Você já se perguntou como as células do seu corpo sabem o que fazer?
Como elas se diferenciam em diferentes tipos, como pele, músculo, osso, sangue e nervo? Como elas respondem às mudanças no ambiente, como temperatura, luz, nutrientes e estresse? A resposta está na expressão gênica, o processo pelo qual as células usam a informação contida nos genes para produzir proteínas e outras moléculas que desempenham funções vitais.
Os genes são segmentos de DNA, a molécula que armazena as instruções genéticas de todos os seres vivos. Cada gene contém uma sequência específica de nucleotídeos, as unidades que compõem o DNA. Essa sequência determina a estrutura e a função de uma proteína ou de um RNA, outro tipo de molécula que participa da expressão gênica.
A expressão gênica envolve dois passos principais: a transcrição e a tradução. Na transcrição, o DNA é copiado para o RNA, uma molécula semelhante ao DNA, mas com algumas diferenças. O RNA é formado por uma fita simples de nucleotídeos, enquanto o DNA é formado por duas fitas que se enrolam em uma dupla hélice. Além disso, o RNA tem um nucleotídeo diferente do DNA: o uracilo (U), que substitui a timina (T).
Na tradução, o RNA é convertido em uma sequência de aminoácidos, as unidades que compõem as proteínas. Cada grupo de três nucleotídeos no RNA, chamado de códon, corresponde a um aminoácido específico. Por exemplo, o códon AUG corresponde ao aminoácido metionina. A tradução ocorre no citoplasma da célula, com a ajuda de estruturas chamadas ribossomos e de moléculas chamadas RNAs transportadores.
A expressão gênica pode ser regulada em diferentes níveis para controlar a quantidade e o tipo de proteínas produzidas pelas células. A regulação pode ocorrer antes, durante ou depois da transcrição e da tradução. Por exemplo, alguns fatores podem ativar ou inibir a ligação do RNA polimerase, a enzima que faz a transcrição do DNA em RNA. Outros fatores podem modificar o RNA após a transcrição, alterando sua estabilidade ou sua capacidade de ser traduzido. Ainda outros fatores podem interferir na tradução do RNA em proteína ou na atividade da proteína após a tradução.
A expressão gênica é fundamental para a determinação das características dos organismos e sua adaptação ao ambiente. A expressão gênica permite que as células se especializem em diferentes funções e formem tecidos e órgãos complexos. A expressão gênica também permite que as células respondam aos sinais internos e externos, como hormônios, nutrientes, toxinas e patógenos. A expressão gênica é influenciada por vários fatores, como o genótipo (a sequência de DNA), o fenótipo (as características observáveis), o ambiente (as condições físicas e químicas) e a epigenética (as modificações reversíveis no DNA ou nas proteínas associadas ao DNA).
A compreensão da expressão gênica é essencial para o avanço da biologia e da medicina. A expressão gênica está envolvida em diversos processos biológicos, como o desenvolvimento embrionário, o envelhecimento, a imunidade, a memória e o aprendizado. A expressão gênica também está relacionada com diversas doenças, como o câncer, as doenças genéticas, as doenças infecciosas e as doenças autoimunes. A manipulação da expressão gênica pode oferecer novas possibilidades de diagnóstico, prevenção e tratamento dessas doenças.
