Atividade Dos Genes – O que são? Função e Definição

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O domínio da ação dessas estruturas possibilitará a correção de anomalias e doenças hoje consideradas irreparáveis.
A ideia de que os genes agem pela produção – ou não produção – de enzimas específicas foi proposta na primeira metade do século XX pelo físico e bioquímico inglês Sir Archibald Garrod.

Ele estudou uma doença hereditária muito rara no homem, chamada alcaptonúria, que se caracteriza pelo escurecimento da urina em presença de um constituinte anormal, a alcaptona (ácido homogentísico). Em pessoas normais, a substância seria transformada em ácido acetilacético, e em seguida em água e gás carbônico.

Essa não-transformação deve-se à ausência de uma enzima específica. De onde decorre que o papel de um gene normal é o de determinar a produção de uma enzima particular.

GENE E ENZIMA

No entanto, a ideia definitiva de que os genes são responsáveis pela síntese de enzimas que, no organismo, comandam reações químicas específicas foi estabelecida anos mais tarde. Assim, em 1935, foram feitas experiências sobre a pigmentação dos olhos da mosca drosófila, que se sabia ser controlada por genes específicos.

As dificuldades do trabalho, porém, levaram os cientistas a procurar outra cobaia. Foi quando Beadle e Tatum, dois bioquímicos americanos, fizeram experimentos com o fungo neurospasta.

Suas experiências revelaram a natureza química das enzimas, que são proteínas, e daí por diante surgiu a ideia de que a função bioquímica do gene devia ser encontrada no estudo da síntese proteica. Ficou estabelecido, assim, o conceito central da moderna genética bioquímica: “A cada gene corresponde uma enzima”.

EPISTASIA

Os genes raramente agem de forma direta uns sobre os outros; seus produtos, no entanto, podem interagir numa grande variedade de modos. Um gene de determinado loco (posição do gene no cromossomo) comanda a ação de um gene situado num loco diferente, às vezes até em outro cromossomo.

Por não se tratar de uma reação entre genes alelos (formas alternativas do mesmo gene, num loco determinado do mesmo par de cromossomos, e que agem no mesmo caráter), essa interação difere da dominância comum. É o fenômeno da epistasia.

Um caso muito conhecido de epistasia é o que se dá nos cachorros: o gene dominante B é responsável pelo pigmento que dá a cor preta aos pelos. O gene recessivo alelo b origina o pelo marrom, quando se encontra na condição homozigótica bb.

Entretanto, num cromossomo diferente pode existir um gene 1 (inibidor), que impede a formação do pigmento, com exceção da coloração dos olhos. Desse modo, um cachorro pode ter o gene dominante B e apesar disso ser branco devido ao gene inibidor 1, que encobre o efeito de genes dominantes.

Talvez o gene epistático tenha bloqueado a formação da enzima determinada pelo gene hipostático B ou, então, por meio de outro processo, a enzima determinada pelo gene epistático (1) sobrepuje a ação da outra.

CONTROLE DO GENE

O controle da ação exercida por um gene sobre outros era conhecido há muitos anos, mas foi somente em 1960— graças ao trabalho de F. Jacob e J. Monod – que surgiu uma explicação aceitável a respeito de como é regulada a atividade dos genes.

Mostraram esses cientistas que, além das informações genéticas para a síntese de proteínas, os genes conduzem informações que controlam as atividades daquelas proteínas. Os genes diretamente responsáveis pela síntese de proteínas foram chamados estruturais.

Os genes que regulam a ação de outros genes são chamados reguladores. Estes últimos não precisam estar próximos dos estruturais sobre os quais exercem sua atividade; na verdade, podem até se encontrar em outro cromossomo. Há ainda outro tipo de gene que age diretamente ao nível dos demais, sem que intervenha o citoplasma.

É o operador, que controla diversos tipos estruturais relacionados. Para facilitar a exposição dessas complexas interações, Jacob e Monod criaram uma nova unidade genética, o operon, que compreende um gene operador e o conjunto de genes estruturais sob seu controle. O gene operador, por sua vez, é controlado pelo gene regulador.

Trata-se, portanto, de um verdadeiro dispositivo de controle que funciona da seguinte maneira: imaginando-se que a substância ID seja produzida através das etapas A, B e C e atinja um alto nível de concentração, essa substância D agirá sobre a enzima determinante da primeira etapa dessa série de reações, determinando seu bloqueio e o da consequente fabricação da substância A.

Mas, em muitas reações químicas, o acúmulo dos produtos da reação acaba por bloquear a própria reação; são problemas de massa e energia. No final, portanto, a substância D também deixará de ser produzida.

Diminuindo a concentração da substância ID, a enzima ficará novamente liberada, então recomeçando a fabricação normal dessas substâncias.

Fontes:

1, 2

Imagem: labguru.com



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