5.9. Biologia Molecular: DNA e RNA: Expressão gênica

A Biologia Molecular é uma área da ciologia que estuda os processos da vida em seu nível mais fundamental, ou seja, como as moléculas dentro de uma célula interagem e se comportam. O DNA e o RNA são dois tipos de moléculas que desempenham um papel vital na expressão gênica, que é o processo pelo qual a informação em um gene é usada para produzir uma proteína funcional. Este tópico é essencial para a compreensão da genética e é frequentemente coberto em detalhes no ENEM.

O DNA (ácido desoxirribonucleico) é a molécula que contém a informação genética de um organismo. Ele é composto por duas cadeias de nucleotídeos que se enrolam uma ao redor da outra para formar uma estrutura em dupla hélice. Cada nucleotídeo é composto por uma base nitrogenada (adenina, timina, citosina ou guanina), um açúcar (desoxirribose) e um grupo fosfato. A sequência dessas bases nitrogenadas é o que determina a informação genética.

O RNA (ácido ribonucleico) é semelhante ao DNA, mas tem algumas diferenças importantes. Ele é geralmente de cadeia simples, contém o açúcar ribose em vez de desoxirribose e a base uracil em vez de timina. Existem três tipos principais de RNA: RNA mensageiro (mRNA), RNA de transferência (tRNA) e RNA ribossômico (rRNA), cada um com funções diferentes no processo de expressão gênica.

A expressão gênica ocorre em duas etapas principais: transcrição e tradução. Na transcrição, a informação em um gene é copiada do DNA para o RNA mensageiro. Este processo ocorre no núcleo da célula e é realizado por uma enzima chamada RNA polimerase. A RNA polimerase se liga ao DNA na região do gene e separa as duas cadeias de DNA. Ela então usa uma das cadeias de DNA como modelo para sintetizar uma molécula de mRNA complementar.

Uma vez que a molécula de mRNA é completa, ela é exportada do núcleo para o citoplasma da célula, onde ocorre a tradução. Na tradução, a informação no mRNA é usada para construir uma proteína. Este processo é realizado pelos ribossomos, que leem a sequência de bases no mRNA e adicionam os aminoácidos correspondentes para formar a cadeia de proteínas. O tRNA desempenha um papel crucial neste processo, pois é responsável por trazer o aminoácido correto para o ribossomo com base na sequência do mRNA.

A expressão gênica é um processo complexo e altamente regulado. Muitos fatores podem influenciar a expressão gênica, incluindo a disponibilidade de nutrientes, a presença de sinais externos e a atividade de outras proteínas na célula. Além disso, erros na expressão gênica podem levar a uma variedade de doenças, incluindo câncer e doenças genéticas.

Entender a biologia molecular e a expressão gênica é fundamental para a compreensão da vida em seu nível mais básico. Este conhecimento não só é importante para a biologia, mas também tem aplicações em medicina, agricultura e biotecnologia. Portanto, é essencial que os estudantes que se preparam para o ENEM tenham uma sólida compreensão desses conceitos.

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