A sigla DNA significa, traduzindo para o português, ácido desoxirribonucléico. Por essa razão, é comum chamá-la de ADN. Essas moléculas se tratam de ácidos nucléicos e são encontradas, na sua maioria, no núcleo ou na região nucleóide da célula, sendo que também são encontradas nas mitocôndrias e nos cloroplastos.
Estrutura
O DNA se constitui de nucleotídeos. Esses nucleotídeos são polímeros constituídos de uma molécula de açúcar com cinco carbonos (pentose), um fosfato (mais especificamente, ácido fosfórico) e uma base nitrogenada. No caso do DNA, o açúcar referido se trata da desoxirribose e as bases nitrogenadas, que podem ser púricas ou pirimídicas, são a adenina, guanina, citosinae a timina. Nesse sentido, as duas primeiras são as púricas e as duas últimas as pirimídicas.
Após entender o que são os nucleotídeos, é necessário que se entenda a organização e a estrutura do DNA. A molécula de DNA é estruturada em cadeias, variando de organismo para organismo, como cadeia simples, dupla e, em raros casos, tripla.
O modelo de DNA humano atual propõe que os nucleotídeos se arranjam em duas cadeias complementares e antiparalelas girando em torno de um eixo. Assim, eles se dispõem aos pares e em cadeia dupla, sendo que suas ligações proporcionam uma disposição em hélice. Por essa razão, o modelo recebeu o nome de dupla hélice do DNA.
Para formar cada uma das cadeias ou fitas, os nucleotídeos se ligam por uma ligação fosfodiéster. Mais especificamente, o carbono 5 da pentose se liga ao grupo fosfato desse mesmo nucleotídeo e o carbono 3 se liga ao grupo fosfato do nucleotídeo seguinte. Uma vez que as cadeias são antiparalelas, ou seja, na mesma direção, mas no sentido inverso, diz-se que a direção das ligações é 3’ 5’ ou 5’ 3’, dependendo de qual das cadeias que se está referindo. Assim, são formadas duas cadeias compostas por uma sequência de nucleotídeos ligados.
Para que os nucleotídeos fiquem pareados, é necessário que essas duas cadeias sejam ligadas. As cadeias se ligam na parte interna da molécula por pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas de cada uma delas. Entretanto, elas não se ligam aleatoriamente umas com as outras. Esses pares são formados por ligações entre uma base nitrogenada púrica e outra pirimídica. Mais detalhada e obrigatoriamente, a guanina se liga com a citosina e a adenina se liga com a timina. Assim, o DNA se forma com o pareamento dos nucleotídeos que compõem as duas cadeias antiparalelas.
Enfim, a estrutura básica do DNA humano é formada, na parte externa da molécula, pela ligação entre a desoxirribose de um nucleotídeo com o grupo fosfato de outro e, na região interna, pela formação de pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.
Funções
Para facilitar a compreensão, vamos fazer uma analogia. Quando comparamos as células a indústrias, dizemos que a membrana é a portaria, que o complexo de Golgi é um setor de armazenamento, processamento e despacho de produtos e também é dito que o núcleo é o setor de gerência ou coordenação. Nesse sentido, o DNA seria, justamente, o gerente ou o coordenador. Isso acontece porque é o DNA que é o responsável pelo controle e comando das funções celulares.
Essa coordenação exercida pelo DNA ocorre por uma complexa sequência de reações envolvendo diversos fatores. Entretanto, é possível explicar de maneira bastante simples. As funções celulares não ocorrem ao acaso ou espontaneamente. Existem diversas moléculas, como proteínas, que regulam, desencadeiam, impedem ou medeiam essas reações. E é nesse sentido que o DNA desempenha seu papel. Essas moléculas, na maior parte das vezes, precisam ser produzidas pelo organismo e o material genético é justamente a “receita” de como produzi-las.
Assim, é possível caracterizar o DNA, como um todo, como uma estrutura que contém informações codificadas que regem os processos vitais das células, tais como produção de macromoléculas, controle dos processos de divisão e diferenciação, entre outros.
Em uma segunda e última análise, é importante destacar que o DNA é o responsável pela transmissão de características herdáveis ou, simplesmente, pela hereditariedade. Essa característica é a responsável pelo fato de uma célula gerada tenha características herdadas da geradora. Isso ocorre porque, na divisão celular, parte (meiose) ou todo (mitose) o material genético de uma célula é passada à célula filha. É importante mencionar que a hereditariedade é vital para a história evolutiva. Apenas por causa dessa característica, as vantagens genéticas podem ser passadas para a prole.
Bibliografia:
Alberts, B. et al. Biologia Molecular da Célula. 5ª Edição. Editora Artmed. 2010.
Lopes, S. Bio – Volume Único. 1ª Edição. São Paulo: Editora Saraiva. 606 páginas. 2004.




![O ITER, primeiro protótipo de reator de fusão nuclear, será um laboratório, não produzindo eletricidade para a rede. [Imagem: ITER] Desafio da fusão nuclear Com as mais recentes esperanças depositadas na fusão nuclear sem radiação, a busca por domar o processo de geração de energia das estrelas continua dependendo não apenas da solução de problemas de engenharia, mas também de muito conhecimento fundamentado em ciência básica. A geração controlada e regular de energia por meio da fusão nuclear, com a conversão de hidrogênio em hélio, reproduzindo na Terra, em pequena escala, o que ocorre no Sol e em outras estrelas, é uma das grandes promessas tecnológicas para as próximas décadas. O maior protótipo de reator de fusão nuclear, o ITER - cujo nome significa "o caminho", em latim -, por exemplo, um megaprojeto internacional de €20 bilhões, não conseguirá fornecer energia para a rede elétrica. Ele será o primeiro equipamento do tipo tokamak - termo formado pelo acrônimo da expressão em russo para "câmara toroidal com bobinas magnéticas" - em que a energia gerada será maior do que a energia necessária para colocá-lo em funcionamento, mas servirá tão somente para testar as múltiplas complexidades técnicas inerentes ao processo, servindo de modelo para máquinas mais poderosas e capazes de gerar eletricidade útil. Fusão autossustentável Para que tudo isso dê certo, porém, existe uma questão crucial: garantir que o processo de fusão nuclear se torne autossustentável, impedindo que a perda de energia por meio de radiação eletromagnética e do escape de partículas alfa - o núcleo atômico do hélio, formado por dois prótons e dois nêutrons - desaqueça o reator. Resultados experimentais observados ao longo dos 20 últimos anos mostraram que a forma pela qual os íons rápidos (dentre os quais as partículas alfa) são ejetados do plasma varia muito entre diferentes tokamaks. Só que ninguém compreendia quais condições experimentais determinavam esse comportamento. Esse problema acaba de ser elucidado por um pesquisador brasileiro, Vinícius Njaim Duarte, atualmente realizando trabalho de pós-doutoramento no Laboratório de Física do Plasma de Princeton, nos Estados Unidos. A repercussão do trabalho de Vinícius foi tanta que, no maior tokamak dos Estados Unidos, o DIII-D, foram realizados experimentos dedicados a testar o modelo por ele proposto. E os resultados experimentais confirmaram as predições do modelo. "Ondas eletromagnéticas excitadas por partículas rápidas em tokamaks podem apresentar variações bruscas de frequência que, em inglês, são chamadas de chirping [o chilrear dos pássaros]. Não se compreendia por que em algumas máquinas isso aparecia e em outras não. Usando modelagem numérica bastante complexa e dados experimentais, Vinícius mostrou que a produção ou não do chirping - e, portanto, o caráter da perda de partículas e energia - depende do nível de turbulência do plasma existente no interior do tokamak, no qual estão ocorrendo as reações de fusão nuclear. Se o plasma não for muito turbulento, o chirping acontece. Mas, se for muito turbulento, não," explicou o professor Ricardo Magnus Galvão, que foi o orientador do doutoramento de Vinícius no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP). Os dados experimentais colhidos no reator DIII-D, nos EUA, confirmaram o trabalho teórico do pesquisador brasileiro. [Imagem: V. N. Duarte et al. - 10.1063/1.5007811] Auto-organização Na fusão nuclear - diferente da fissão nuclear, que ocorre nos atuais reatores atômicos - os núcleos atômicos de elementos mais leves, como deutério (um próton e um nêutron) e trítio (um próton e dois nêutrons), que são dois isótopos do hidrogênio, se fundem, formando núcleos de elementos mais pesados, neste caso hélio - dois prótons e dois nêutrons -, gerando energia. "Para que a fusão possa ocorrer, é preciso superar a repulsão eletrostática entre os íons positivos. Isso só é possível se o gás ionizado [plasma] constituído pelos núcleos dos elementos leves for aquecido a temperaturas altíssimas, da ordem de dezenas a centenas de milhões de graus Celsius," explicou Ricardo. "Nessa temperatura elevadíssima, a vibração dos íons faz com que um se choque com o outro, vencendo a repulsão eletrostática. Um poderoso campo magnético confina o fluxo do plasma, impedindo que ele entre em contato com as paredes do equipamento. E as partículas alfa [núcleos de hélio] formadas, altamente energizadas, colidem com outras partículas do plasma, mantendo-o aquecido, de forma que a reação de fusão se torne autossustentável." O problema é que a interação ressonante entre partículas alfa e ondas presentes no plasma pode fazer com que sejam excitadas oscilações eletromagnéticas ou mesmo que partículas alfa sejam ejetadas, levando à perda de energia, ao desaquecimento do plasma e à eventual interrupção do regime de fusão nuclear. "O que Vinícius constatou foi que esse desfecho acontece de maneira auto-organizada, com produção do chirping, se o plasma não for muito turbulento. Mas, se for muito turbulento, não," explicou Ricardo. Os físicos experimentais já sabiam, empiricamente, como induzir maior ou menor turbulência, mas não sabiam que isso teria efeito na alteração da natureza espectral das ondas associadas às estruturas das partículas. A contribuição de Vinícius foi identificar o mecanismo-chave de controle e explicar o porquê. Em termos de aplicação tecnológica, trata-se de estabelecer um "optimum" de turbulência: suficiente para impedir a perda de partículas e energia de forma auto-organizada, mas não tanta que possa criar outros efeitos indesejáveis ao confinamento do plasma como um todo. FONTE: Agência Fapesp Bibliografia: Theory and observation of the onset of nonlinear structures due to eigenmode destabilization by fast ions in tokamaks V. N. Duarte, H. L. Berk, N. N. Gorelenkov, W. W. Heidbrink, G. J. Kramer, R. Nazikian, D. C. Pace, M. Podestà, M. A. Van Zeeland Physics of Plasmas Vol.: 24, 122508 DOI: 10.1063/1.5007811](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg5v9s9ZGvTZd5v7ff9IAezSPSPu1iVnXOs3e2YXlSqXhxwP6VVxjHpU8oM97khs2C5HdTtYCAxKdvUfhwev7dR2wBg7hk1t35zA1JU81AINbWbEGyhwoPaD-w4mvFQ71ZUPZFptGNcGT7r/s400/23559671_1793239167636230_4390589191796675250_n.jpg)
![O ITER, primeiro protótipo de reator de fusão nuclear, será um laboratório, não produzindo eletricidade para a rede. [Imagem: ITER] Desafio da fusão nuclear Com as mais recentes esperanças depositadas na fusão nuclear sem radiação, a busca por domar o processo de geração de energia das estrelas continua dependendo não apenas da solução de problemas de engenharia, mas também de muito conhecimento fundamentado em ciência básica. A geração controlada e regular de energia por meio da fusão nuclear, com a conversão de hidrogênio em hélio, reproduzindo na Terra, em pequena escala, o que ocorre no Sol e em outras estrelas, é uma das grandes promessas tecnológicas para as próximas décadas. O maior protótipo de reator de fusão nuclear, o ITER - cujo nome significa "o caminho", em latim -, por exemplo, um megaprojeto internacional de €20 bilhões, não conseguirá fornecer energia para a rede elétrica. Ele será o primeiro equipamento do tipo tokamak - termo formado pelo acrônimo da expressão em russo para "câmara toroidal com bobinas magnéticas" - em que a energia gerada será maior do que a energia necessária para colocá-lo em funcionamento, mas servirá tão somente para testar as múltiplas complexidades técnicas inerentes ao processo, servindo de modelo para máquinas mais poderosas e capazes de gerar eletricidade útil. Fusão autossustentável Para que tudo isso dê certo, porém, existe uma questão crucial: garantir que o processo de fusão nuclear se torne autossustentável, impedindo que a perda de energia por meio de radiação eletromagnética e do escape de partículas alfa - o núcleo atômico do hélio, formado por dois prótons e dois nêutrons - desaqueça o reator. Resultados experimentais observados ao longo dos 20 últimos anos mostraram que a forma pela qual os íons rápidos (dentre os quais as partículas alfa) são ejetados do plasma varia muito entre diferentes tokamaks. Só que ninguém compreendia quais condições experimentais determinavam esse comportamento. Esse problema acaba de ser elucidado por um pesquisador brasileiro, Vinícius Njaim Duarte, atualmente realizando trabalho de pós-doutoramento no Laboratório de Física do Plasma de Princeton, nos Estados Unidos. A repercussão do trabalho de Vinícius foi tanta que, no maior tokamak dos Estados Unidos, o DIII-D, foram realizados experimentos dedicados a testar o modelo por ele proposto. E os resultados experimentais confirmaram as predições do modelo. "Ondas eletromagnéticas excitadas por partículas rápidas em tokamaks podem apresentar variações bruscas de frequência que, em inglês, são chamadas de chirping [o chilrear dos pássaros]. Não se compreendia por que em algumas máquinas isso aparecia e em outras não. Usando modelagem numérica bastante complexa e dados experimentais, Vinícius mostrou que a produção ou não do chirping - e, portanto, o caráter da perda de partículas e energia - depende do nível de turbulência do plasma existente no interior do tokamak, no qual estão ocorrendo as reações de fusão nuclear. Se o plasma não for muito turbulento, o chirping acontece. Mas, se for muito turbulento, não," explicou o professor Ricardo Magnus Galvão, que foi o orientador do doutoramento de Vinícius no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP). Os dados experimentais colhidos no reator DIII-D, nos EUA, confirmaram o trabalho teórico do pesquisador brasileiro. [Imagem: V. N. Duarte et al. - 10.1063/1.5007811] Auto-organização Na fusão nuclear - diferente da fissão nuclear, que ocorre nos atuais reatores atômicos - os núcleos atômicos de elementos mais leves, como deutério (um próton e um nêutron) e trítio (um próton e dois nêutrons), que são dois isótopos do hidrogênio, se fundem, formando núcleos de elementos mais pesados, neste caso hélio - dois prótons e dois nêutrons -, gerando energia. "Para que a fusão possa ocorrer, é preciso superar a repulsão eletrostática entre os íons positivos. Isso só é possível se o gás ionizado [plasma] constituído pelos núcleos dos elementos leves for aquecido a temperaturas altíssimas, da ordem de dezenas a centenas de milhões de graus Celsius," explicou Ricardo. "Nessa temperatura elevadíssima, a vibração dos íons faz com que um se choque com o outro, vencendo a repulsão eletrostática. Um poderoso campo magnético confina o fluxo do plasma, impedindo que ele entre em contato com as paredes do equipamento. E as partículas alfa [núcleos de hélio] formadas, altamente energizadas, colidem com outras partículas do plasma, mantendo-o aquecido, de forma que a reação de fusão se torne autossustentável." O problema é que a interação ressonante entre partículas alfa e ondas presentes no plasma pode fazer com que sejam excitadas oscilações eletromagnéticas ou mesmo que partículas alfa sejam ejetadas, levando à perda de energia, ao desaquecimento do plasma e à eventual interrupção do regime de fusão nuclear. "O que Vinícius constatou foi que esse desfecho acontece de maneira auto-organizada, com produção do chirping, se o plasma não for muito turbulento. Mas, se for muito turbulento, não," explicou Ricardo. Os físicos experimentais já sabiam, empiricamente, como induzir maior ou menor turbulência, mas não sabiam que isso teria efeito na alteração da natureza espectral das ondas associadas às estruturas das partículas. A contribuição de Vinícius foi identificar o mecanismo-chave de controle e explicar o porquê. Em termos de aplicação tecnológica, trata-se de estabelecer um "optimum" de turbulência: suficiente para impedir a perda de partículas e energia de forma auto-organizada, mas não tanta que possa criar outros efeitos indesejáveis ao confinamento do plasma como um todo. FONTE: Agência Fapesp Bibliografia: Theory and observation of the onset of nonlinear structures due to eigenmode destabilization by fast ions in tokamaks V. N. Duarte, H. L. Berk, N. N. Gorelenkov, W. W. Heidbrink, G. J. Kramer, R. Nazikian, D. C. Pace, M. Podestà, M. A. Van Zeeland Physics of Plasmas Vol.: 24, 122508 DOI: 10.1063/1.5007811](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj2QkxXq1I4Xos2KPcwb3f7DowiHPWJQJvw_9PwkoAoIMLZHQ98ljRUsgq3QrHPD4oayKpEnWrZhJiXxo1Gki3Vbg3qBfMsgUvbZNHOlQBICD66DeFcCXNiPviZ3va39YeFVZ8Dfr4D_EFT/s400/010115180109-transicao-alfven.jpg)

![O experimento MOXIE, que irá a Marte a bordo do robô da missão Mars 2020, é mais complexo e mais pesado do que a ideia dos pesquisadores portugueses.[Imagem: NASA] Salvação da missão A ideia de ir a Marte antes de colonizar a Lua anda meio em decadência ultimamente, por isso alguns pesquisadores estão procurando formas de facilitar a ida ao Planeta Vermelho - se for mais simples e mais barato, talvez valha a pena. Vasco Guerra, da Universidade de Lisboa, em Portugal, faz parte desse time. Ele lembra que a atmosfera de Marte consiste em nada menos do que 96% de dióxido de carbono. Embora não seja suficiente para produzir um efeito estufa suficiente para aquecer o planeta, as moléculas de CO2 podem ser quebradas para produzir oxigênio respirável e monóxido de carbono, o precursor de um combustível que poderia significar um "posto de gasolina no planeta vermelho". Quebra do CO2 com plasma Guerra e sua equipe calcularam que criar um plasma de dióxido de carbono - uma massa de íons gerada passando uma corrente elétrica através de um gás - pode dividir o CO2 com mais facilidade em Marte do que na Terra porque a pressão atmosférica mais baixa em Marte permite criar plasmas sem as bombas de vácuo ou compressores necessários na Terra. Além disso, a temperatura de cerca de -60 °C é perfeita para que o plasma quebre mais facilmente um dos laços químicos que mantêm o carbono e o oxigênio firmemente ancorados, ao mesmo tempo impedindo a recombinação do dióxido de carbono. Por enquanto, tudo é amplamente teórico, mas a equipe afirma que um sistema desse tipo precisará de apenas 150 a 200 Watts por 4 horas a cada dia de 25 horas de Marte para produzir de 8 a 16 quilogramas de oxigênio. "A Estação Espacial Internacional atualmente consome oxigênio na faixa de 2 a 5 quilogramas por dia, então isso seria suficiente para suportar um pequeno assentamento," disse Guerra. Mais avançado Como o sistema não exigiria calor ou pressão adicionais, ele poderia ser mais leve do que outras propostas, como o MOXIE (sigla em inglês para Experimento Oxigênio Local em Marte), um sistema que divide dióxido de carbono usando eletrólise e que será testado pelo robô da missão Mars 2020. O MOXIE precisa de temperaturas de 800 °C e compressores. Os criadores do MOXIE defenderam-se rapidamente do ataque português, afirmando que seu sistema é mais avançado do que o sistema a plasma. "Eles se esqueceram de como o dióxido de carbono é coletado e como o oxigênio é separado dos outros gases. O diabo está nos detalhes," disse Michael Hecht, membro da iniciativa MOXIE. A palavra agora está de volta com a equipe portuguesa, que ainda está estudando como resolver esses detalhes. FONTE: New Scientist Bibliografia: The case for in situ resource utilisation for oxygen production on Mars by non-equilibrium plasmas Vasco Guerra, Tiago Silva, Polina Ogloblina, Marija Grofulovic, Loann Terraz, Mário Lino da Silva, Carlos D. Pintassilgo, Luís L. Alves, Olivier Guaitella3 Plasma Sources Science and Technology Vol.: 26, Number 11 DOI: 10.1088/1361-6595/aa8dcc](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhriVOcSmhX-yOa09OLR6a0OOMty9EEiqXrkqfjCrlVLQPlpVtVmIUsQeREp2rY846cNTzx_xBwEWvQOw-B5FalajfuheFmQ6tEdbeM8aNPt5dg9CTXPE2CHmK3_-T0dbHc8TgxFCBuJ3dS/s400/2.jpg)
