Qual é o dogma central da biologia molecular?
O princípio central da biologia molecular é que o material genético é transcrito em RNA e depois traduzido em proteína.
Ou seja, nessa disciplina considera-se que o fluxo de informação nos organismos só vai em uma direção: os genes são transcritos no RNA.
Esta abordagem foi tornada pública em 1971, alguns anos após a descoberta da função de transmissão da molécula do ácido desoxirribonucleico (ADN).
Francis Crick, foi o cientista que apresentou essa ideia descrevendo a transferência de informação genética usando a informação que estava disponível.
Em paralelo, Howard Temin propôs a possibilidade de que um RNA pudesse servir para a síntese do DNA, como um caso excepcional, mas possível.
Esta proposta não prevaleceu entre a comunidade científica dada a popularidade do dogma e porque era um processo que só seria possível em células infectadas por certos vírus de RNA.
O que a biologia molecular estuda?
A biologia molecular é, segundo o Projeto Genoma Humano, "o estudo da estrutura, função e composição de moléculas biologicamente importantes".
Mais especificamente, a biologia molecular estuda as bases moleculares dos processos de replicação, transcrição e tradução do material genético.
Aqueles que são dedicados à biologia molecular, tentam entender como os sistemas celulares interagem em termos de síntese de DNA, RNA e proteína.
Embora um biólogo molecular use técnicas exclusivas de seu campo, ele as combina com outras mais específicas da genética e da bioquímica.
Muito do seu método é quantitativo, portanto tem havido um grande interesse na interface desta disciplina e tecnologia da informação: bioinformática e / ou biologia computacional.
A genética molecular tornou-se um subcampo muito proeminente dentro da biologia molecular.
Como funciona o dogma central da biologia molecular?
Para aqueles que defenderam essa ideia, o processo foi o seguinte:
Transferência de informação genética
Os trabalhos de Gregor Mendel, em 1865. Eles significaram um antecedente da herança genética que permite a molécula de DNA, descoberta entre 1868 e 1869 por Friedrich Miescher.
Conhecendo a estrutura primária do DNA, permitiu conhecer o processo de síntese do mesmo e o modo pelo qual a informação genética é codificada.
Replicação de DNA
Então, a descoberta da estrutura secundária do DNA permitiu modelar a estrutura da dupla hélice que é tão bem conhecida hoje, mas isso foi uma revelação na época.
Tal revelação, deu origem à exploração da replicação do DNA, um processo vital para a sobrevivência celular que consiste na divisão por mitose, e que requer uma replicação prévia que permita a conservação do material genético.
Em 1958, Matthew Meselson e Frank Stahl afirmaram que essa replicação era semiconservativa, uma vez que uma das cadeias é preservada e serve como modelo para sintetizar seu complemento.
Nesse processo, proteínas como DNA polimerase, que adiciona nucleotídeos à nova cadeia usando o original como modelo, intervêm.
Transcrição de DNA
A descoberta e descrição desse processo veio responder à questão de como o DNA e as proteínas estavam relacionados a estar em outros lugares além das células.
A molécula intermediária que possibilitou essa relação, acabou sendo o ácido ribonucléico maduro (RNA).
Especificamente, a RNA polimerase é a molécula que pega uma das cadeias de DNA de seu molde, a partir da qual forma uma nova molécula de RNA. Isso acontece seguindo a complementaridade das bases.
Ou seja, é um processo no qual a informação de uma seção do DNA é reproduzida em um pedaço de RNA mensageiro (mRNA).
O produto da transcrição é uma cadeia madura de RNA mensageiro (mRNA).
Tradução de RNA
Na fase final, o RNA mensageiro maduro (mRNA) serve como um modelo para a síntese de proteínas. Aqui os ribossomos intervêm junto com as moléculas de RNA de transmissão ARNt.
Cada ribossomo interpreta um trio de mRNAs de nucleotídeos, chamado códon, e complementa o anticódon que cada tRNA possui.
Este tRNA carrega consigo o aminoácido que se encaixará na cadeia polipeptídica, de modo que se dobre na correta conformação.
Nas células procarióticas, a transcrição e a tradução podem ocorrer em conjunto, enquanto que nas células eucarióticas, a transcrição ocorre no núcleo da célula e a tradução ocorre no citoplasma.
Superando o Dogma
Na década de 1960, alguns vírus favoreceram a célula a ser capaz de "retrotransmitir" o RNA para o DNA.
Tal foi o caso da Proteína de Transcriptase Reversa (RT), responsável pela utilização do modelo de RNA de HIV para sintetizar uma cadeia dupla de DNA proviral para integrá-la no DNA celular.
Esta proteína é usada atualmente em laboratórios e recebeu o Prêmio Nobel de Medicina para Howard Temin, David Baltimore e Renato Dulbecco em 1975.
Por outro lado, existem outros vírus constituídos por RNA, capazes de sintetizar uma cadeia de RNA a partir do que já possuem.
Outra possível causa dessa alteração pode ser encontrada nos defeitos das seqüências regulatórias dos genes que afetam a expressão da proteína e o processo de transcrição de um ou vários genes.
Essas descobertas têm sido a base de muitas investigações no campo da biologia molecular, tais como aquelas relacionadas à doença do câncer, doenças neurodegenerativas ou biologia sintética.
Em suma, o dogma central da biologia molecular foi uma tentativa de explicar como o fluxo de informação genética funciona em um organismo.
Eu tento este que foi superado, após vários anos de pesquisa científica que permitiu oferecer uma explicação mais próxima da realidade.