T36. DNA and the Genes by Fredric M. Menger, Emory University, USA

Proteins (the main component of muscle, hair, enzymes, egg white, gelatin etc.) are composed of long chains of amino acids. There are 20 naturally occurring amino acids in the proteins. It is like the 26 letters making up all words except that proteins can have hundreds of amino acids in their chains. As one can imagine, there are a countless number of possible amino acids combinations in, for example, a 100-amino acid protein. How does the body know how to arrange the 20 amino acids in precisely the right sequence to make a particular protein? In terms of the word-analogy, how does the body know how to "spell"? It turns out that it is our genetic material, the DNA, that instructs the cells how to make proteins. Thus, the main purpose of our genes is to make all those important proteins which are needed for life, and this is the subject of the essay.

A DNA molecule is also a very long chain, but it is composed of only four so-called "bases": A, T, G, and C. Actually, the DNA exists as a pair of chains linked together in a coil. It is known that A and T are weakly bonded to each other as are G and C. Thus, the DNA "double helix", with its chains #1 and #2, might be represented as shown below where the dotted lines are the weak attractions.

With this structure in mind, we can now state perhaps the most important equation in science:

The DNA "code" has been broken: Three DNA bases code for one amino acid. For example, an ATT may code for one particular amino acid; GAG may code for a different amino acid; TAC may code for yet another amino acid; and so on for all 20 amino acids. By this means, the correct sequence of amino acids is lined up, and then the amino acids are all joined together to form a protein.

If there appears an error in the DNA sequence (such as ATT instead of ATG), then there will be an error in the amino acid sequence of the corresponding protein. Such a DNA "mutation" can have dire consequences. For example, a single DNA mutation has appeared in the gene that controls the synthesis of hemoglobin (the red protein in the blood that carries oxygen). This causes an incorrect amino acid to be included into the hemoglobin. The error leads to a serious disease called "sickle cell anemia" where the protein cannot properly carry oxygen.

Your parents gave you your DNA and, therefore, they gave you the proteins that make up much of your body. You should be grateful to them.

DNA E OS GENES
Fredric M. Menger, Emory University, EUA

Proteínas (principais componentes de músculos, cabelo, enzimas, clara de ovo, gelatina, etc.) são compostos por longas cadeias de aminoácidos. Nas proteínas existem 20 aminoácidos de ocorrência natural. É como as 26 letras que compõem todas as palavras, exceto que as proteínas podem ter centenas de aminoácidos em suas cadeias. Como se pode imaginar, há um incontável número de possíveis combinações de aminoácidos, por exemplo, em uma proteína com 100 aminoácidos. Como o corpo sabe arranjar os 20 aminoácidos em uma seqüência exata para fazer uma determinada proteína? Em termos da analogia com palavras, como o corpo faz para "soletrar"? Acontece que é o nosso material genético, o DNA, que instrui as células como produzir as proteínas. Assim, o objetivo principal de nossos genes é fazer todas essas proteínas importantes e necessárias para a vida, e este é o tema deste ensaio.

Uma molécula de DNA é também uma cadeia muito longa, mas é composto de apenas quatro "bases": A, T, G e C. Na verdade, o DNA existe como um par de cadeias, ligadas entre si, em forma espiral. Sabe-se que A e T estão fracamente ligados entre si, e da mesma forma estão ligadas G e C. Assim, o DNA "dupla hélice", com suas cadeias # 1 e # 2, pode ser representado como mostrado abaixo, onde as linhas pontilhadas são as atrações fracas.

Com essa estrutura em mente, podemos agora enunciar talvez a equação mais importante na ciência:

O "código" do DNA foi elucidado: Três bases do DNA codificam um aminoácido. Por exemplo, uma sequência ATT codifica um aminoácido específico; GAG pode codificar para um aminoácido diferente; TAC pode codificar para ainda outro aminoácido, e assim por diante, para todos os 20 aminoácidos. Desta forma, a seqüência correta de aminoácidos está alinhada, e então os aminoácidos são unidos para formar uma proteína.

Se aparece um erro na seqüência do DNA (como ATT, em vez de ATG), então haverá um erro na seqüência de aminoácidos da proteína correspondente. Essa "mutação" do DNA pode ter conseqüências terríveis. Por exemplo, uma única mutação do DNA apareceu no gene que controla a síntese de hemoglobina (a proteína vermelha do sangue que transporta oxigênio). Isso faz com que um amino ácido incorreto seja incluído na hemoglobina. O erro leva a uma doença grave chamada "anemia falciforme", onde a proteína não transporta oxigênio corretamente.

Seus pais lhe deram o seu DNA e, portanto, lhe deram as proteínas que compõem grande parte do seu corpo. Você deve ser grato a eles.