Transcrição e Splicing - Aula 11 - Módulo 1: Bioquímica - Prof. Guilherme

Com apenas 33 anos, um químico chamado Philip Sharp fez uma descoberta incrível. Até tal momento, nós achávamos que genes, trechos de DNA, eram convertidos de maneira integral em RNAs, e esses RNAs eram convertidos também de maneira integral em proteínas. O que Sharp percebeu é que os RNAs, após serem formados, eram lapidados. Trechos eram cortados e o resto desses trechos eram unidos para aí sim formar proteínas. O curioso é que, a partir de um único gene, nós podemos produzir proteínas diferentes. Esse acontecimento, essa descoberta foi tão importante que 17 anos depois, Philip recebeu o Nobel da Química. Eu me chamo Guilherme, sou professor de biologia e te convido. Vem comigo!

Tatuzada, olha só. Nessa aula a gente vai falar de transcrição e de splicing. Duas coisas maravilhosas que funcionam dentro dos seres vivos. Coisas que explicam não só como um ser vivo funciona, mas como um ser vivo evolutivamente funciona. Eu acho esse conteúdo mágico. E se você, por algum motivo, já teve dificuldade com isso, chegou o momento de você não ter mais dificuldade. Prof, o que que é a transcrição? Eu coloquei uma definição ali bem tosca para vocês. Cópia inversa de DNA em RNAs.

Para quê? Para fabricação de proteínas. Então, eu quero que você complemente. Cópia inversa de DNA em RNAs para fabricação de proteínas. Anota aí no seu caderno.

Mas, professor, eu não entendi esse lance de cópia inversa. A gente já vai ver. Aí depois tem o splicing. Retirada de porções de íntrons e união de éxons. Que que é isso, prof? Você já vai, já vai ver também.

Antes da gente ver tudo isso, vamos pensar numa seguinte situação. Dentro de cada uma das nossas células, eu, ser humano, você, tatuzinho, ser humano também, dentro de cada uma das nossas células tem 46 cromossomos. Normalmente, né? De maneira típica. Cada um desses cromossomos tem mais ou menos aí uns 1000 genes diferentes. É muita informação.

Para ficar dentro do núcleo. É muita informação mesmo. 46.000 genes. Não é uma coisa fácil da gente manipular. Inclusive, para poder caber tudo isso de informação dentro do nosso núcleo, a gente tem que condensar o DNA. Pega aquela fita dupla de DNA que você conhece, enrola, enrola, torce, gira, gira e forma cromatina, para poder caber dentro do núcleo. Porque senão não cabe, se ficar tudo esparramado não vai caber. É igual pegar um cabelo bem encaracolado, que às vezes parece ser curtinho, e começar a escovar no seco. Ele vai aumentar de volume. A mesma coisa acontece no nosso DNA. Se ele tiver bem enroladinho, o volume dele é menor. Então a gente enrola o DNA e forma cromatina. Toda vez que a gente precisa de uma informação genética, por exemplo, um gene da melanina. Eu preciso fabricar melanina lá na minha pele. Eu vou desenrolar aquela cromatina e pegar o gene que eu quero. Massa.

Agora, saque o seguinte, ao longo do nosso processo evolutivo, a gente teve que lidar com parasitas. Inclusive, parasitas virais, que são bastante problemáticos ao nosso DNA. Porque muitos vírus de DNA pegam o material genético deles e introduzem junto ao nosso material genético. Imagine que junto ao gene da melanina, aqui eu tenho um gene viral. E toda vez que eu ia fabricar melanina, eu acabava fabricando também proteína de vírus. E isso não é legal. E a gente achou uma estratégia para driblar esse problema. É difícil ficar manipulando o DNA a todo momento. Então a gente copia o gene que a gente quer, com as coisas que a gente não quer junto, e fabrica RNAs, e depois pega esse RNA e corta aquilo que a gente não curte, aquilo que a gente não quer ou é indesejado. Esse é o fenômeno do splicing. É lapidar os RNAs pra gente fabricar proteínas certinhas, sem coisas que a gente não quer, como por exemplo, uma proteína de vírus.

Agora vamos entender o processo. Imagine que eu tenho um gene aqui e eu quero copiá-lo. Beleza. Antes de copiá-lo, para começar a história, eu preciso abrir esse trecho de DNA. Quem abre é uma enzima já conhecida de vocês da aula anterior, chamada de helicase. A helicase abre a dupla hélice do DNA. Então ela vem, como se fosse um zíper, e vai abrindo, abrindo, abrindo e cria essa bolha de transcrição. Depois que está aberto, aí a gente tem a inserção de uma enzima chamada de RNA polimerase, que vocês já conhecem, de certa forma, da aula anterior. Porque vocês estudaram a DNA polimerase. A DNA polimerase fabrica polímeros, fabrica sequências de DNA. A RNA polimerase faz a mesma coisa, ela fabrica sequências de RNA. Como, prof? De maneira inversa. Então, olha só. Faz de conta que aqui eu tenho uma sequência de letrinhas. T C G. Na hora que a RNA polimerase vai lendo, ela lê o T, do outro lado ela coloca um A. Ela lê um C, do outro lado ela coloca um G. Ela lê um G, do outro lado ela coloca um C. E assim ela vai construindo. Notem que essa cópia não é uma cópia perfeita, é uma cópia invertida, como se fosse um espelho, como se fosse um negativo. Então, onde tem A, eu coloco um U. Bem lembrado, né? U. Por quê? Porque é um RNA. Então, se eu tenho T, do outro lado vai um A. Se eu tenho um A, do outro lado vai um U. Se eu tenho um C, do outro lado vai um G. E assim ela vai copiando, copiando, copiando, sempre de 5 linha para 3 linha. Isso é importante. Essas enzimas só funcionam nesse sentido, construindo de 5 para 3 linha, a gente tratou muito bem disso na aula anterior. Massa. Aí, eu tô com o meu RNA prontinho aqui. Que que acontece com ele? Ele vai embora, prof? Não. Eu pego esse RNA, fiz a transcrição, tá? Ele tá pronto. Tirei. No momento que eu tiro, a fita de DNA volta a se enrolar e ela fica no estado anterior, depois vira uma cromatina. Mas eu peguei esse RNA e joguei para cá, ainda dentro do núcleo, para começar o processo de splicing.

Notem o seguinte. Eu tenho uma fita de RNA mensageiro que eu estou chamando de pré-RNA mensageiro. Também pode aparecer em material didático com o nome de RNA mensageiro bruto. Anota isso, por favor. Por que bruto? Porque eu tenho porções desejadas e eu tenho porções indesejadas ali dentro. Olhe o que eu coloquei antes para vocês. O splicing é a retirada de porções de íntrons e união de éxons. Então, isso aqui é informação que eu quero. É informação que faz parte do meu gene. Isso aqui também. E isso aqui também. Então, éxon 1, éxon 2, éxon 3 são importantes para fabricação dessa proteína que, por exemplo, pode ser a melanina. Agora, íntron é uma porção que eu não quero, que provavelmente apareceu ali por causa de algum infecção viral, uma coisa que eu não quero, uma coisa que é indesejada. Que que eu vou fazer? Eu vou remover isso. Quem faz isso? O spliceossomo. O spliceossomo é um conjunto proteico enzimático que funciona como se fosse umas tesouras. Eu não sei se dá para ver aí, talvez o Renan possa me ajudar. Renan, faz favor, dá um zoomzinho aqui, ó. Era para ter uma tesourinha aqui no meio. Essa estrutura é o spliceossomo, que ele funciona como uma tesoura. Ele vai pegar essa porção de íntron, torcer e vai cortar e depois ele junta um éxon com o outro. Então, o éxon 1 com o éxon 2 vai ser juntado. Aí o spliceossomo vem aqui, torce a porção de íntron, corta e junta essas porções de éxons. Massa. Esse é o spliceossomo. Ele é o cara responsável pelo splicing. E aí eu tenho o RNA mensageiro final, que também pode aparecer nos materiais didáticos, eu quero que você anote, com o nome de RNA mensageiro maduro. Tá prontinho para fabricar uma proteína. Notem que aqui eu tenho éxon, éxon, éxon. Eu removi os íntrons. Tchau para eles. E aí, prof? Eu vou pegar essa informação, vou jogar lá para o citoplasma, aí ela vai se acoplar ribossomos, vai ser trazido aminoácidos e a gente fabrica a proteína. Tudo pronto, você vai ver isso melhor na próxima aula.

Agora, prof, acabou? Hum-hum. Dois detalhes são muito importantes, um deles está no quadro. Procariotos não possuem íntrons. Quem que é procarioto mesmo, prof? Bactéria. Bactéria tem um genoma muito menor do que o nosso. É um anel de DNA, pouquíssimas informações comparado com as informações que a gente tem, por exemplo, num ser humano. Então, o que que a bactéria faz? Ela vai ter mecanismos que cortam o próprio gene, que cortam o próprio DNA. Como a gente tem um DNA muito grande, com muita informação lixo ali no meio, é difícil manipular. Para bactéria não. Então, por exemplo, se lá no DNA da bactéria se acopla um DNA viral, a bactéria vai lá e corta aquele gene rapidinho, tira fora. Inclusive, essas maquinarias de corte que a bactéria tem são utilizadas pra gente editar genes. Quando a gente descobriu isso, e a gente vai ter uma aula sobre esse processo, quando a gente descobriu isso de maneira mais apropriada, a gente percebeu que esses, essas enzimas bacterianas podem ser utilizadas pra gente cortar os genes aonde a gente bem quer. Então, o que que acontece? Como a bactéria corta o gene direto, tira as porções que a gente não quer, então ela não fabrica RNAs brutos. Ela já fabrica o RNA pronto. Não precisa cortar depois num processo de splicing. Beleza? Então, anota. Procariotos não possuem porções de íntrons no seu RNA. Que mais, prof? Uma outra coisa que se descobriu e que foi muito interessante, que inclusive já foi cobrado no Enem, tá? Vai aparecer aqui para vocês a imagem, é que às vezes, em determinados genes, um gene fabrica um RNA mensageiro e esse RNA mensageiro pode ser lapidado de formas diferentes para formar proteínas diferentes. Então, a partir de uma única informação genética, você pode ter proteínas diferentes. Por quê? Vamos imaginar que isso aqui não é uma coisa de descarte, não é viral, mas isso faz com que a gente tenha proteínas diferentes. Imagine, por exemplo, que se eu utilizar toda essa sequência aqui e jogar ela para fora, eu vou fabricar uma proteína X. Agora, se eu tirar só o primeiro íntron e manter o restante e jogar lá para fora, eu vou ter uma proteína Y. Agora, se eu pegar e manter esse íntron e descartar esse aqui, eu já vou ter uma proteína Z. São proteínas diferentes sendo formadas pela mesma informação genética, dependendo daquilo que eu tiro, dependendo daquilo que eu mantenho. Entende? Isso a gente chama de splicing alternativo. Não está no quadro, eu quero que você anote. Que que é o splicing alternativo? É você pegar uma mesma informação genética e utilizá-la para fazer proteínas diferentes a partir de splicing, a partir de cortes e manutenções. Massa, né? Fala sério, que legal esse assunto. Eu espero que você tenha gostado, fica aí que eu tenho um recado final para você.

Uma coisa que me incomoda um pouquinho quando a gente vai falar de educação e das familiaridades que a gente tem com cada assunto, é o lance de dizer, ah, eu sou de exatas, ah, eu sou de humanas. E criar essa dicotomia estranha, em que uma pessoa boa nas exatas não pode gostar de humanas, uma pessoa boa nas humanas não pode gostar de exatas, ou enfim, os desdobramentos que isso pode ter ao longo do teu processo de educação. Existem muitas pessoas que são super boas e se identificam muito com a parte de humanas. Existem muitas pessoas que são muito boas e se identificam com a parte de exatas. O que não existe quase no mundo são pessoas de humanas que compreendem as exatas. São pessoas de exatas que compreendem as humanas. Como assim, prof? Eu, por exemplo, adoro matemática. Sempre gostei, desde pequenininho, desde que eu estava na escola, quase fiz faculdade de matemática. Quando eu faço a prova do Enem, que eu faço todos os anos, a minha melhor nota é em matemática, mais do que Ciências da Natureza, muito embora eu gabarite a prova de biologia, eu não me dou tão bem com a química, com a física, mas eu amo a matemática. E, gente, vou falar a verdade, isso faz uma diferença muito grande para um biólogo. Biólogos que entendem de matemática, biólogos que entendem de estatística, biólogos que fazem dessa estatística, dessa matemática, uma compreensão maior, por exemplo, para programação, são pessoas raras. E isso em todas as áreas. A galera da área do direito, por exemplo, que super se identifica com a parte de humanas, normalmente não domina a matemática. E quando, por exemplo, tem que trabalhar com direito previdenciário, quando tem que trabalhar com direito do trabalho, se coloca numa situação de desconforto porque não sabe trabalhar com números, com porcentagens, com tabelas. Pense em ser um profissional cada vez mais amplo. Pense em abrir a sua cabeça e tirar dela a ideia de que se você é uma coisa, você não pode ser outra. A gente precisa de profissionais mais Leonardos da Vinci, que sabem de muitas coisas ao mesmo tempo. E menos profissionais ultra específicos, ok? Fica com a dica, espero que você tenha gostado e tamo junto.