Guia mangá de
Biologia
Molecular
Masaharu Takemura
Sakura
Becom Co., Ltd.
novatec
Sumário
Prefácio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Xi
Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1
O Que é Uma Célula? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Uma célula é uma bolsinha de vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Todo organismo vivo é feito de células . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
As células estão vivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Uma célula é feita de várias moléculas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Eu nunca vi uma célula! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A célula mais longa em nossos corpos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vamos olhar dentro de uma célula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vamos penetrar a membrana celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Organelas celulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O núcleo: um pequeno cérebro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O que existe no núcleo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Organismos unicelulares e pluricelulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Organismos procarióticos e organismos eucarióticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2
Proteínas e DNA: Decifrando o Código Genético . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
As proteínas guiam a atividade celular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O que é atividade celular? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Explosão de força enzimática! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Proteínas atuando como enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O papel das proteínas na divisão celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Proteínas e a contração muscular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Proteínas são feitas de aminoácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Substituir um aminoácido por outro é uma grande coisa! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Genes: o projeto de construção das proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Como as células sabem quais proteínas criar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Um plano de construção garante que o arranjo de aminoácidos esteja correto. . . . . . . . . .
Nossos genes estão escritos em código . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DNA e nucleotídeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O DNA tem uma estrutura de dupla hélice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O DNA é composto por nucleotídeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Os nucleotídeos são os caracteres do “código” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Genoma: uma biblioteca de genes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Duplicação de DNA e Divisão Celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
As células se multiplicam por meio de divisões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Reprodução: o evento mais importante da vida! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Divisão celular: a forma mais simples de reprodução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
A divisão celular ocorre nos corpos dos organismos pluricelulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
O DNA é duplicado antes da divisão celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
O que acontece com os genes? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
O DNA tem uma estrutura dupla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
O papel da DNA polimerase na duplicação do DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
O que é um cromossomo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
O corpo humano contém 24 tipos de cromossomos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Cromossomos são visíveis apenas no momento da divisão celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Divisão celular dinâmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Mitose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Citocinese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
O que é um ciclo celular? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
O que causa o câncer? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4
Como é Feita Uma Proteína? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Um gene torna-se útil após a transcrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Como uma proteína é feita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O que é transcrição? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cromatina e transcrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tente puxar o fio do telefone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O mRNA é sintetizado usando-se uma das fitas de DNA como modelo . . . . . . . . . . . . . . .
A RNA polimerase copia as informações genéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Clivagem do mRNA transcrito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Embaralhamento de éxons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O que é o RNA? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Caracteres do RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dna e RNA usam açúcares diferentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O RNA é flexível . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Existem vários tipos de RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rna transportador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ribossomo: o mecanismo de síntese de proteína . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mecânica do código genético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O tRNA transporta aminoácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A proteína está completa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
viii sumário
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Tecnologia e Pesquisa Em Genética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
O que é tecnologia de recombinação genética? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Manipulação do DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Melhorias na espécie e teconologia de recombinação genética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Um exemplo de tecnologia de recombinação genética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Métodos de detecção e isolamento de DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Animais transgênicos (camundongo-nocaute) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Medicina personalizada e terapia gênica: a genética é o futuro da prevenção de doenças? . . .
Terapia gênica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O renascimento do RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Interferência de RNA: uso do RNA para alterar a expressão genética . . . . . . . . . . . . . . . .
O RNA pode curar doenças? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Como funciona exatamente a PCR? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Como produzir animais clonados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Evolução molecular: como os genes podem contar uma história . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O futuro da biologia molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Epílogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
índice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
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