Expressão gênica: Como as informações genéticas são expressas nas células

O corpo humano é formado por mais de uma centena de tipos diferentes de células que compõem os nossos órgãos e tecidos. E todas carregam a mesma sequência de DNA dentro de seus núcleos. Entenda o que é expressão gênica e como esse mecanismo diferencia uma célula da outra.

Cada célula com seu capítulo

O DNA é o grande manual que nossas células utilizam para executar as suas funções. Apesar do código ser o mesmo para todas as células, nem todas vão executar as mesmas instruções.

Podemos considerar que esse manual é dividido em vários volumes, os cromossomos, e cada volume é subdividido em vários capítulos, os genes. Cada célula tem uma cópia completa de todos os volumes, mas só consegue ler alguns capítulos, que são indicados com marcadores de páginas especiais (marcadores epigenéticos).

Com as marcações corretas, cada célula segue o manual para executar os capítulos que mostram como produzir as proteínas necessárias para o seu funcionamento.

As proteínas são o produto da expressão dos genes, e são essenciais para o funcionamento celular. Transporte de nutrientes, reconhecimento de agentes infecciosos, formação da musculatura, são só algumas das inúmeras atividades executadas pelas proteínas.

Então, o conjunto de proteínas que são expressas numa determinada célula vai determinar a sua função. Mas como isso acontece?

O que é expressão gênica e como funciona: do DNA à proteína

O processo de produção de uma proteína a partir do código genético no DNA acontece em duas etapas: a transcrição e a tradução.

Na etapa de transcrição, o código contido no gene é transcrito para um outro formato: o RNA. O RNA possui somente uma fita, composta por 4 bases: citosina (C), guanina (G), adenina (A) e uracila (U). Por transportar o código contido no DNA para fora do núcleo, esse RNA é chamado de RNA mensageiro (mRNA).

Bases do RNA

Apesar do RNA existir como fita simples, em alguns momentos pode ocorrer o pareamento, tanto entre RNAs, como entre RNA e DNA. Nesses casos, o pareamento ocorre entre as bases citosina e guanina, e as bases adenina e uracila.

O mRNA, agora fora do núcleo, é traduzido em proteína. Diferentemente da transcrição que é feita base a base, a tradução acontece em trincas: as peças que formam as proteínas são os aminoácidos, e cada aminoácido corresponde a 3 bases do mRNA.

Como somente os genes marcados são expressos, cada célula produz somente uma parcela das proteínas que estão codificadas no nosso genoma. O controle desses processos é muito importante para que as células produzam as proteínas certas e em quantidades adequadas para o seu funcionamento saudável.

O Dogma Central da Biologia Molecular

Foi postulado em 1958 por Francis Crick, logo após a descoberta da estrutura da dupla hélice do DNA, para explicar os mecanismos de transformação da informação genética entre as moléculas de DNA, RNA e proteínas.Saiba mais sobre como os genes funcionam.

Regulação da expressão gênica

Além dos marcadores epigenéticos (os marcadores de páginas), que determinam se um gene pode ser expresso ou não, existem outros mecanismos de regulação importantes para a expressão dos genes, que vão determinar, principalmente, a intensidade dessa expressão, ou seja, o quanto de proteína será produzida.

Para que a expressão de um gene seja iniciada, algumas proteínas especiais precisam se acoplar ao DNA. Essas proteínas são chamadas de “fatores de transcrição” e sua função é indicar para a célula qual gene deve ser expresso num determinado momento.

Os fatores de transcrição interagem com o DNA nas regiões promotoras, localizadas antes de cada gene, e a intensidade dessa interação determina a quantidade de cópias que serão produzidas do mRNA e proteína correspondentes.

O “DNA lixo”A região promotora dos genes também faz parte da porção do DNA que era considerada como “lixo”, pois não se sabia qual a sua função. Hoje sabemos que esses trechos são essenciais para a regulação da expressão gênica.Conheça mais sobre a importância do “DNA lixo”.

Mutações na região promotora, apesar de não alterarem a sequência, estrutura e função da proteína, podem causar um aumento ou uma diminuição na concentração dessa proteína na célula. Esse desbalanço afeta o funcionamento da célula e pode levar ao desenvolvimento de doenças, como alguns tipos de câncer e deficiências metabólicas.

Apesar da expressão gênica ser muito importante, cerca de 85% das doenças genéticas são causadas por mutações na região dos genes. Testes genéticos são capazes de identificar as alterações que aumentam o risco de desenvolver essas doenças, fornecendo informações importantes para o tratamento e até para a prevenção delas. O meuDNA Saúde analisa genes importantes no seu DNA para avaliar o seu risco de desenvolver alguns tipos de câncer, colesterol e triglicérides altos e doença de Wilson.

Publicado por Letícia Marcorin

Letícia é Química, Analista de Sistemas e Doutora em Genética. Ensinar sobre ciência e genética está no seu DNA.

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