNA.
A enzima DNA polimerase é a enzima de replicação responsável por ampliar a nova cadeia adicionando as bases (A, C, G e T). Essa etapa é direcionada da extremidade 5’, com um grupo fosfato, para extremidade 3’, com um grupo hidroxila. Essa fase é chamada de replicação contínua.
Entre os primers ligados à fita original, vários pedaços de DNA são anexados e são chamados de fragmentos de Okazaki. Como os trechos precisarão ser unidos posteriormente, essa fase recebe o nome de retardada.
A enzima exonuclease é responsável por remover os primers das fitas originais após a formação fitas contínuas e descontínuas. Para evitar erros de sequenciamento uma revisão e, se necessário, uma correção é realizada por outra exonuclease.
A enzima DNA ligase faz com os fragmentos de DNA sejam unidos e o DNA sequenciado em duas fitas contínuas.
Mapa Mental (Duplicação do DNA)
Leis de Mendel (Resumo do essencial a saber)
Gregor Mendel é considerado o pai da Genética por causa dos resultados de seus estudos envolvendo ervilhas. Sua teoria foi proposta antes mesmo de a estrutura e o funcionamento dos cromossomos serem conhecidas, entretanto, Mendel compreendeu de maneira acertada os princípios básicos da hereditariedade.
Mendel propôs duas leis:
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A Primeira Lei de Mendel também recebe o nome de Lei da Segregação dos Fatores ou Moibridismo. Ela possui o seguinte enunciado:
“Cada caráter é determinado por um par de fatores que se separam na formação dos gametas, indo um fator do par para cada gameta, que é, portanto, puro”.
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Lei da segregação independente ou segunda lei de Mendel: Mendel admitiu ainda que os fatores para duas ou mais características distribuem-se de forma independente para os gametas e combinam-se ao acaso.
“as diferenças de uma característica são herdadas independentemente das diferenças em outras características”.
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As duas leis de Mendel explicam, utilizando regras simples de probabilidade, as variações existentes na transmissão de algumas características. Além disso, elas serviram como base para a ampliação do conhecimento genético e propuseram a ideia de herança particulada, a qual demonstra que os pais passam adiante unidades herdáveis separadas (atualmente chamadas de genes). Assim sendo, as leis de Mendel foram o ponto de partida para a Genética moderna e a compreensão correta da hereditariedade.
Importância da Replicação do DNA
A replicação do DNA ou duplicação do DNA é um processo de grande importância para a transmissão do material genético, pois, quando ocorre a divisão celular, esse material será dividido de forma igual entre as células-filhas. A replicação ocorre antes do início da divisão celular, durante a fase S da interfase.