Mutação, variação e seqüenciação do DNA

No genoma humano, existem de 50 mil a 100 mil genes. Já que a DNA-polimerase copia a sequência do DNA, ocorrem alguns erros. Por exemplo, uma base de DNA em um gene pode ser substituída por outra. Isso é chamado de mutação (especificamente, uma mutação de ponto) ou variação no gene. Em virtude de o código genético ter redundâncias embutidas, esse erro pode não ter muito efeito na proteína produzida pelo gene. Em alguns casos, o erro pode ocorrer na terceira base de um códon e ainda especificar o mesmo aminoácido na proteína. Em outros casos, pode estar em qualquer lugar no códon e especificar um aminoácido diferente. Se o aminoácido modificado não estiver em uma parte importante da proteína, então, pode ser que não haja efeito colateral. Entretanto, se o aminoácido modificado estiver em uma parte crucial da proteína, então, pode ser que ela esteja com defeito e não funcione tão bem, ou simplesmente nem funcione; esse tipo de alteração pode levar a doenças.

Foto cedida por U.S. Department of Energy Human Genome Program As variações na seqüência de genes podem ter conseqüências importantes e causar doenças

Outros tipos de mutações no DNA podem ocorrer quando pequenos segmentos do DNA rompem-se do cromossomo. Esses segmentos podem retornar para outro ponto do cromossomo e interromper o fluxo normal de informações. Esses tipos de mutações (remoções, inserções, inversões) geralmente têm conseqüências graves.

Como foi observado, existe uma grande quantidade de DNA extra no genoma humano que não se codifica para as proteínas. O que esse DNA extra não codificado faz está sendo ativamente pesquisado. Talvez parte dele seja meramente o espaçamento para manter os genes a uma certa distância para as enzimas de transcrição. Outra pode ser o local onde os produtos químicos ambientais podem se ligar e afetar a transcrição e/ou tradução do DNA. Além disso, dentro desse DNA extra, existem muitas seqüências de variação usadas na simbologia do DNA (veja Como funcionam as evidências de DNA).

FenilcetonúriaUm gene nos seus códigos de DNA para uma enzima (tipo de proteína que acelera uma reação química) permite que você quebre um aminoácido específico chamado fenilalanina, encontrado no leite. Em algumas pessoas, esse gene não existe ou está com defeito. Eles não fabricam a enzima, nem podem quebrar a fenilalanina. Quando crianças, se essas pessoas tomam leite ou ingerem produtos derivados dele regularmente, a fenilalanina inteira se acumulará e causará danos ao cérebro (a doença é chamada de fenilcetonúria). Felizmente, é realizado um teste genético no parto que pode identificar esses bebês, que, então, podem ser alimentados com produtos do leite sem fenilalanina (como o leite de soja).

Seqüência do DNA
O HGP (Human Genome Project - Projeto do Genoma Humano) foi iniciado na década de 90 com o objetivo de determinar a seqüência de todo o genoma humano. Quais genes estavam presentes? Onde estavam localizados? Quais eram as seqüências dos genes e do DNA interveniente (DNA não codificado)? Essa tarefa era magnífica, junto com a ordem do Projeto Apolo dos Estados Unidos de enviar um homem à Lua. Os cientistas e os fornecedores do HGP desenvolveram novas tecnologias, automatizadas e baratas, para seqüenciar o DNA.

Basicamente, para seqüenciar o DNA, você coloca todas as enzimas e nucleotídeos (A, G, C e T) necessários para copiar o DNA em um tubo de teste. Uma pequena porcentagem dos nucleotídeos possui uma cor fluorescente (cor diferente para cada tipo). Você, então, coloca o DNA que deseja seqüenciar no tubo de teste e deixa-o incubar por um tempo.

Durante o processo de incubação, o DNA de amostra é copiado várias vezes. Para qualquer cópia determinada, o processo de cópia é interrompido quando um nucleotídeo fluorescente se fixa nela. Assim, ao final do processo de incubação, você possui muitos fragmentos do DNA original de tamanhos variados e terminando em um dos nucleotídeos fluorescentes. 

A tecnologia do DNA continuará se desenvolvendo à medida que tentamos compreender como os elementos do genoma humano funcionam e interagem com o ambiente.

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