As Proteínas e as Anomalias genéticas

As Proteínas e as Anomalias genéticas

As Proteínas e as Enzimas

Além de compor os cromossomos, o DNA aparece nos orgânulos celulares mitocôndrias, cloroplastos e centríolos codificando suas atividades, produção de proteínas e capacidade multiplicativa. Um papel fundamental do DNA é sua capacidade de controlar toda e qualquer atividade química da célula. As reações químicas celulares dependem sempre de enzimas.

Os genes controlam a produção de enzimas celulares da seguinte maneira: o DNA produz moléculas de RNA, que vão ao citoplasma. No citoplasma o RNA "comanda" a fabricação de uma certa proteína (que por muitas vezes, é uma enzima). A sequência de aminoácidos na proteína depende da sequência do RNA; a sequência do RNA depende da sequência de bases do DNA que o fabricou. Ao pedaço de DNA que contém a informação para a produção de uma proteína chamamos de cístron, que é uma das maneiras de conceituar o gene.

As proteínas apresentam muitas funções biológicas diversas. As enzimas representam a maior classe. Mais de 2 mil espécies diferentes de enzimas são conhecidas, cada uma delas catalisando um tipo diferente de reação química. As enzimas possuem poder catalítico excepcional, muito superior ao dos catalisadores preparados pelo homem. Elas são altamente específicas em sua função. A enzima hexoquinase, por exemplo, catalisa a transferência de um grupo fosfato do ATP para a glicose, o que constitui a primeira fase no metabolismo da glicose.

Cada tipo de molécula enzimática contém um sítio ativo, ao qual seu substrato específico está ligado durante o ciclo catalítico. Muitas enzimas contêm uma cadeia polipeptídica única; outras contêm duas ou mais. Algumas enzimas, denominadas enzimas reguladoras, ou alostéricas, são ainda mais especializadas, com o objetivo de exercer uma função reguladora, além de sua atividade catalítica. Virtualmente, todas as enzimas são proteínas globulares.

Outra classe principal de proteínas tem a função de armazenar aminoácidos como nutrientes e blocos construtivos para o embrião em crescimento, por exemplo, a ovoalbumina da clara do ovo, a caseína do leite, e a gliadina das sementes do trigo.

Algumas proteínas têm a função de transporte; elas são capazes de se ligar e transportar tipos específicos de moléculas no sangue. A seroalbumina liga-se aos ácidos graxos livres de maneira firme, servindo assim para transportá-los entre o tecido adiposo e outros tecidos ou órgãos nos vertebrados. As lipoproteínas do plasma sanguíneo transportam os lipídeos entre o intestino, fígado e tecidos adiposos. A hemoglobina dos vertebrados está contida nas hemácias e transporta oxigênio dos pulmões para os tecidos. Os invertebrados possuem outros tipos de proteínas transportadoras de oxigênio, como as hemocianinas.

Outros tipos de proteínas funcionam como elementos essenciais nos sistemas contráteis e de motilidade. A actina e a miosina são elementos proteicos principais do sistema contrátil dos músculos esqueléticos. Nos músculos, essas proteínas estão ordenadas em fileiras paralelas que deslizam ao longo uma da outra durante a contração.

Algumas proteínas possuem uma função protetora ou defensiva. As proteínas plasmáticas trombina e fibrinogênio participam na coagulação do sangue, evitando assim a perda sanguínea no sistema vascular dos vertebrados; porém, as proteínas protetoras mais importantes são os anticorpos, ou imunoglobulinas, que se combinam com as proteínas estranhas – antígenos –, neutralizando-as, bem como a outras substâncias que penetram no sangue ou tecidos de um determinado vertebrado.

As toxinas, isto é, substâncias que são extremamente tóxicas para os animais superiores, mesmo em quantidades muito reduzidas, representam outro grupo de proteínas e incluem a ricina da mamona, a gossipina da semente do algodão, a toxina diftérica e a toxina da bactéria anaeróbica Clostridium botulinum, que é responsável por alguns tipos de envenenamento alimentar.

Entre as proteínas mais interessantes estão aquelas que funcionam como hormônios, tais como o hormônio do crescimento, ou somatotrofina, um hormônio da parte anterior da hipófise. A insulina, secretada por certas células especializadas no pâncreas, é um hormônio que regula o metabolismo da glicose; sua deficiência no homem ocasiona a doença diabetes mellitus.

Outra classe ainda de proteínas compreende aquelas que servem como elementos estruturais. Nos vertebrados, a proteína fibrosa colágeno é a proteína estrutural extracelular principal no tecido conjuntivo e nos ossos. As fibras colágenas, pela formação de uma estrutura contínua, auxiliam também a unir os grupos de células para constituir um tecido. Duas outras proteínas fibrosas dos vertebrados são a elastina e a queratina. A cartilagem contém não somente colágeno, mas também glicoproteínas, que fazem com que as secreções mucosas e líquido sinovial das articulações dos vertebrados possuam uma qualidade deslizante e lubrificante.

Além dessas classes principais de proteínas, existem outras com funções inusitadas. As aranhas e os bichos-da-seda (larvas de mariposa Bombyx mori) secretam uma solução espessa da proteína fibroína, que se solidifica rapidamente em um fio insolúvel de força tensional excepcionalmente elevada, com o qual fazem as teias ou os casulos. O sangue de alguns peixes que vivem nas águas antárticas, portanto em temperaturas inferiores a 0oC, contém uma proteína que evita seu congelamento, proteína essa denominada muito corretamente de proteína “anticongelante’. A monelina é uma proteína encontrada em alguns frutos; tem sabor adocicado e, quando desnaturada, perde essa característica.

É realmente extraordinário que todas as proteínas, incluindo aquelas que apresentam efeitos biológicos intensos ou tóxicos, são constituídas dos mesmos vinte aminoácidos, os quais, por si próprios, apresentam atividade ou toxicidade nula ou reduzida. A conformação tridimensional atribui a cada tipo de proteína sua atividade biológica específica; sua conformação, por sua vez, é determinada pela sequência específica dos aminoácidos em suas cadeias polipeptídicas.

Modificações no código genético – mutações – podem levar à síntese de proteínas modificadas, resultando em anomalia ou doenças, como por exemplo, a anemia falciforme ou siclemia.

Sumário

- As Proteínas e as Enzimas
- Anomalias genéticas no homem
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