A Genética Agropecuária

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Material Genético

É uma substância química com a capacidade de armazenar a informação genética sob forma estável e de transferir esta informação a todas as partes do indivíduo. Além disso, o material genético tem de ter a sua informação duplicada e transferida a outra célula durante o processo de divisão celular. Outra característica do material genético é a capacidade de sofrer variações, sob a forma de mutações (ZANELLA, 2014).

De acordo com Hershey e Chase, 1952 apud Ramalho et al. 2004, após alguns experimentos chegaram à conclusão que o material genético é o DNA e não as proteínas.

Segundo Griffith, 1928 o DNA é o material genético em todos os organismos exceto em alguns vírus (vírus de RNA).

FUNÇÕES DO MATERIAL GENÉTICO

As principais funções do material genético podem ser visualizadas no seguinte esquema, proposto por Watson e Crick, sendo conhecido como o dogma central da biologia (ZANELLA, 2014).

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Figura 1: Dogma central da biologia molecular. Replicação do DNA. Watson e Crick, (BUENO, 2001).

Outros autores relatam de forma bem resumida uma das funções do material genético, que é de se duplicar fielmente para permitir que as informações codificadas sejam reproduzidas e passadas de uma célula para outra (RAMALHO et al. 2008).

Composição Química do Material Genético

Bases nitrogenadas

DNA = os nucleotídeos são formados pela desoxirribose e as bases nitrogenadas A, T, G e C RNA = Ao invés da desoxirribose a pentose presente é a ribose, enquanto que as bases são: A, U, G e C (ZANELLA, 2014).

ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS

De acordo com a composição química, os ácidos nucléicos são classificados em ácidos desoxirribonucléicos (DNA) que são encontrados no núcleo celular e algumas organelas, como cloroplastos e mitocôndrias, e em ácidos ribonucléicos (RNA) que atuam no citoplasma. Os ácidos nucléicos são grandes moléculas formadas pela repetição de uma molécula unidade que é o nucleotídeo (GRIFFITHS et al. 2006).

Componentes dos ácidos nucléicos

O ácido nucléico é formado por um grande polímero de moléculas individuais chamadas de nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por:

- uma base nitrogenada, que pode ser uma purina (adenina ou guanina) ou uma pirimidina (timina ou citosina no DNA; uracila ou citosina no RNA);

- uma pentose (desoxirribose no DNA, e ribose no RNA) e

- um grupo fosfato (PO4).

O conjunto de base + açúcar denomina-se nucleosídio, chamando-se nucleotídeo ao conjunto de base + açúcar + fosfato (LEWIN, B. 2001).

Há dois tipos de ácidos nucléicos, o ácido ribonucléico (RNA) que contém açúcar ribose de cinco carbonos, e o ácido desoxirribonucléico (DNA) no qual o grupo hidroxila na posição 2 da ribose é trocado por um hidrogênio, i.e., uma molécula de oxigênio é perdida, de onde vem o prefixo desoxi. Os nucleotídeos sucessivos são ligados por ligações covalentes fosfodiéster, em que um grupo fosfato liga o carbono 3’ de um açúcar ao carbono 5’ do açúcar vizinho. O RNA está presente no citoplasma e em concentrações particularmente altas no nucléolo do núcleo (LEWIN, B. 2001).

GENES, ALELOS E DNA

O DNA é achado principalmente nos cromossomos, mas também está presente nas mitocôndrias e em cloroplastos das células de plantas. Watson e Crick sugeriram que a molécula de DNA era composta de duas cadeias de nucleotídeos dispostas em espiral em torno de um mesmo eixo imaginário, formando uma estrutura de dupla hélice. Cada cadeia de DNA tem sua polaridade determinada pela orientação da ligação açúcar-fosfato. A extremidade da cadeia terminada pelo carbono 5’ é referida como extremidade 5’, e a terminada com o carbono 3’ é chamada extremidade 3’. O final 5’ de uma cadeia é oposta ao final 3’ da outra, i.e., elas possuem orientações (ou polaridades) opostas e são ditas antiparalelas. As duas moléculas de DNA que formam a dupla hélice estão unidas por fracas pontes de hidrogênio. Essas ligações dispõem-se entre bases opostas das duas fitas de DNA formando pares de base de acordo com as regras de Watson e Crick: purina sempre pareia com pirimidina (adenina liga-se a timina e citosina a guanina). As ligações ocorrem dessa maneira porque o espaço ocupado por duas bases oponentes é pequeno, e duas bases grandes não caberiam nesse espaço, assim como duas pequenas não se aproximariam o suficiente para interagir. Desse modo são criadas cadeias complementares. Como resultado, a composição de bases do DNA não é randomizada, havendo as mesmas quantidades de de bases púricas e pirimídicas, de tal forma que A+G = T+C . Verifica-se, igualmente, que as quantidades de adenina e timina são equivalentes, o mesmo ocorrendo com a guanina e a citosina. A composição pode ser especificada sem dúvidas quantificando-se a % de GC (SUZUKI, et al. 1992).

Segundo Ramalho et al. 2004, o DNA altamente repetitivo concentra-se principalmente próximo do centrômero, e acredita-se que sua função esteja relacionada com o alinhamento dos cromossomos durante as divisões celulares. Portanto não são genes. O moderadamente repetitivo constitui alguns poucos genes que encontram- repetidos, como os de rRNA e de histonas, e também deve corresponder as inúmeras sequencias que participam da regulação da expressão dos genes, as quais também não são genes e sim sítios regulatórios. Já o DNA repetitivo representa a grande maioria dos genes.

Um ponto que deve ser bem esclarecido é a diferença entre genes e alelos. Os genes possuem números muito diferentes