Na genética clássica, um gene é uma unidade de informação genética que determina uma característica (por exemplo, cor dos olhos, altura). Do ponto de vista da genética molecular, um gene é uma seção específica do genoma (geralmente DNA ) de um ser vivo. A seção contém informações codificadas para a produção de uma proteína ou molécula de RNA.
Um gene é o portador da informação genética que se encontra em cada célula humana. Ele descreve uma seção do DNA (ácido desoxirribonucleico, ácido desoxirribonucleico do DNA) que contém informações genéticas. Um gene é, por assim dizer, um certo código para as células que eles decodificam. Isso lhes dá informações que eles precisam principalmente para a construção de proteínas (biossíntese de proteínas).
Com a ajuda da biossíntese de proteínas , suas células podem decodificar as informações. As proteínas resultantes podem, por sua vez, influenciar o metabolismo celular ou a aparência externa (fenótipo). A totalidade da informação genética de uma célula é o genoma .
O número de genes que nós humanos possuímos é estimado em 22.000-25.000 genes. Impressionante né?
Uma definição para o gene é a seguinte: Definição de geração
Um gene é uma unidade funcional de informação genética que carrega a informação para um polipeptídeo ou molécula de RNA. Gregor Mendel usou o termo como uma unidade de herança combinável (regras de Mendel).
Revisão
As proteínas consistem em aminoácidos. Eles determinam a estrutura e função de cada célula do corpo vivo e controlam os processos bioquímicos do metabolismo. A sequência dos aminoácidos é fixada no DNA –; ela dita como as proteínas são compostas e como é o organismo humano.
Do ponto de vista químico, o DNA de uma célula consiste em quatro blocos de construção básicos diferentes: os chamados nucleotídeos adenina , citosina , guanina e timina . Em uma célula, esses quatro blocos de construção (A, C, G, T) – ligados para formar uma longa cadeia – formam toda a informação que a célula precisa para construir proteínas.
Toda a informação genética ou DNA de uma célula também é chamada de genoma . O genoma contém todas as informações necessárias para o desenvolvimento de um ser vivo. Toda a estrutura em forma de fio dentro da célula, que contém material genético e proteínas, é chamada de cromossomo . A natureza da informação em uma seção de DNA depende da sequência diferente dos quatro blocos de construção A, C, G e T – a chamada sequência gênica .
De acordo com as informações que um gene carrega, o ácido ribonucleico (RNA, inglês RNA para ácido desoxirribonucleico ) é criado. O RNA tem várias funções na célula. Acima de tudo, desempenha um papel essencial na biossíntese de proteínas. Ele transmite a informação genética para os chamados ribossomos nas células na forma de RNA mensageiro (RNA mensageiro, mRNA). Os ribossomos são os menores corpos dentro da célula, que montam os aminoácidos em uma molécula de cadeia (tradução) usando a informação genética como modelo . A molécula de cadeia dobrada forma a proteína.
Existem cerca de 30.000 a 40.000 genes no corpo humano. O núcleo de cada célula do corpo contém esses genes. No entanto, apenas os genes que a respectiva célula precisa para sua função estão ativos. Em uma célula da raiz do cabelo, apenas os genes que permitem que o cabelo cresça estão ativos.
Com a ajuda da engenharia genética, agora é possível transferir genes de um organismo para outro.
Síntese proteica
A sequência de um gene leva à produção de uma proteína com uma função específica. A informação da sequência armazenada no gene é traduzida em uma proteína, por assim dizer , durante a síntese proteica .
Este processo de tradução do gene para a proteína envolve duas etapas, transcrição e tradução. O primeiro passo é a transcrição . A sequência de um gene é lida e uma espécie de cópia é criada, o chamado RNA mensageiro (mRNA, RNA mensageiro). Esta cópia é quase idêntica à sequência do gene. A única diferença é que o uracil (U) é incorporado ao invés da base timina (T). Assim, as bases encontradas no mRNA são A, C, G e U.
A segunda etapa é a tradução , a tradução do mRNA (RNA mensageiro) na proteína. A sequência do mRNA nos ribossomos de uma célula é lida e a informação da sequência é convertida em uma sequência de aminoácidos específica para a proteína posterior. Se, após a leitura do mRNA, todos os aminoácidos necessários estiverem ligados para formar uma cadeia, a proteína está completa e a síntese proteica está completa.
O DNA humano é organizado em cromossomos . Todo mundo tem um conjunto duplo de cromossomos, o que significa que cada gene está presente duas vezes, mas pode estar presente em diferentes formas. As diferentes expressões do mesmo gene são chamadas de alelos . Normalmente existem apenas dois alelos de um gene, mas em casos raros pode haver mais de dois.
Um exemplo disso é a informação genética para a cor dos olhos, que pode codificar para azul, marrom ou outra cor dependendo dos alelos presentes.Última a
Construção genética
A nível químico, os genes são constituídos por cadeias de ácidos nucleicos . Com isso você quer dizer longas cadeias moleculares que consistem em muitos blocos de construção individuais – os nucleotídeos. Em todos os seres vivos, o portador da informação genética é o DNA (ácido desoxirribonucleico) . Em certos vírus (vírus de RNA, por exemplo, vírus HI), os genes estão presentes como moléculas de RNA (ácido ribonucleico).
Do ponto de vista molecular, um gene geralmente é uma seção de DNA que contém as instruções para a construção de uma proteína ou de certas moléculas de RNA. Além disso, você também conta elementos de controle especiais no DNA de um gene. Eles garantem que tudo dê “certo” na produção dos produtos do gene. O chamado promotor serve, por exemplo, como ponto de início de leitura para a transcrição.
Normalmente, cada gene tem uma localização definida em um cromossomo – a chamada localização do gene (locus do gene). No entanto, alguns genes são capazes de mudar de lugar e se inserir de forma independente em outro lugar do genoma. Portanto, você também se refere a eles como “genes saltadores” ( transposons ).
Você também pode lembrar que também existem os chamados pseudogenes . Embora também contenham a informação para uma proteína, geralmente não resultam em um produto gênico funcional. Por exemplo, nosso genoma humano contém cerca de 20.000 desses pseudogenes. Vamos dar uma olhada mais de perto na estrutura dos genes eucarióticos e procarióticos.
Geração Eucariótica
Em organismos eucarióticos , os genes são encontrados principalmente como fitas de DNA enroladas em proteínas chamadas histonas no núcleo da célula. Você chama a unidade composta de fitas de DNA e proteínas de cromossomo .
Além dos cromossomos no núcleo da célula, as células eucarióticas também possuem genes nas mitocôndrias (DNA mitocondrial). Nas células vegetais, você também conta o DNA nos plastídios entre os genes.
Você pode se lembrar que nem toda seção de DNA tem instruções para construir uma proteína. Em seguida, você se refere a essas seções como regiões não codificantes ou íntrons . Você chama as áreas de codificação de exons (regiões expressas). Ambas as áreas são lidas primeiro ( transcrição ). No entanto , os íntrons são “cortados” da forma de cópia resultante ( mRNA ) antes da tradução da proteína . Os exons estão ligados entre si. Você chama o processo de emenda.
Geração de procariontes
Você pode pensar em genes procarióticos como moléculas de DNA autocontidas (cromossomo bacteriano) flutuando livremente no citoplasma. Além disso, a informação genética também pode ocorrer em plasmídeos circulares em células bacterianas . Estes podem ser trocados entre as células bacterianas e, assim, fazer com que a informação genética seja transmitida.
Ao contrário dos eucariotos, os procariontes não possuem íntrons. Além disso, vários genes semelhantes (genes estruturais) podem estar muito próximos. Isso é o que vocês chamam de policistrônico ou agrupamento de genes. A produção dos produtos gênicos ocorre simultaneamente e é controlada apenas por um único órgão regulador. Você também chama a combinação de genes policistrônicos e local de controle de operon . Para entender o modelo de operon em procariontes passo a passo, nossa contribuição é a coisa certa para você!
significado de gene
Os genes podem ser duplicados de forma idêntica usando a replicação do DNA . Isto é especialmente importante no caso de crescimento ou lesões. Além disso, os genes podem ser transmitidos/herdados aos descendentes através da reprodução.
Como você já sabe, os genes têm o plano para produzir proteínas ou outros produtos gênicos. Durante o que é conhecido como expressão gênica , os genes são lidos e cópias são feitas. Os produtos do gene são então feitos de acordo com o código genético . A chamada “hipótese de um gene, uma enzima” , ou seja, que cada gene produz uma enzima, nem sempre se aplica de acordo com descobertas recentes. Foi ainda desenvolvido na ” hipótese/relação de um gene e um polipeptídeo “. Uma enzima geralmente consiste em vários polipeptídeos que precisam ser codificados por diferentes genes.
É importante lembrar que não apenas proteínas/enzimas podem ser produzidas via genes. Os genes também podem conter a informação para moléculas de RNA específicas , como tRNA ou rRNA . Ambos também desempenham um papel importante durante a biossíntese de proteínas.
Além disso, a expressão gênica é rigidamente controlada. Essa regulação gênica também é importante porque nem todos os produtos gênicos são necessários em todas as células em todos os momentos.
Por exemplo, metilação , fatores de transcrição gerais e específicos ou interferência de RNA são responsáveis por isso. Sinta-se à vontade para dar uma olhada em nossos artigos se quiser descobrir como os mecanismos individuais funcionam.
Genmutação
Erros na replicação do DNA ou danos causados pelos chamados mutagênicos (por exemplo, radiação UV, certos vírus) podem alterar a informação genética em um gene. Você chama esse tipo de mutação de mutação genética . Pode levar a uma sequência de nucleotídeos alterada e afetar a formação de proteínas.
Isso, por sua vez, pode desencadear doenças como a anemia falciforme ou doença de Huntington.
Se você quiser saber mais sobre mutações genéticas , seus tipos e efeitos no organismo, dê uma olhada no nosso artigo!
A variação genética
Mutações ou processos durante a meiose (formação de células germinativas) podem produzir genes alterados (e produtos gênicos alterados). Você também se refere às variantes como alelos (formas de estado). Por exemplo, um alelo é responsável pelo desenvolvimento dos olhos verdes e outro pelo desenvolvimento dos olhos azuis. A herança dos vários alelos leva, entre outras coisas, a populações compostas por indivíduos com material genético diferente. Você também chama isso de variabilidade genética . Também preparamos um artigo extra sobre o alelo para você. Sinta-se à vontade para passar por aqui para entender ainda melhor as conexões.