A molécula da vida - As proteínas

PROTEINAS

Quando pensamos em ser vivo, pensamos em animais, pensamos nos seres humanos, ou qualquer outra coisa que demonstre um ser vivo fazendo um trabalho. Ou demonstrando uma emoção. Contudo, para realmente representar um ser vivo, devia primeiro pensar numa proteína. As proteínas são as responsáveis pelo aparecimento da vida. Suas função são as mais diversas. Tudo que somos, pensamos e agimos é devido as proteínas. As proteínas são o reflexo funcional do nosso genoma. Quando paramos para analisar o dogma central da biologia, aprendemos que o nosso DNA contem toda a informação necessária para o desenvolvimento do ser vivo, como também a sua manutenção e a perpetuação da determinada espécie. Só que o DNA é um arquivo, onde precisamos tirar a informação e colocar ela em modo funcional. O nosso DNA é composto por genes, que é muito falado hoje em dia. A importância do gene é que ele é responsável em gerar uma proteína, ou seja, o nosso fenótipo ( o que vemos, a resposta funcional ) é gerado através de nosso genótipo ( conjunto de genes ) mas a influencia do ambiente.
A evolução atua proporcionando grande biodiversidade. Mas como isso ocorre, como a seleção natural atua é facilmente entendido quando paramos para analisar o dogma central. Que a partir de um DNA eu gero uma proteína.
A evolução para atuar precisa de variedade. Para a seleção natural analisar qual o organismo é mais adaptado ou não, esses organismos precisam ser diferentes. Por exemplo, um ter desenvolvimento muscular melhor que o outro. Essa variedade é gerada por mutação, que são alterações nas seqüências de nucleotídeos no DNA. Essas alterações provocam o aparecimento de novas proteínas, modificando os fenótipos. A seleção natural manterá na população as mutações mais favoráveis e eleminara as desfavoráveis. Esse é o mecanismo básico da evolução.
Então, simplificando, quando eu tenho uma mutação, vai alterar minha seqüência de nucleotídeos, meus genes (DNA), que poderá gera uma modificação ou uma aparecimento de uma nova proteína, funcional ou deletéria, isso a seleção natural vai dizer. O que vai dizer se essa variação é benéfica ou não é o meio ao redor do organismo.
Para completar a idéia do dogma central, é necessário incluir mais uma molécula. O DNA, devida a sua importância, fica dentro do núcleo, protegido e extremamente condensado. Logo, uma molécula copia é necessária ser sintetizada pra levar a informação genética para o citoplasma, para os ribossomos realizarem a síntese protéica. Estamos falando de outra macromolécula importante, que é o RNA.
Então o dogma central da biologia fica assim. A partir do DNA ( que se duplica, “replicação) eu sintetizo um RNA ( transcrição), que a partir do RNA eu produzo uma proteína ( tradução). Isso é o dogma central da biologia.
Com isso, percebemos que quando analisamos as nossas proteínas, indiretamente analisamos os genes (DNA, material genético) de que elas vieram.
Quando entendemos isso, todos aqueles discursos de biotecnologia e transgenicos, e etc fica realmente fácil. Nada mais é eu querer uma proteína especifica.
Se eu sou um agricultor. E existe uma praga. Então eu desejo que minhas espécies fiquem resistentes. Uma saída é o inseticida. Mas essa saída não é biologicamente correta ( apesar de ser a mais barata). Só que eu sei que existe um organismo que tem um gene que ajuda na resistência desta minha praga. Como ele faz isso?. Esse gene corresponde a uma proteína que causa essa resistência. Então eu quero essa proteína nas minhas espécies. Por uma característica que discutiremos mais tarde, as regras que regem o material genético das plantas, é o mesmo dos humanos, ou em melhores palavras, é o mesmo entre procariontes e eucarionte.
Então, eu pego esse gene é insiro na planta, e crio uma espécie com resistência. Crio o famoso transgenico. O que é um trangenico = uma espécie que recebe algum material genético de outra espécie.
Quando eu entendo as bases do dogma central, eu posso trabalhar em qualquer uma dela. Tanto com a área do DNA ( genomica ), quando a área do RNA ( transcriptoma ) quanto a área das proteínas ( proteoma ), como a interação das proteínas ( Metaboloma).
Isso é fato. Depois desse discurso, se percebe que nenhum assunto é isolado. Tudo na biologia é integrado. E assim deve ser visto e aprendido. Entender o assunto é a chave. Colocar o porque na mente. Criar conexões. Criar raciocínios. Se perguntar como posso usar esse conhecimento na pratica.
Mas voltando as proteínas. Como tudo, temos que entender de que ela é composta. As proteínas são polímeros. São polímeros de aminoácidos. Aminoácidos são estruturas que contem um carbono quiral ( assimétrico = 4 ligantes diferentes ). Numa ponta tem uma amina, na outra um acido carboxílico, na outra um hidrogênio, e na outra uma cadeia, sendo essa cadeia que vai diferencias os aminoácidos. Existem 20 aminoácidos naturais. Sendo que existem aqueles em que os heterotróficos não podem sintetizar, são os essenciais, e os que podem sintetizar são os não essências (dã). Os seres autotróficos sintetizam todos.
Cada aminoácido se liga com outro através da ligação peptídica ( desidratação).
As seqüência de aminoácidos que contem uma proteína é importanticipa, porque dela vai dizer a forma tridimensional, e assim ditar sua função.
As proteínas tem estruturas. Temos a estrutura primeira, que é a seqüência pura dos aminoácidos linearmente. Depois temos a estrutura secundaria, onde as interações fracas como ponte de hidrogênio começa a dar forma as proteínas, uma forma helicoidal. Depois demos as estrutura terciária, onde as formas globulosas e domínios protéicos aparecem. E por fim a estrutura quaternária. Que é a estrutura mais complexa, onde ocorre junção de varias estruturas terciárias. Todo esse complexo de proteínas é mantido “fortemente” pela interação de muitas forças fracas, como dipolo-dipolo e pontes de hidrogênio.
A temperatura influencia muito as proteínas. Quanto mais quente, mais rápido será as reações, porem chegando a um ponto, as interações vão se romper e desnaturar as proteínas, perdendo assim suas funções. Daí o problema de febres altas.
As funções das proteínas são diversas. Listar algumas: Catalisadores; Elementos estruturais (colágeno) e sistemas contráteis; Armazenamento(ferritina); transporte de gases (hemoglobina); Hormônios;Anti-infecciosas (imunoglobulina - anticorpo); Enzimáticas (lipases); Nutricional (caseína); Agentes protetores ... etc etc.
Para mostrar a variedade de proteínas e a sua capacidade, eu termino esse texto dizendo que sem essa variedade, nenhum biólogo molecular poderia trabalhar. Não existiria transgenicos, não existiriam clones, testes de paternidades, nada que pudesse trabalhar com o DNA. Porque quando temos uma amostra de DNA, precisamos aumentar essa amostra varias vezes. Para isso precisamos de enzimas ( proteínas ). Só que para fazer isso, precisamos antes abrir a fita dupla do DNA, e para isso precisamos aquecer, e a temperatura é tanta que todas as proteínas inicias degradavam. Com isso, os cientistas recorreram para o meio ambiente. Lembre-se, a biodiversidade é um armazém de ferramentas. No meio ambiente, descobriram que existe bactérias que sobrevivem em fontes termais, a mais de 90 graus. E sem degradar suas proteínas. Então, a partir das proteínas dessa bactéria, podemos trabalhar em altas temperaturas, sem medo de degradação. Isso mostra que nada na biologia é padronizado. Ainda a muito para se descobrir sobre as proteínas.