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De DNA á proteínas

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1 De DNA á proteínas em Qui Dez 31, 2015 2:13 pm

Admin


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De DNA á proteínas

Você provavelmente está familiarizado com a maneira pela qual uma casa é construída. Os vários componentes - tijolos, telhas de cimento, madeira, pranchas, janelas etc. - são primeiro entregue ao canteiro de obras e, em seguida, montadas de acordo com o plano do arquiteto ou "projeto arquitetônico". Nesta planta estão os desenhos do plano geral e  acabamento da casa feita a partir de vários pontos de vista. Pode muito bem ser apenas uma cópia deste plano, e pode ser mantida no bolso do mestre de obras e levada para fora e consultada ao longo da construção, tal como requerido. Tal esquema de construção é típica para artefatos feitos por seres humanos. Em contraste, o esquema de construção para os seres vivos - se eles são plantas ou animais - é consideravelmente diferente em quase todos os aspectos. Assim, a construção de um ser humano começa com uma única célula - um ovo da mãe, que foi fertilizado por um espermatozoide a partir do pai. Esta célula composta contem DNA  tanto da mãe quanto do pai; tal DNA contém a informação genética completa para a construção de um ser humano. O crescimento ocorre pelo processo de divisão celular: cada célula se divide em duas novas células e estas células por sua vez se dividem, e assim por diante. Pouco antes de qualquer célula se divide, ela duplica todo o seu DNA, de modo que cada nova célula contém um conjunto completo de DNA, que por sua vez contém todos os genes do organismo. Apenas uma pequena fracção de todos os genes presentes no DNA são ativados num determinado tipo de célula. Assim, as células que se desenvolvem em um olho apenas utilizam genes que são programados para promover o crescimento de células para o olho. Como as células "sabem" que tipo de órgão a qual  pertencem é uma grande  área de pesquisa, e somente em parte compreendida pela ciência  de desenvolvimento de biologia, que não deve sará tratado aqui. Mencionamos tudo isso porque pode parecer, a um não-cientista, que é um enormemente desperdício para a natureza para fornecer um conjunto completo de DNA em cada uma das bilhões de células de cada animal ou planta: Será que não seria menos dispendioso e eficiente só para ter uma única cópia do de informações, assim como na construção de uma casa? Contudo, um pouco de reflexão revela que o regime para  cada célula ter um conjunto completo de DNA é, na verdade, uma maneira extremamente simples de fornecer as informações necessárias, em todos os lugares onde é necessária - apesar de, é claro,  requerer uma grande quantidade repetitiva de cópias e duplicação de DNA. As máquinas para a duplicação do DNA  é extremamente precisa para todo o esquema  trabalhar com precisão, pois o projeto inclui váras estações de check-point e reparo para minimizar as falhas na replicação, e a estrutura de dupla hélice do DNA é extremamente conveniente  para efeitos de duplicação.

Como é que  DNA carrega as informações necessárias para executar as atividades de uma célula, como uma fábrica, conforme centro de controle ou seu escritório principal? A forma mais básica na qual o DNA executa as atividades de uma célula é  especificando a composição e estrutura de moléculas de proteínas. Proteínas vêm em uma ampla variedade de formas e, tamanhos e desempenham uma grande variedade de papéis na vida de uma célula. Algumas proteínas são fortes e rígidas, e formam os componentes para os músculos, tendões e unhas. Outras proteínas, ou chamadas enzimas, catalisam ( aceleram ou inibem uma reação química )  um grande número de reações químicas, tais como a digestão de alimentos ou a síntese de hormônios. Outras proteínas transportam oxigênio no sangue, enquanto outros ainda formam os cilindros de proteínas em torno do qual o DNA envolve o cromossomo. De onde é que todas estas proteínas vêm? Como funciona uma célula e sabe quais proteínas que tem que produzir ? Acontece que o DNA  executa um "programa" muito definido, sempre que a célula precisa para  uma dada molécula de proteína. O programa diz à célula exatamente que tipo de proteína  fazer, e aproximadamente quantas dela. Este programa é o conhecido como 'gene' na genética clássica; e os cromossomos contém muitos genes ao longo do seu comprimento.

Um polipeptídeo ou peptídeo corresponde a um polímero linear de mais de vinte aminoácidos estabelecendo entre si ligações petídicas. O termo proteína é usado quando na composição do polipeptídeo entram setenta ou mais aminoácidos. Proteínas são macromoléculas biológicas constituídas por uma ou mais cadeias de aminoácidos. Proteínas, embora muito diferentes umas das outras nas suas propriedades físicas e químicas, compartilham um esquema comum de construção: Elas são feitas  todas de moléculas de cadeias longas, consistindo de uma única ou várias cadeias não ramificadas. Isso é feito a partir da extremidade de ponta a adesão de muitos pequenas unidades conhecidas como "Aminoácidos". Proteínas são constituídas a partir de aminoácidos, apenas como DNA é composto de nucleotídios. Por exemplo, o adoçante em Diet Coke é uma muito pequena proteína produzida por um a partir de apenas dois aminoácidos; enquanto a hemoglobina no sangue é um tanto maior proteína feita a partir de 600 aminoácidos. Ao todo são 20 diferentes tipos de aminoácidos usados para construir os polipeptídeos; e este grande variedade de blocos de construção para a construção de  muitas proteínas diferentes com suas enormes gamas de propriedades físicas. O  programa ou gene do cromossomo celular especifica em que sequencia e ordem os aminoácidos precisam ser encadeados a fim de se tornarem funcionais para a célula e o organismo. A ordem dos aminoácidos numa proteína é definida pela ordem dos nucleotídios correspondentes no DNA.

Como há 20 aminoácidos disponíveis para formar as proteínas, e apenas quatro nucleotídeos diferentes, a célula deve usar mais do que um nucleótido no DNA para especificar cada aminoácido numa proteína. A regra universal é que três nucleotídeos especificam um amino ácido. O comprimento da cadeia de proteína varia dependendo da especificação no DNA, e varia geralmente de cerca de 100 a 1000 ácidos aminados. A maquinaria celular chamada ribossomo que permite que um determinado conjunto de três nucleotídeos no DNA se associa ou equivale a apenas um dos 20 possíveis aminoácidos é extremamente complexa. Do mesmo modo, a conversão de uma fita magnética que armazena informações ou de um HD de computador regular em caracteres impressos em uma página de saída de uma impressora é bastante complexa. Nos próximis capitulos deste livro iremos dar uma olhada mais detalhada de como tudo isto funciona.

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