A estrutura da molécula de ADN foi descoberta conjuntamente pelo estadunidense James Watson e pelo britânico Francis Crick em 7 de Março de 1953, o que lhes valeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1962, juntamente com Maurice Wilkins.
Do ponto de vista químico, o ADN é um longo polímero de unidades simples (monômeros) de nucleotídeos, cujo cerne é formado por açúcares e fosfato intercalados unidos por ligações fosfodiéster. Ligadas à molécula de açúcar está uma de quatro bases nitrogenadas e é a seqüência dessas bases ao longo da molécula de ADN que carrega a informação genética. A leitura destas seqüências é feita através do código genético, o qual especifica a sequência linear dos aminoácidos das proteínas. A tradução é feita por um RNA mensageiro que copia parte da cadeia de ADN por um processo chamado transcrição e posteriormente a informação contida neste é "traduzida" em proteínas pela tradução. Embora a maioria do ARN produzido seja usado na síntese de proteínas, algum ARN tem função estrutural, como por exemplo o ARN ribossômico, que faz parte da constituição dos ribossomos.
Dentro da célula, o ADN pode ser observado numa estrutura chamada cromossoma durante
a metafase e o conjunto de cromossomas de uma célula forma o cariótipo. Antes da divisão celular os cromossomas são duplicados através de um processo chamado replicação. Eucariontes como animais, plantas e fungos têm o seu ADN dentro do núcleo enquanto que procariontes como as bactérias o têm disperso no citoplasma. Dentro dos cromossomas, proteínas da cromatina como as histonas compactam e organizam o ADN. Estas estruturas compactas guiam as interacções entre o ADN e outras proteínas, ajudando a controlar que partes do ADN são transcritas.O ADN é responsável pela transmissão das características hereditárias de cada espécie de ser vivo.
Descoberta
Friedrich Miescher
A história do DNA começa no final da década de 1860, com a chegada do médico suíço Friedrich Miescher (1844-1895) à Universidade de Tübingen, uma pacata cidade no sul da Alemanha. O jovem pesquisador estava disposto à dedicar-se ao estudo da química da célula e escolheu essa universidade porque nela o químico Felix Hoppe-Seyler (1825-1895) havia inaugurado um importante laboratório de química fisiológica. Na época floresciam idéias a respeito das origens e das funções das células. Há pouco tempo, a teoria da geração espontânea havia sido definitivamente desacreditada. A teoria celular estabelecia-se como um dos pilares da Biologia. Por tudo isso, as células atraíam a atenção de estudantes entusiasmados, como Miescher.
Felix Hoppe-Seyler foi quem primeiro descreveu as interações entre a hemoglobina, a proteína responsável pela cor do sangue, e o gás oxigênio. Seu trabalho levou-o a interessar-se aos glóbulos brancos presentes na circulação sangüínea. Foi por sugestão de Hoppe-Seyler que Miescher começou a estudar a química das células do pus; o material para a pesquisa era abundante, pois dezenas de bandagens com material purulento eram diariamente descartadas por um hospital próximo à universidade. Miescher trabalhou para desenvolver técnicas adequadas à retiração das células de pus das bandagens e à preparação para a análise química. O objetivo inicial era investigar as proteínas celulares, um grupo de substâncias descoberto cerca de 30 anos antes.
Em um dos seus muitos experimentos com células do pus, Miescher obteve um precipitado que diferia quimicamente de todas as substâncias protéicas conhecidas. Ele descobriu que a nova substância se concentrava no núcleo celular, na época considerado uma estrutura de pouca importância para o funcionamento celular. Aprimorando os métodos de extração e purificação da nova substância, Miescher demostrou que, além de estar nas células do pus, ela também estava presente em materiais tão diversos quanto o rim, o fígado , o testículo, a levedura e as hemácias nucleadas das aves.
A análise química mostrou que as quantidades relativas dos elementos hidrogênio (H), carbono (C), oxigênio (O) e nitrogênio (N) presentes diferiam das encontradas em proteínas; além disso, à substância descoberta Miescher denominou-a nucleína, pelo fato de ela estar concentrada no núcleo das células.
O trabalho sobre nucleína só foi publicado em 1871, após certa resistência do editor da revista científica, o próprio Hoppe-Seyler, que, no início, não acreditou nos resultados apresentados por Miescher. Mesmo depois da publicação do trabalho, muitos pesquisadores continuaram duvidando da existência da nucleína; na opinião deles, o achado de Miescher devia ser uma mistura de fosfato inorgânico e proteínas.
[editar] Elucidação da composição química
As desconfianças quanto à real existência da nova substância descrita por Miescher só foram superadas por volta de 1889, quando Richard Altmann (1852-1900) obteve preparações altamente purificadas de nucleína, sem nenhuma contaminação por proteínas. Pelo fato de a substância ter caráter ácido, o que já havia sido detectado por Miescher, Altmann sugeriu que ela fosse chamada de ácido nucléico em vez de nucleína.
Outro pesquisador pioneiro na descoberta foi Albrecht Kossel (1853-1927). Em 1877, ele juntou-se ao grupo de pesquisa de Hoppe-Seyler, então trabalhando na Universidade de Estrasburgo (França), e começou a estudar a composição química das nucleínas. Kossel detectou dois tipos de bases nitrogenadas já conhecidas, a adenina e a guanina. Em 1893, identificou uma nova base nitrogenada, que era liberada pela degradação de nucleína da células do timo; por isso denominou-a timina. Logo em seguida, descobriu que a nucleína continha um quarto tipo de base nitrogenada, a qual denominou citosina. Em 1894, o grupo liderado por Kossel descobriu que os ácidos nucleicos continham também pentose, um açúcar com cinco átomos de carbono.
Em 1909, Phoebis Levine e Walter Jacobs (1883-1967) conseguiram determinar a organização das moléculas de fosfato, de pentose e base nitrogenada no ácido nucléico. Esses três componentes estão unidos entre si formando uma unidade fundamental, o nucleotídeo. Em 1930, Levine e colaboradores identificaram pentoses componente do ácido nucléico das células do timo, que denominaram 2-deoxi-D-ribose, pelo fato de ela possuir, no carbono 2 de sua cadeia, um átomo de oxigênio a menos que a ribose, uma pentose já conhecida, encontrada pelos pesquisadores em dois tipos de ácidos nucléicos: o ácido ribonucléico, ou ribose, e o ácido desoxirribonucléico, ou DNA, cujo açúcar é a desoxirribose.
Função do DNA
Uma vez que estamos falando em ácidos nucléicos, portanto, ácidos encontrados nos núcleos das células, convém saber que o núcleo representa justamente a central de informações de uma célula. É como se fosse uma torre de controle, de onde são distribuídas as informações para que cada célula execute sua tarefa.
Dawkins explica que as moléculas de DNA fazem duas coisas importantes. Em primeiro lugar, elas se replicam, o que significa que elas fazem cópias de si mesmas. Isso é facilmente compreendido se imaginarmos um homem adulto, com um milhão de bilhões de células, que começou, em sua versão original, com uma única célula. Esta única célula se dividiu em dois e, por meio de sucessivas divisões, chegou a 4, a 8, a 16, a 32 e assim por diante, até chegar ao homem adulto. Pode-se dizer que a função de replicar do DNA é como se fosse a função de uma fábrica modelo, com qualidade cem por cento, onde os planos do DNA são copiados com fidelidade, praticamente sem erros, segundo Dawkins.
De acordo com esses planos do DNA, para que um corpo seja ‘construído’, não basta que ele se duplique. É preciso que alguma coisa mais aconteça. Assim, o DNA faz uma supervisão indireta da fabricação de um tipo diferente de molécula, que é a proteína.
Dawkins lembra que fazer proteínas talvez pareça estar muito longe da fabricação de um corpo, mas, diz ele, esta é a primeira pequena etapa nesta direção, uma vez que as proteínas constituem grande parte da estrutura de um corpo e, além disso, controlam os processos químicos dentro da célula, ligando-os e desligando-os no momento e no lugar certo. E essa movimentação toda dentro das células é que leva uma primeira célula a vir a formar um bebê e, mais tarde, um corpo adulto.
