How big is DNA?
2 nanômetros!
O DNA, sigla para ácido desoxirribonucleico, é a molécula que armazena a informação genética das células vivas e a transmite. Tem a forma de uma escada torcida em espiral, chamada dupla hélice, e essa hélice tem cerca de 2 nanômetros de largura. Um nanômetro é um bilionésimo de metro.
Tamanho
O tamanho do DNA costuma se referir à largura de sua dupla hélice, medida através das duas fitas torcidas. Cada fita é uma cadeia de pequenas unidades chamadas nucleotídeos. As duas fitas são mantidas unidas por pares de bases químicas, que formam os degraus da escada.
A forma comum do DNA nas células, chamada DNA-B, tem de 1,9 a 2 nanômetros de largura. Pares de bases vizinhos ficam a 0,34 nanômetro de distância ao longo da hélice, que completa uma volta inteira a cada 10 pares de bases, aproximadamente, ou 3,4 nanômetros. O DNA também existe em duas formas bem mais raras, chamadas DNA-A e DNA-Z, com uma torção diferente.
O comprimento do DNA varia conforme a molécula. O cromossomo humano 22, um dos menores, é uma única molécula de DNA com cerca de 48 milhões de pares de bases. Esticado, teria cerca de 1,5 centímetro de comprimento.
Comparações de tamanho
- Cerca de 40.000 a 50.000 duplas hélices de DNA, lado a lado, cobririam a largura de um fio de cabelo humano.
- A bicamada de fosfolipídios que forma as membranas celulares tem cerca de 5 nanômetros de espessura, duas vezes e meia a largura do DNA.
- Um átomo de ouro mede cerca de um terço de nanômetro de diâmetro, então o DNA tem a largura de aproximadamente seis átomos de ouro.
- Se o DNA fosse ampliado à largura de um fio de cabelo humano, o DNA de uma única célula humana se estenderia por cerca de 100 quilômetros. Ficaria compactado em um núcleo de cerca de 30 centímetros de diâmetro.
Quanto DNA há em uma célula
Uma célula humana típica contém cerca de 2 metros de DNA, se ele fosse esticado por completo. No entanto, o núcleo que o abriga tem apenas cerca de 6 micrômetros de diâmetro. Um micrômetro é um milionésimo de metro. O DNA é mais de 300.000 vezes mais comprido que a largura do núcleo.
O genoma humano, o conjunto completo do DNA humano, tem cerca de 3,2 bilhões de nucleotídeos de comprimento. Está dividido em 24 cromossomos diferentes. Cada cromossomo é uma única molécula de DNA muito longa, ligada a proteínas que a dobram e empacotam em uma forma compacta.
Como a dupla hélice foi descoberta
James Watson e Francis Crick, que trabalhavam na Universidade de Cambridge, na Inglaterra, descreveram a dupla hélice em 1953. O modelo deles mostrou como as bases se emparelham: adenina com timina, e citosina com guanina. Também sugeriu como o DNA poderia ser copiado.
A difração de raios X ajudou a revelar a estrutura. O método determina a forma de uma molécula a partir do padrão que os raios X formam ao serem espalhados por ela. Rosalind Franklin estudava o DNA dessa maneira, e Maurice Wilkins também trabalhava na estrutura da molécula. O padrão de raios X mostrou o espaçamento regular de 0,34 nanômetro entre as bases.
Watson, Crick e Wilkins dividiram um Prêmio Nobel em 1962. Franklin já havia morrido nessa época, e o Prêmio Nobel não é concedido postumamente.
Fontes
- Biochemistry, DNA Structure. StatPearls, NCBI Bookshelf, 2023.
- DNA Structure and Sequencing. Biology 2e, OpenStax, 2018.
- Chromosomal DNA and Its Packaging in the Chromatin Fiber. Molecular Biology of the Cell, 4th edition, Garland Science, 2002.
- Membrane Structure. Molecular Biology of the Cell, 4th edition, Garland Science, 2002.
- Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.