Biologia I

Quando uma célula se divide em duas, uma das suas principais tarefas é garantir que cada uma das duas novas células receba uma cópia completa e perfeita do material genético. Erros durante a cópia, ou divisão desigual do material genético entre células, podem levar a células que não são saudáveis ou não funcionais (e até mesmo a doenças como o câncer). Mas o que exatamente é esse material genético, e como ele se comporta ao longo de uma divisão celular?

DNA e Genomas

DNA (ácido desoxirribonucleico) é o material genético dos organismos vivos. Em humanos, o DNA é encontrado em quase todas as células do corpo e fornece as instruções que eles precisam para crescer, funcionar e responder ao seu ambiente. Quando uma célula do corpo se divide, ela passa uma cópia de seu DNA para cada uma de suas células filhas. O DNA também é passado ao nível dos organismos, com o DNA no esperma e nos óvulos combinando para formar um novo organismo que tem material genético de ambos os pais. Fisicamente falando, o DNA é uma longa seqüência de unidades químicas pareadas (nucleotídeos) que vêm em quatro tipos diferentes, e carrega informações organizadas em unidades chamadas genes. Os genes tipicamente fornecem instruções para fazer proteínas, que dão às células e organismos suas características funcionais.

Em eucariotas como plantas e animais, a grande maioria do DNA é encontrada no núcleo e é chamada de DNA nuclear. Mitocôndrias, organelas que colhem energia para a célula, contêm seu próprio DNA mitocondrial, e cloroplastos, organelas que realizam a fotossíntese em células vegetais, também possuem DNA cloroplástico. As quantidades de DNA encontradas nas mitocôndrias e nos cloroplastos são muito menores do que a quantidade encontrada no núcleo. Em bactérias e outros procariotas, a maior parte do DNA é encontrada em uma região central da célula chamada nucleóide, que funciona de forma similar a um núcleo mas não é circundado por uma membrana.

O conjunto de DNA de uma célula é chamado de seu genoma. Como todas as células de um organismo (com algumas exceções) contêm o mesmo DNA, você também pode dizer que um organismo tem seu próprio genoma, e como os membros de uma espécie normalmente têm genomas similares, você também pode descrever o genoma de uma espécie. Em geral, quando as pessoas se referem ao genoma humano, ou a qualquer outro genoma eucariótico, eles significam o conjunto de DNA encontrado no núcleo (ou seja, o genoma nuclear). Mitocôndrias e cloroplastos são considerados como tendo seus próprios genomas separados.

Cromossomas

Cada espécie tem seu próprio número característico de cromossomas. Os humanos, por exemplo, têm 46 cromossomos em uma célula corporal típica, enquanto os cães têm 78. Como muitas espécies de animais e plantas, os humanos são diplóides (2n), o que significa que a maioria de seus cromossomos vem em conjuntos combinados conhecidos como pares homólogos. Assim, os 46 cromossomas de uma célula humana estão organizados em 23 pares, e os dois membros de cada par são considerados homólogos um do outro (com a ligeira excepção dos cromossomas X e Y; ver abaixo).

Espermatozóides humanos e óvulos, que têm apenas um cromossoma homólogo de cada par, são considerados haplóides (1n). Quando um espermatozóide e um óvulo se fundem, seu material genético se combina para formar um conjunto completo e diplóide de cromossomos. Assim, para cada par homólogo de cromossomos do seu genoma, um dos homólogos vem da sua mãe e o outro do seu pai.

Imagem modificada do “cariótipo”, pelos Institutos Nacionais de Saúde (domínio público).

Os dois cromossomas de um par homólogo são geralmente muito parecidos um com o outro. Têm o mesmo tamanho e forma, e têm o mesmo padrão de bandas claras e escuras, como se pode ver no cariótipo humano (imagem dos cromossomas) mostrado acima. As bandas aparecem quando os cromossomas são corados com um corante, e as bandas escuras marcam mais DNA compactado (geralmente, com menos genes), enquanto as bandas claras marcam menos DNA compactado (geralmente, com mais genes). Mais importante ainda, os dois homólogos de um par carregam o mesmo tipo de informação genética. Por exemplo, existe um gene encontrado perto do fundo do cromossoma 15 que afecta a cor dos olhos. Uma pessoa pode ter a versão azul, ou alelo, desse gene em um homólogo, mas a versão marrom, no outro. Ambos os homólogos têm o mesmo tipo de gene no mesmo local, mas podem (e frequentemente têm!) ter versões diferentes de genes.

Em humanos, os cromossomos X e Y determinam o sexo biológico de uma pessoa, com XX para feminino e XY para masculino. Enquanto os dois cromossomos X nas células de uma mulher são genuinamente homólogos, os cromossomos X e Y das células de um homem não são. Eles diferem em tamanho e forma, com o X sendo muito maior que o Y, e contêm diferentes genes, na sua maioria diferentes (embora tenham pequenas regiões de similaridade). Os cromossomas X e Y são conhecidos como cromossomas sexuais, enquanto os outros 44 cromossomas humanos são chamados autossomas.

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