As espantosas correntes da vida
JÁ PENSOU em seu corpo como uma coleção de correntes, ou cadeias, microscópicas? Talvez não. Mas, na realidade, “no que se refere a seus importantes componentes minúsculos”, diz o livro The Way Life Works (Como a Vida Funciona), a vida utiliza “a cadeia como princípio de organização”. Por essa razão, mesmo um pequeno defeito em algumas dessas cadeias pode ter sérias conseqüências na saúde. O que são essas cadeias? Como funcionam? E que relação têm com a saúde e o bem-estar?
Basicamente, essas moléculas em forma de corrente estão divididas em dois grupos principais. As moléculas que consideraremos neste artigo são as proteínas. As outras são as moléculas que armazenam e transmitem informações genéticas — DNA e RNA. É claro que os dois grupos estão intimamente relacionados. De fato, uma função-chave do DNA e do RNA é produzir a enorme variedade de proteínas necessárias para a vida.
Catalisadoras, defensoras e colunas
As proteínas são incomparavelmente as maiores e mais diversificadas moléculas essenciais à vida. A família das proteínas inclui anticorpos, enzimas, proteínas estruturais, mensageiras e transportadoras. A enorme variedade de anticorpos, ou imunoglobulinas, faz a defesa contra invasores, tais como bactérias e vírus. Outras globulinas ajudam a vedar vasos sanguíneos danificados por traumatismos.
As enzimas servem como catalisadores, acelerando reações químicas, tais como as que envolvem a digestão. Na verdade, “sem as enzimas você logo morreria de fome, porque levaria 50 anos para digerir uma refeição normal”, explica o livro The Thread ofLife (O Fio da Vida). As enzimas trabalham no estilo de linha de montagem — cada proteína cumpre uma tarefa específica. Por exemplo, a enzima maltase quebra a maltose, um açúcar, em duas moléculas de glicose. A lactase quebra a lactose, o açúcar encontrado no leite. Outras enzimas combinam átomos e moléculas para formar novos produtos. E realizam seu trabalho com extrema velocidade. Uma única molécula de enzima pode catalisar milhares de reações químicas por segundo!
Algumas proteínas são classificadas como hormônios e agem como mensageiras. Lançadas na corrente sanguínea, elas estimulam ou diminuem a atividade de outras partes do corpo. A insulina, por exemplo, estimula as células a absorver glicose, a fonte de energia delas. As proteínas estruturais, tais como o colágeno e a queratina, são os componentes principais da cartilagem, cabelo, unhas e pele. Dentro da célula, todas essas proteínas são “semelhantes a colunas, vigas, compensado, cimento e pregos”, diz o livro The Way Life Works.
As proteínas transportadoras na membrana da célula servem como bombas e canais, permitindo que materiais entrem e saiam das células. De que são feitas as proteínas, e que relação há entre sua estrutura em forma de corrente e sua função? Vejamos.
Complexidade baseada em simplicidade
O alfabeto é o elemento básico de muitas línguas. A partir desse conjunto de letras, as palavras são construídas. Por sua vez, as palavras formam frases. Com relação às moléculas, a vida utiliza um princípio similar. O DNA fornece um alfabeto “padrão”. Surpreendentemente, esse “alfabeto” consiste em apenas quatro letras — A, C, G e T,que são os símbolos das bases químicas adenina, citosina, guanina e timina. Dessas quatro bases, o DNA, por meio de um RNA intermediário, forma os aminoácidos, que podem ser comparados às palavras. Contudo, diferentes de palavras normais, todos os aminoácidos têm o mesmo número de letras, isto é, três. As “máquinas formadoras de proteínas”, os ribossomos, interligam os aminoácidos formando cadeias, ou proteínas, que podem ser comparadas a frases. Com mais elementos que uma frase falada ou escrita, uma proteína comum pode conter de 300 a 400 aminoácidos.
De acordo com uma obra de referência, existem centenas de aminoácidos na natureza, mas apenas cerca de 20 tipos são encontrados na maioria das proteínas. Esses aminoácidos podem ser dispostos em um número quase infindável de combinações. Imagine: se apenas 20 aminoácidos formam uma cadeia do tamanho de 100 aminoácidos, essa cadeia pode ser organizada em mais de 10100 maneiras diferentes — ou seja, 1 seguido de 100 zeros!
Formato e função da proteína
O formato da proteína é crucial para seu papel na célula. Como a cadeia de aminoácidos influi no formato da proteína? Diferentes de uma corrente flexível de metal ou de plástico, os aminoácidos ligam-se em ângulos específicos e formam padrões definidos. Alguns desses padrões assemelham-se às espirais de um fio de telefone ou às dobras de um tecido plissado. Esses padrões são então “dobrados”, ou moldados, para formar uma estrutura tridimensional mais complexa. Não é por acaso que a proteína tem determinado formato. De fato, seu formato é essencial para realizar sua função, o que fica bem evidente quando ocorre uma falha na cadeia de aminoácidos.
Quando a cadeia tem defeitos
Quando as proteínas têm defeitos na cadeia de aminoácidos ou são dobradas incorretamente, podem causar várias doenças, incluindo anemia falciforme e fibrose cística. A anemia falciforme é uma doença hereditária que ocore quando as moléculas de hemoglobina nos glóbulos vermelhos são defeituosas. Uma molécula de hemoglobina consiste em 574 aminoácidos dispostos em quatro cadeias. A troca de apenas um aminoácido em duas das quatro cadeias transforma a hemoglobina normal em sua variante falciforme. A maior parte dos casos de fibrose cística deve-se à falta do aminoácido fenilalanina em uma posição-chave na cadeia de aminoácidos. Entre outrascoisas, esse defeito afeta o equilíbrio entre o sal e a água necessários para as membranas que revestem o intestino e os pulmões, fazendo com que a secreção dessas membranas se torne exageradamente espessa e pegajosa.
A deficiência ou ausência de determinadas proteínas causam doenças como o albinismo e a hemofilia. Em sua forma mais comum, o albinismo, um defeito na pigmentação, ocorre quando uma proteína importante chamada tirosinase falta ou fica defeituosa. Isso afeta a produção de melanina, o pigmento marrom normalmente presente nos olhos, cabelo e pele humanos. A hemofilia é causada por níveis muito baixos ou carência de fatores protéicos que ajudam o sangue a coagular. Outras doenças atribuídas a proteínas defeituosas incluem a intolerância à lactose e a distrofia muscular, para mencionar apenas algumas.
Uma teoria sobre desenvolvimento de doença
Em anos recentes, os cientistas têm voltado a atenção para um tipo de doença que alguns atribuem à forma defeituosa de uma proteína chamada príon. A teoria é que essa doença resulta quando príons defeituosos ligam-se a proteínas príons normais, causando falha na dobra da proteína normal. O resultado é “uma reação em cadeia que propaga a doença e gera novas substâncias infecciosas”, diz a revista Scientific American.
O que parece ter sido um caso de doença causada por príons veio à atenção pública nos anos 50, em Papua-Nova Guiné. Certas tribos isoladas praticavam uma forma de canibalismo por razões religiosas, e isso resultou na doença conhecida como kuru, com sintomas similares aos da doença de Creutzfeldt-Jakob. Uma vez que as tribos atingidas abandonaram esse ritual religioso, a incidência de kuru caiu rapidamente, e agora essa doença é a bem dizer desconhecida.
Projeto espantoso!
Felizmente, em geral, as proteínas são dobradas de forma correta e realizam suas tarefas com espantosa cooperação, eficiência e precisão. Isso é notável, se considerarmos que existem mais de 100 mil tipos de proteínas no corpo humano, todas em cadeias complexas dispostas em milhares de dobras de variados tipos.
Ainda há muito que descobrir no mundo das proteínas. A fim de conhecer mais, pesquisadores têm desenvolvido programas sofisticados de computador que talvez indiquem o formato das proteínas com base em sua respectiva seqüência de aminoácidos. No entanto, mesmo o pouco que sabemos sobre as proteínas deixa claro que essas “correntes da vida” não apenas possuem alto nível de organização mas também refletem profunda inteligência.
“Códigos postais” para as proteínas
Para acelerar a entrega de correspondências, muitos serviços postais exigem que um código postal seja incluído no endereço das cartas. O Criador empregou uma idéia similar para assegurar que as proteínas encontrem seu caminho dentro da célula. Essa medida é vital, levando em conta que as células são lugares muito movimentados, contendo até um bilhão de proteínas. Apesar disso, as novas proteínas sempre encontram o caminho para o seu devido lugar, graças ao “código postal” molecular — uma seqüência especial de aminoácidos contidos na proteína.
O biólogo celular Günter Blobel recebeu o prêmio Nobel em 1999 por ter feito essa descoberta espantosa. Mas Blobel simplesmente fez uma descoberta. Não deveria o Criador da célula viva e de sua intrigante variedade de moléculas receber ainda mais honra? — Revelação (Apocalipse) 4:11.
Como as proteínas são formadas?
Célula
1 Dentro do núcleo da célula, o DNA contém instruções para cada proteína
DNA
2 Uma seção do DNA abre-se como um zíper e a informação genética transforma-se em um RNA mensageiro
RNA mensageiro
3 Ribossomos — “decodificadores de mensagem, montadores de proteína” — ligam-se ao RNA
4 RNAs de transferência levam os aminoácidos ao ribossomo
Aminoácidos soltos
RNAs de transferência
Ribossomo
5 À medida que o ribossomo “lê” o RNA, liga os aminoácidos soltos numa seqüência específica para formar uma cadeia — a proteína
As proteínas são formadas por aminoácidos
6 A proteína em forma de corrente tem de dobrar-se precisamente para realizar sua função. Imagine, uma proteína normal tem mais de 300 “elos” de comprimento!
Proteína
Nós temos mais de 100 mil tipos de proteínas no corpo. Elas são essenciais para a vida
Anticorpos
Enzimas
Proteínas estruturais
Hormônios
Transportadores
Como o DNA “soletra” cada proteína?
DNA G T C T A T A A G
O DNA usa apenas quatro “letras”: A, T, C, G
A T C G
O DNA copia as “letras” para uma forma de RNA. O RNA usa U (uracila) em vez de T
A U C G
Cada seqüência de três letras forma uma “palavra”, ou aminoácido, específica. Por exemplo:
G U C = valina
U A U = tirosina
A A G = lisina
Desse modo, cada um dos 20 aminoácidos comuns é formado. As “palavras” são colocadas em seqüência para formar uma cadeia, ou “frase” — a proteína
Como a proteína é “dobrada”?
Aminoácidos são unidos para . . .
1 formar uma cadeia, e então . . .
2 formam padrões, tais como espirais ou dobras, e depois . . .
Espirais
Dobras
3 dobram-se numa estrutura tridimensional mais complexa, que pode ser . . .
4 apenas uma subunidade de uma proteína complexa
Crédito:Copyright © 2014 Watch Tower Bible and Tract Society of Pennsylvania
Blogger Comment
Facebook Comment