Engenharia Genética - Do Gene à Proteína

A abordagem ao tema da Engenharia Genética só é possível se se entender certos conceitos da área da Genética, pois só depois de perceber como os mecanismos funcionam normalmente, se compreende como é possível alterá-los e manipulá-los.

Gene e Genoma

O gene é a unidade funcional do DNA. É constituído por uma parte codificante (exões), uma parte não codificante (intrões) e pelas partes 5' UTR (que inclui promotor) e 3' UTR (que inclui o terminador). O genoma refere-se ao conjunto de toda a informação genética de um organismo, ou seja, os genes e as sequências não génicas como o DNA repetitivo ou o DNA espaçador. As mais diversas funções estruturais, bioquímicas, biológicas devem-se à informação que os genes transportam, sendo responsáveis pela homeostasia do organismo.

DNA-RNA-Proteína

A questão que se levanta é: Como é processada a informação contida no genoma? A resposta não é linear, mas o que occorre normalmente dentro da célula é o seguinte:

O DNA contendo os diferentes genes é replicado pela acção de diversas enzimas (DNA polimerase, helicase, topoisomerase), a fim de assegurar uma constante produção de novas moléculas de DNA;
Uma enzima, RNA polimerase, separa as duas cadeias de DNA e sintetiza uma molécula de outro ácido nucleico, RNA, conforme a informação lida na cadeia de DNA. Este RNA é processado (poli-adenilação, capping e splicing) obtendo-se no final uma molécula de RNA mensageiro;
A informação contida na molécula de RNAm, onde cada codão (conjunto de três nucleótidos) codifica para um aminoácido, é processada por RNA de transferência e RNA ribossomal;
No final, obtém-se uma proteína que poderá sofrer diferentes modificações (modificações pós-tradicionais).

O mecanismo acima descrito, refere-se ao Dogma da Biologia Molecular, ou seja, o DNA dá origem ao RNA que por sua vez origina proteínas. Contudo, diversos estudos vieram refutar esta hipótese. Assim, por vezes pode-se obter DNA a partir de RNA, pela acção da transcriptase reversa, enzima importante para certas técnicas de engenharia genética que serão abordadas.