UNESP 2009/1
O dogma central da biologia, segundo o qual o DNA transcreve RNA e este orienta a síntese de proteínas, precisou ser revisto quando se descobriu que alguns tipos de vírus têm RNA por material genético. Nesses organismos, esse RNA orienta a transcrição de DNA, num processo denominado transcrição reversa.
A mesma só é possível quando
a célula hospedeira do vírus tem em seu DNA nuclear genes para a enzima transcriptase reversa.
a célula hospedeira do vírus incorpora ao seu DNA o RNA viral, que codifica a proteína transcriptase reversa.
a célula hospedeira do vírus apresenta no interior de seu núcleo proteínas que promovem a transcrição de RNA para DNA.
o vírus de RNA incorpora o material genético de um vírus de DNA, que contém genes para a enzima transcriptase reversa.
o vírus apresenta no interior de sua cápsula proteínas que promovem na célula hospedeira a transcrição de RNA para DNA.
Resolução
A questão descreve o Dogma Central da Biologia (DNA → RNA → Proteína) e introduz uma exceção: vírus com genoma de RNA que realizam a transcrição reversa (RNA → DNA). O objetivo é identificar como esse processo é possível.
Passo 1: Entender o problema
O Dogma Central padrão descreve o fluxo de informação genética em células. Alguns vírus (retrovírus, como o HIV) possuem RNA como material genético e precisam converter esse RNA em DNA para se replicar dentro da célula hospedeira. Esse processo é chamado de transcrição reversa e é catalisado por uma enzima específica.
Passo 2: Analisar a necessidade da transcrição reversa
A maquinaria celular padrão não realiza a transcrição de RNA para DNA. Portanto, para que a transcrição reversa ocorra, a enzima responsável, a transcriptase reversa, precisa estar presente. A questão é: de onde vem essa enzima ou a informação para produzi-la?
Passo 3: Avaliar as opções à luz do conhecimento sobre retrovírus
- Opção A: Sugere que a célula hospedeira possui genes para a transcriptase reversa. Isso é incorreto. Células eucarióticas (como as humanas) não possuem naturalmente genes para essa enzima viral (embora possuam telomerase, que tem atividade de transcriptase reversa, mas atua em outro contexto).
- Opção B: Sugere que o RNA viral é incorporado ao DNA do hospedeiro para codificar a enzima. Isso inverte a ordem dos eventos. A transcrição reversa (RNA → DNA) deve ocorrer *antes* que o DNA viral possa ser potencialmente integrado ao DNA do hospedeiro. O RNA viral não é incorporado diretamente ao DNA hospedeiro.
- Opção C: Sugere que a célula hospedeira possui proteínas nucleares que promovem a transcrição reversa. Novamente, a maquinaria celular padrão não realiza essa função.
- Opção D: Sugere que o vírus de RNA obtém o gene da transcriptase reversa de um vírus de DNA. Isso é biologicamente improvável e não é o mecanismo padrão. A transcriptase reversa é característica dos retrovírus (vírus de RNA), não de vírus de DNA.
- Opção E: Sugere que o próprio vírus carrega proteínas (enzimas) dentro de sua cápsula (capsídeo) que realizam a transcrição reversa na célula hospedeira. Esta é a explicação correta. Os retrovírus, como o HIV, carregam cópias da enzima transcriptase reversa dentro do vírion. Assim que o vírus infecta a célula e libera seu conteúdo, a enzima já está presente e pronta para converter o RNA viral em DNA. Alternativamente, em alguns casos, o RNA viral pode ser traduzido inicialmente pela célula hospedeira para produzir a enzima, mas a informação e o mecanismo fundamental vêm do vírus. A opção descreve a presença da proteína (enzima) no vírus, o que é o cenário mais comum e direto para iniciar o processo.
Conclusão
A transcrição reversa é possível porque o próprio vírus de RNA (retrovírus) fornece a enzima transcriptase reversa, seja carregando-a pré-empacotada em seu capsídeo ou codificando-a em seu genoma de RNA para ser produzida logo após a infecção. A opção E descreve corretamente a presença dessa proteína (enzima) no vírus, permitindo o processo na célula hospedeira.
Dicas
Erros Comuns
Dogma Central da Biologia Molecular:
Descreve o fluxo de informação genética na maioria dos organismos: O DNA armazena a informação, que é transcrita em RNA mensageiro (mRNA). O mRNA é então traduzido em proteínas, que realizam as funções celulares. Simplificadamente: DNA \(\xrightarrow{\text{Transcrição}}\) RNA \(\xrightarrow{\text{Tradução}}\) Proteína.
Vírus e Material Genético:
Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios que podem ter DNA ou RNA como material genético.
Retrovírus e Transcrição Reversa:
Retrovírus são um tipo de vírus de RNA. Eles possuem uma enzima chamada transcriptase reversa (ou DNA polimerase RNA-dependente). Após infectar uma célula hospedeira, essa enzima utiliza o RNA viral como molde para sintetizar uma molécula de DNA (chamada cDNA ou DNA complementar). Esse processo é a transcrição reversa: RNA \(\xrightarrow{\text{Transcrição Reversa}}\) DNA. O DNA viral pode então ser integrado ao genoma da célula hospedeira.
Transcriptase Reversa:
É uma enzima essencial para o ciclo de vida dos retrovírus. Geralmente, o vírus carrega algumas moléculas dessa enzima dentro do seu capsídeo, prontas para agir logo após a infecção.
