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Ácidos Nucleicos

 

 

1. Apresentação

Os vírus são formados apenas por um "envelope" de proteínas contendo uma molécula de ácido nucléico (DNA ou RNA) em seu interior.

Quando um vírus bacteriófago ataca uma bactéria, apenas o seu material genético penetra na célula hospedeira.

O DNA do vírus se incorpora ao cromossomo da bactéria e passa a comandar as atividades dessa célula, que inicia a produção de novos vírus.

A bactéria acaba por arrebentar e liberar esses vírus. Outras células bacterianas serão atacadas, reiniciando o mesmo ciclo.

Ácido Desoxirribonucleico

Ácidos Nucleicos
Multiplicação do DNA viral e síntese de novas capas proteicas

A observação desse evento demonstra que o ácido nucléico do vírus contém todas as informações necessárias para a construção de novos vírus idênticos a ele mesmo. O material genético, portanto, determina a estrutura do vírus e é a sua forma de transmissão de suas características para a nova geração que irá se formar. Essa constatação demonstra o papel do DNA como a base química do material genético.

Nas células eucarióticas, a maior parte do DNA se encontra no núcleo, como constituinte dos cromossomos. Os cromossomos dessas células são formados por DNA associado a proteínas (as histonas). Menor quantidade é encontrada nas mitocôndrias, nos cloroplastos e junto aos centríolos. Células procarióticas, como as bactérias e as cianobactérias, têm cromossomos circulares constituídos exclusivamente por DNA.

2. A Molécula do DNA

O ácido desoxirribonucléico tem as suas moléculas formadas pela união de quatro tipos de nucleotídeos, todos formados por um grupo fosfato, uma molécula de desoxirribose e uma base nitrogenada: adenina, guanina, citosina ou timina. Vamos passar a representar cada um desses nucleotídeos pela inicial de sua base nitrogenada, respectivamente A, G, C e T.

Estudando moléculas de DNA de diferentes origens, o pesquisador Edwin Chargaff encontrou resultados que permitiram a ele estabelecer uma proporção entre os quatro tipos de nucleotídeos.

Veja alguns de seus resultados:

 

 

Adenina

Guanina

Citosina

Timina

Homem

30,4%

19,6%

19,9%

30,1%

Boi

29,0%

21,2%

21,2%

28,6%

Carneiro

29,3 %

20,7 %

20,8 %

29,2 %

Podemos notar, analisando esses valores, que o número de nucleotídeos com adenina é igual ao número de nucleotídeos com timina, e os nucleotídeos com guanina existem na mesma quantidade que os nucleotídeos com citosina.

A = T e C = G

Essas proporções entre os nucleotídeos de DNA são conhecidas como Relações de Chargaff, e foram uma das chaves para a descoberta da estrutura espacial das moléculas de DNA.

Na década de 1940, alguns pesquisadores se dedicavam à tentativa de desvendar a configuração espacial da molécula do DNA. Trabalhando juntos, o americano James D. Watson e o inglês Francis Crick propuseram um modelo para a molécula do DNA. O modelo de Watson e Crick mostra a molécula de DNA como uma escada retorcida (ou "dupla hélice"), formada por dois filamentos paralelos de DNA.

Os corrimãos da escada são formados pela união de fosfatos e pentoses, e os degraus são constituídos por pares de bases emparelhadas (uma de cada filamento). Mantendo as proporções encontradas por Chargaff, Watson e Crick sugeriram que em frente a cada nucleotídeo com adenina deveria haver um nucleotídeo com timina, e em frente a um nucleotídeo com guanina, seria encontrado um nucleotídeo com citosina. Essas bases complementares se mantêm próximas graças ao estabelecimento, entre elas, de pontes de hidrogênio.

Ácidos Nucleicos

Ácidos Nucleicos

Esses pesquisadores concluíram que as duas cadeias paralelas de nucleotídeos permanecem unidas por pontes de hidrogênio que se formam sempre da mesma maneira: adenina com timina, e citosina com guanina.

Por exemplo, imaginemos um filamento de DNA com a seguinte seqüência de nucleotídeos:

A T A C G G A T G A T T C G A

No filamento complementar, a seqüência de nucleotídeos será, obrigatoriamente, essa:

T A T G C C T A C T A A G C T

O dois filamentos que formam essa molécula de DNA poderiam ser representados da seguinte forma:

Ácidos Nucleicos

3. A Duplicação das Moléculas de DNA

Uma importante propriedade das moléculas de DNA é a capacidade de duplicação, o que permite a geração de cópias idênticas de si mesmas. A expressão "autoduplicação" não é totalmente correta, uma vez que sem a presença de enzimas e de matéria-prima, uma molécula de DNA não é capaz de se duplicar.

Durante a duplicação do DNA, chamada replicação, os dois filamentos complementares que formam uma só molécula de DNA se separam por ruptura das pontes de hidrogênio que mantêm unidas as bases complementares. A enzima DNA-polimerase usa cada filamento da molécula de DNA como molde para a montagem de um novo filamento.

Ácidos Nucleicos

Quando os dois filamentos de nucleotídeos se separam, deixam expostas as suas bases nitrogenadas. Outros nucleotídeos de DNA se aproximam dessas bases expostas, estabelecendo com elas pontes de hidrogênio.

Assim sendo, em frente a cada um dos nucleotídeos dos filamentos originais, colocam-se nucleotídeos complementares: em frente a um nucleotídeo com adenina, coloca-se um nucleotídeo com timina, e vice-versa. Em frente a um nucleotídeo com guanina, coloca-se um nucleotídeo com citosina, e vice-versa.

Dessa forma, quando o processo se completa, em frente de cada filamento antigo é montado um filamento novo, com os nucleotídeos recém-chegados.

Observe que as duas moléculas novas são idênticas entre si e à molécula original, que serviu de molde para a formação dessas duas moléculas-filhas. Em cada molécula nova de DNA, apenas um filamento é realmente recém-formado. O outro filamento foi preservado da molécula inicial, e serviu de "forma" para a montagem do filamento novo. Por isso, diz-se que a replicação do DNA é semiconservativa.

O que são

Os Ácidos Nucleicos são as moléculas com a função de armazenamento e expressão da informação genética

Existem basicamente 2 tipos de ácidos nucléicos:

O Ácido Desoxirribonucléico - DNA
O Ácido Ribonucléico -
RNA

Os ácidos nucléicos são macromoléculas formadas pela ligação tipo fosfodiéster entre 5 nucleotídeos diferentes, suas unidades fundamentais.

Os Nucleotídeos

São as unidades fundamentais dos ácidos nucléicos

Ligam-se uns aos outros através de ligações fosfodiéster, formando cadeias muito longas com milhões de resíduos de comprimento

Além de participarem da estrutura dos ácidos nucléicos, os nucleotídeos atuam também como componentes na estrutura de coenzimas importantes no metabolismo oxidativo da célula, e como forma de energia química - ATP, por exemplo.

Atuam ainda como ativadores e inibidores importantes em várias vias do metabolismo intermediário da célula

Estrutura dos Nucleotídeos

Os nucleotídeos são moléculas formadas por:

Uma pentose
Uma base nitrogenada
Um ou mais radicais fosfato As Bases Nitrogenadas

Pertencem a 2 famílias e compostos, e são 5 no total:

Bases Púricas, ou Purinas: Adenina e Guanina
Bases Pirimídicas, ou Pirimidinas:
Citosina, Timina Uracila

Tanto o DNA como o RNA possuem as mesmas bases púricas, e a citosina como base pirimídica

A timina existe apenas no DNA, e no RNA, é substituída pela uracila - que possui um grupo metil a menos.

Em alguns tipos de DNA virais e no RNA de transferência podem aparecer bases incomuns

As Pentoses

A adição de uma pentose a uma base nitrogenada produz um nucleosídeo
Os nucleosídeos de A, C, G, T e U são denominados, respectivamente,
Adenosina, Citosina, Guanosina, Timidina e Uridina
Se o açúcar em questão é a RIBOSE, temos um ribonucleosídeo, característico do RNA
Se o açúcar é a desoxirribose - 1 hidroxila a menos em C2 - temos um desoxirribonucleosídeo, característico do DNA.
A ligação com a base nitrogenada ocorre sempre através da hidroxila do carbono anomérico da pentose.

O Fosfato

A adição de um ou mais radicais fosfato à pentose, através de ligação tipo éster com a hidroxila do carbono 5 da mesma, dá origem aos Nucleotídeos.
Os grupos fosfato são responsáveis pelas cargas negativas dos nucleotídeos e dos ácidos nucléicos
A adição do segundo ou terceiro grupo fosfato ocorre em seqüência, dando origem aos nucleotídeos di e trifosfatados

O DNA

Está presente no núcleo das células eucarióticas, nas mitocôndrias e nos cloroplastos, e no citosol das células procarióticas

Nas células germinativas e no ovo fertilizado, dirige todo o desenvolvimento do organismo, a partir da informação contida em sua estrutura

É duplicado cada vez que a célula somática se divide

Estrutura do DNA

O DNA é um polidesoxirribonucleotídeo formado por milhares de nucleotídeos ligados entre si através de ligações 3’, 5’-fosfodiéster.

Sua molécula é formada por uma fita dupla antiparalela, enrolada sobre si mesma formando uma dupla hélice

A Ligação Fosfodiéster

Ocorre entre o fosfato do carbono 5 da pentose de um nucleotídeo e a hidroxila do carbono 3 da pentose do nucleotídeo seguinte.

A cadeia resultante é bastante polar, e possui:

Uma extremidade 5’ --> Fosfato de carbono 5 da pentose livre
Uma extremidade 3’
--> Hidroxila de carbono 3 da pentose livre

Por convenção, as bases de uma seqüência são sempre descritas da extremidade 5’ para a extremidade 3’

As ligações fosfodiéster podem ser quebradas enzimaticamente por enzimas chamadas NUCLEASES, que se dividem em:

Endonucleases: Quebram ligações no meio da molécula
Exonucleases:
Quebram ligações nas extremidades da molécula

A Dupla Hélice

Na dupla hélice do DNA, descrita pela primeira vez por Watson e Crick, as cadeias da molécula se dobram em torno de um eixo comum e de modo antiparalelo - a extremidade 5’ de uma cadeia é pareado com a extremidade 3’ da outra cadeia.

No tipo mais comum de hélice - "B" - o esqueleto hidrofílico de fosfatos e pentoses fica na parte externa, enquanto que as bases hidrofóbicas, fixadas à este esqueleto, ficam no lado de dentro da estrutura.

A estrutura lembra uma "escada em caracol"

Ácidos Nucleicos

Há um PAREAMENTO DE BASES entre as fitas da molécula do DNA.

Assim, temos sempre pareadas:

Adenina com Timina: A-T
Citosina com Guanina:
C-G

As bases se mantém pareadas por pontes de hidrogênio, 2 entre "A" e "T" e 3 entre "C" e "G".

As fitas do DNA podem ser separadas sob certas condições experimentais, sem rompimento das ligações fosfodiéster, e a dupla hélice pode ser desnaturada em um processo controlado e dependente de temperatura.

Existem 3 formas estruturais de DNA:

A forma "B": Descrita por Watson e Crick em 1953 e já citada acima, é a forma mais comum; a hélice é voltada para a direita e com 10 resíduos por volta, com planos de bases perpendiculares ao eixo helical
A forma "A":
Obtida pela desidratação moderada da forma "B", também é voltada para a direita, mas possui 11 resíduos por volta e as bases estão em um ângulo de 20 graus em relação ao eixo helical
A forma "Z":
A hélice nesta forma é voltada para a esquerda e contém cerca de 12 resíduos por volta

A transição entre as formas de DNA pode desempenhar um papel importante na regulação da expressão genética.

O RNA

Atua como uma espécie de "cópia de trabalho", criada a partir do molde de DNA e utilizada na expressão da informação genética. A síntese de uma molécula de RNA a partir de um molde de DNA chama-se "TRANSCRIÇÃO"

Nesta transcrição, modificações podem ocorrer sobre a molécula de RNA transcrita, convertendo-a de uma cópia fiel em uma cópia funcional do DNA.

Estrutura do RNA

Em relação ao DNA, 4 diferenças são importantes: O RNA possui uracila no lugar da timina na seqüência de bases.

A pentose do RNA é a ribose

O RNA é formado por uma fita única, com eventual pareamento de bases intracadeia. A molécula do RNA é muito menor que a do DNA.

Existem 3 tipos de RNA, cada um com características estruturais e funcionais próprias:

RNA Ribossômico

Ou RNAr; É encontrado, em associação com várias proteínas diferentes, na estrutura dos ribossomos, as organelas responsáveis pela síntese protéica.

Corresponde a até 80% do total de RNA da célula

RNA de Transferência

Ou RNA Transportador, ou ainda RNAt
É a menor molécula dos 3 tipos de RNA; Está ligado de forma específica a cada um dos 20 aminoácidos encontrados nas proteínas
Corresponde a 15% do RNA total da célula
Fazem extenso pareamento de bases intracadeia, e atua no posicionamento dos aminoácidos na seqüência prevista pelo código genético, no momento da síntese protéica

Ácidos Nucleicos

RNA Mensageiro

Corresponde a apenas 5% do total de RNA da célula
Atua transportando a informação genética do núcleo da célula eucariótica ao citosol, onde ocorrerá a biossíntese protéica
É utilizado como molde nesta biossíntese.

Organização do Material Genético Eucariótico

O DNA total de uma célula mede em média 1 metro de comprimento!!
Para que volume tão grande de material genético caiba dentro do núcleo da célula, o DNA interage com um grande número de proteínas
Estas proteínas exercem funções importantes na organização e mobilização deste material genético

As Histonas

As histonas são pequenas proteínas básicas, ricas em lisina e arginina, e carregadas positivamente em pH fisiológico, às quais se associa a molécula do DNA.
Suas cargas positivas, em associação com o cátion Mg++, facilitam esta ligação com o esqueleto negativo do DNA e estabilizam o conjunto.

Existem 5 classes de histonas: h6, H2, H2B, h2 e h2.

Os Nucleossomos

São considerados as unidades estruturais dos cromossomos.

São formados por 8 moléculas de histonas: 2 H2, 2 H2B, 2 h2 e 2 h2, formando um octâmero regular sobre o qual se enrola a fita dupla do DNA, a quase 2 voltas por nucleossomo

Os nucleossomos são ligados entre si por segmentos de DNA "ligante" de aproximadamente 50 nucleotídeos de comprimento, formando os polinucleossomos, ou nucleofilamentos.

Após vários níveis de organização espacial, ancorados por vários tipos de proteínas, chegamos à estrutura final dos cromossomos.

A histona h6 não participa da estrutura dos nucleossomos, mas sim liga-se ao DNA "ligante" e participa do processo de compactação das estruturas

Fonte: biomania.com

Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucléicos são as maiores moléculas encontradas no mundo vivo. São responsáveis pelo controle dos processos vitais básicos em todos os seres.

Foram descobertos em 1865, pelo bioquímico Frederich Miescher, no núcleo dos glóbulos brancos do pus e no núcleo de espermatozóides. Acreditando que estas substâncias fossem encontradas apenas no núcleo das células, denominou-as de “ácidos nucléicos”. Atualmente sabe-se que os ácidos nucléicos também são encontrados nos cloroplastos e nas mitocôndrias.

1. Conceito

São macromoléculas constituídas por unidades denominadas “Nucleotídeos”. Ou seja, são polímeros de Nucleotídeos, ou ainda, são polinucleotídeos.

2. Função dos Ácidos Nucléicos

Coordenar a síntese das enzimas (e demais proteínas) determinando assim as características dos indivíduos, como: cor dos olhos, cor da pele, estatura, tendências de comportamento, doenças hereditárias (diabetes, hemofilia, daltonismo), etc. Dessa forma controla o metabolismo, a reprodução e constituem o material genético ou hereditário de todos os seres vivos.

3. Os Nucleotídeos

São as unidades constituintes dos ácidos nucléicos. Ou seja, são os monômeros dos ácidos nucléicos.

3.1 Estrutura do Nucleotídeo

Basicamente, um nucleotídeo é constituído por três partes:

Uma base nitrogenada
Uma pentose
Um grupo fosfato

Ácidos Nucleicos

A ) As Bases Nitrogenadas: São compostos orgânicos nitrogenados de cadeia fechada.

Ocorrem dois tipos: Púricas e Pirimídicas.

As Bases Púricas: apresentam dois anéis. São elas: adenina e guanina.
As bases pirimídicas:
apresentam um só anel. São elas: adenina, timina e uracila ou uracil.

Representação das bases nitrogenadas

Na formação dos ácidos nucléicos as bases púricas se combinam com as bases pirimídicas da seguinte forma:

No DNA

Puricas Primídicas
Adenina (A) Timina (T)
Guanina (G) Citosina (C)

No RNA

Puricas Primídicas
Adenina (A) Timina (T)
Guanina (G) Citosina (C)

As bases nitrogenadas dão nome aos nucleotídeos e ligam as duas fitas do DNA.

Ácidos Nucleicos
Purines

Ácidos Nucleicos
Pyrimidines

b) As pentoses: São monossacarídeos (oses) de cinco carbonos na cadeia. Têm a função de dar sustentação a molécula.

São elas:

Ribose Ácidos Nucleicos no RNA
Desoxirribose Ácidos Nucleicos no DNA

c) O Grupo Fosfato (PO4)

É derivado do ácido fosfórico (h2PO4) - é comum tanto ao DNA como ao RNA.

Tem a função de ligar os nucleotídeos de uma mesma fita.

I - O DNA (Ácido Desoxirribonucléico)

É um polinucleotídeo de fita dupla, associado às proteínas (histonas). Ou seja, é uma nucleoproteína.

Características do DNA

Apresenta-se como fita dupla, formando uma dupla hélice (modelo de Watson e Crick, 1972).
Apresenta a pentose (ose) Desoxirribose com exclusividade
Apresentam a base nitrogenada “Timina” com exclusividade

Promove a Duplicação ou Replicação:

Sintetiza cópias idênticas de si mesmo

Promove a transcrição: Sintetiza moléculas de RNAm (mensageiro)

O DNA é encontrado em maior quantidade no núcleo (na cromatina) que no citoplasma (nas mitocôndrias e cloroplastos).

Ácidos Nucleicos

2. A Duplicação ou Replicação

É o processo através do qual uma molécula de DNA dá origem a uma outra molécula, idêntica a molécula mãe. A duplicação é semiconservativa, ou seja, cada molécula de ADN formada conserva uma das fitas da molécula-mãe.

2.1 Etapas da Duplicação

Em presença da enzima helicase e DNApolimerase, ocorre o afastamento das duas fitas do DNA
Nucleotídeos com desoxirribose (desoxirribonucleotídeos), livres no núcleo, encaixam-se nas fitas separadas
Ao final do processo, estão formadas duas moléculas de DNA, cada uma contendo uma das fitas das moléculas – mãe.

3. A Transcrição

Consiste na síntese de uma molécula de RNAm (mensageiro) pelo DNA. Esta molécula contém uma mensagem contida nos “códons” (trincas de bases), para a síntese de uma proteína específica. A transcrição ocorre no núcleo.

Etapas da transcrição:

a) Em presença da enzima RNA-polimerase, ocorre o afastamento de parte de uma das fitas do DNA, denominada “fita molde” ou “fita ativa”
b)
Nucleotídeos contendo ribose (ribonucleotídeos) livres no núcleo, encaixam-se no segmento de fita ativa que encontra-se afastado no DNA
c)
Formado o filamento de RNAm, este separase do DNA e migra para o citoplasma, através dos poros da carioteca (anulli)
d)
A enzima DNA-ligase, reconstitue o DNA

O RNA OU ARN

CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DO RNA

a) É sintetizado pelo DNA
b)
É constituído por fita única de nucleotídeos.
c)
Apresenta a Pentose
d)
É encontrado em maior quantidade no citoplasma

Ácidos Nucleicos

LEMBRANDO: No RNA não ocorre à base timina. No seu lugar é encontrada a base uracila ou uracila combinando-se com adenina.

TIPOS DE RNA

RNA m (mensageiro)
RNA r (ribossomal)
RNA t (transportador)

1) RNA m (mensageiro)

É sintetizado pelo DNA
Apresenta fita de comprimento intermediário
É o que se apresenta em menor quantidade
Conduz a mensagem do núcleo para o citoplasma, através de grupos de três nucleotídeos (trincas de bases)

Obs. Cada molécula de RNAm corresponde a cópia de um gen ou gene do DNA.

Ácidos Nucleicos

2) RNA r (ribossomal)

É o de cadeia mais longa
É o mais abundante nas células
Origina-se na “zona sat” ou satélite dos cromossomos, constituindo os nucléolos
Migram para o citoplasma, associam-se a proteínas e formam os ribossomos.

Ácidos Nucleicos

Obs.: Os ribossomos são, portanto, grânulos de ribonucleoproteínas.

3) RNA t (transportador)

Tem forma de folha de trevo
É o menor deles
Transporta os aminoácidos até o RNAm
Apresenta-se dobrado sobre si mesmo.

A Tradução

Ocorre no citoplasma celular e consiste na decodificação da mensagem contida nos códons do RNAm através da ação do RNAt e dos ribossomos, culminando assim na síntese de uma proteína específica.

Etapas da Tradução

Os ribossomos percorrem o filamento do RNAm cobrindo dois códons por vez
Um RNAt conduzindo um aminoácido específico, se aproxima de um ribossomo combinando o seu anticódon com o códon correspondente do RNAm coberto pelo ribossomo
O RNAt deixa ali o aminoácido e um outro repete o mesmo processo no próximo códon
Formam-se ligações peptídicas entre os aminoácidos
Quando cada ribossomo chega ao final do RNAm está formada uma proteína específica.
O conjunto de vários ribossomos associados a um filamento de RNAm recebe o nome de “polissomo”.

Código Protéico

É um código universal onde cada trinca de bases (códon) reconhece apenas um aminoácido. Mas, como existem na natureza apenas 20 aminoácidos para a formação das proteínas e 64 combinações possíveis de códons (43), há de concluir-se que, alguns aminoácidos são codificados por mais de um códon, no entanto cada códon reconhece apenas um aminoácido. Alguns códons determinam a parada da síntese protéica enquanto outros determinam iniciação da síntese.

Ácidos Nucleicos

Fonte: www.serdigital.com.br

Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucléicos, como o nome diz, são moléculas ácidas presentes no núcleo das células.

Essa definição é verdadeira para um tipo de ácido nucléico: o DNA (abreviação de ácido desoxiribonucléico). O outro tipo, o RNA (abreviação de ácido ribonucléico), apesar de sintetizado e processado no núcleo, pode ser encontrado tanto no núcleo como no citoplasma das células, onde exerce sua função.

Os ácidos nucléicos são polímeros formados a partir de nucleotídeos, como se fosse um colar de pérolas, onde as pérolas são os nucleotídeos e o cordão é a ligação fosfodiéster entre eles.

Assim como as pérolas, os nucleotídeos são muito parecidos, porém não são exatamente iguais: todo nucleotídeo é formado por um açúcar, um grupamento fosfato e uma base nitrogenada, mas as bases nitrogenadas são diferentes entre os nucleotídeos, assim como o açúcar também varia se for DNA (desoxirribose) ou RNA (ribose).

Ácidos Nucleicos
Esquema geral de um nucleotídeo

As bases nitrogenadas que formam os nucleotídeos dos ácidos nucléicos são adenina (A), timina (T), citosina (C), guanina (G) e uracila (U). Devido a suas conformações, essas bases conseguem se ligar umas as outras por pontes de hidrogênio, como se enrrolassemos dois colares de pérolas ao mesmo tempo, formando uma estrutura denominada dupla fita ou dupla hélice. Nas nossas células, é comum encontrarmos o DNA na forma de dupla fita, enquanto encontramos o RNA na forma de fita simples. Essa ligação é um processo bem específico, sendo que T só pareia com A, C só pareia com G, G só pareia com C, U só pareia com A, e A pareia com T ou U.

Ácidos Nucleicos
Esquema geral de uma molécula de DNA. Em (a) podemos observar uma das fitas do DNA em azul e a outra em vermelho, unidas pelo pareamento entre as bases nitrogenadas, representadas pela cor amarela. Em (b) podemos observar mais detalhadamente o pareamento entre as bases nitrogenadas nos nucleotídeos. (Adaptado de Lodish et al, 2005)

Agora que sabemos o que são os ácidos nucléicos e do que são formados, para que eles servem mesmo?

Essas moléculas são a chave da nossa existência e nosso funcionamento: são elas que coordenam o que ocorre nas células e em todo o organismo, e são responsáveis, por exemplo, por sua altura, sua cor dos olhos e sua predisposição a doenças, como câncer ou Alzheimer.

Isso ocorre porque o DNA funciona como um livro de receita de como construir e manter um organismo. Nele está codificado como sintetizar todas as nossas proteínas, bem como as enzimas, que coordenam nosso metabolismo e todas as funções celulares. Mas o DNA apenas possui a informação de como fazer as proteínas, mas são os ribossomos no citoplasma e retículo endoplasmático que funcionam como verdadeiros cozinheiros, sintetizando-as. A ponte entre o que está escrito no DNA e como isso vai virar proteína nos ribossomos é feito pelo RNA, que faz uma cópia do DNA (como se fosse um xerox) e serve como molde para os cozinheiros. Toda essa dinâmica é realizada para que o livro de receitas original nunca se perca e esteja a disposição sempre que for necessário fazer uma cópia nova.

É interessante salientar que os ácidos nucléicos estão presentes em todas as formas de vida que conhecemos, desde de vírus, bactérias, fungos, até plantas e animais e são essenciais para a sobrevivência em todos eles.

Referênciais Bibliográficas

Lodish H. et al, 2005. Biologia Celular e Molecular. 5 ed. Artmed: Porto Alegre, 2005.

Fonte: www.qieducacao.com

Ácidos Nucleicos

Durante a evolução da célula formou-se uma molécula, que hoje se sabe ser o ácido desoxirribonucléico (DNA ou ADN): molécula longa, formada pela junção de um grande número de nucleotídeos, e que contém a informação genética codificada. São macromoléculas definidas como sendo  polinucleotídeos ligados em cadeia. Enquanto os monômeros das proteínas  são os aminoácidos, os nucleotídeos são os monômeros dos ácidos nucléicos.    

Os ácidos nucléicos recebem esse nome porque pensava-se que eles fossem encontrados apenas no núcleo da célula. Hoje, sabe-se que eles se encontram tanto no núcleo como no citoplasma das células. São considerados as "moléculas mestras" por controlarem a atividade celular nos seres vivos. São responsáveis pela transferência de informações genéticas e por direcionar a síntese de proteínas. Normalmente, os ácidos nucléicos se associam a proteínas, das quais constituem grupos protéticos. Tais proteínas são chamadas  nucleoproteínas.

Existem dois tipos de ácidos nucléicos: 

Ácido desoxirribonucléico (ADN ou DNA)
Ácido ribonucléico (ARN ou RNA)

  Os nucleotídeos são as unidades formadoras dos ácidos nucléicos.

Cada nucleotídeo é formado por:

Uma molécula de ácido fosfórico
Uma molécula de pentose
Uma base nitrogenada

O ácido fosfórico se liga à pentose que, por sua vez liga-se à base nitrogenada. O ácido fosfórico é sempre o mesmo para qualquer nucleotídeo, tanto do DNA como do RNA.

A pentose nos ácidos nucléicos pode ser a ribose ou a desoxirribose. No RNA, a pentose é sempre a ribose, e no DNA, a desoxirribose.

 A base nitrogenada pode ser púrica ou pirimídica.

As bases nitrogenadas púricas são formadas por um anel de carbono e outro de nitrogênio.

São em número de duas: adenina e guanina e ocorrem tanto no DNA como no RNA.

As bases nitrogenadas pirimídicas são formadas por um único anel de carbono e nitrogênio.

São em número de três: citosina, timina e uracila. A base nitrogenada uracila só ocorre no RNA, e a base nitrogenada timina só ocorre no DNA.

Quando um composto é formado por uma pentose unida a uma base nitrogenada, recebe o nome de nucleosídeo.

Um nucleosídeo de grande importância é a adenosina, formada por uma ribose unida à  base nitrogenada adenina. A partir do momento em que três grupos fosfato se unem à adenosina, tem-se a formação de um nucleotídeo de grande interesse biológico, o ATP (trifosfato de adenosina). As ligações entre os grupos fosfatos são altamente energéticas, liberando grande quantidade de energia para a célula quando quebradas. Quando uma dessas ligações é rompida, uma grande quantidade de energia é liberada juntamente com um grupo fosfato e o ATP se transforma em ADP (difosfato de adenosina). A energia desprendida nessa transformação pode ser utilizada pela célula para as mais variadas atividades. Para garantir  um perfeito mecanismo de obtenção e armazenamento de energia, moléculas de ADP podem se converter em moléculas de ATP por um mecanismo conhecido como fosforilação. Havendo energia disponível, o ADP se liga a um grupo fosfato cedido pela célula, formando o ATP.  O ATP, por sua vez, pode ceder energia para a célula, retornando a ADP+P.

 Os ácidos nucléicos são polinucleotídeos, isto é, são formados pela união de vários nucleotídeos. A pentose  de um nucleotídeo se liga ao ácido fosfórico de  outro e assim por diante na formação do ácido nucléico

 

O DNA constitui uma espécie de código que determina o que uma célula tem. Além disso, o DNA é capaz de produzir uma cópia de si mesmo.

Antes de entra no estudo do DNA propriamente dito, faz-se necessária a compreensão de alguns conceitos sobre relação entre cromossomos e DNA.

Ácidos Nucleicos

Os cromossomos contêm os genes que por sua vez são formados por DNA (ácido desoxirribonucléico). Estes genes permitem a transmissão das informações genéticas de geração a geração.

O material responsável pelo comando e coordenação de toda a atividade celular e pelas divisões celulares e transmissões das características hereditárias está representado nas células pelos cromossomos.

Nas células procarióticas, o cromossomo é uma única molécula de um ácido nucléico, denominado ácido desoxirribonucléico, o DNA.

Nas células eucarióticas, o cromossomo é formado por DNA associado a moléculas de histona, que são proteínas básicas. É na molécula de DNA que estão contidos os genes, responsáveis pelo comando da atividade celular e pelas características hereditárias. Cada molécula de DNA contém vários genes dispostos linearmente ao longo da molécula. Cada gene, quando em atividade, é transcrito em moléculas de outros ácidos nucléicos denominados ribonucléicos, que comandarão a síntese de proteínas.

Nas células procarióticas, os cromossomos encontram-se imersos no próprio citoplasma formando uma estrutura denominada nucleóide. Nas células eucarióticas os cromossomos encontram-se separados dos citoplasma pela membrana nuclear ou carioteca, em uma estrutura denominada núcleo. A presença de carioteca é uma característica típica das células eucarióticas, que as distingue das procarióticas. Além disso, as células procarióticas não apresentam organelas membranosas, como ocorre com as eucarióticas.

Estrutura

A molécula de DNA é constituída por uma seqüência de nucleotídeos,que por sua vez é formado por três diferentes tipos de moléculas:   

Um açúcar (pentose)     
Um grupo fosfato    
Uma base nitrogenada

Ácidos Nucleicos
Nucleotídeo

 

Segundo Watson e Crick,  a molécula de DNA seria formada por duas cadeias nucleotídicas dispostas em uma forma helicoidal. Assim, a molécula de DNA apresenta um estrutura em dupla hélice. Os ácidos fosfóricos e  as desoxirriboses da cadeia nucleotídica dispõem-se de maneira a constituir o eixo da hélice, enquanto as bases nitrogenadas se dispõem perpendicularmente ao eixo longitudinal da estrutura e voltadas para o interior dela. Essa organização helicoidal é mantida por pontes de hidrogênio ou ligações de hidrogênio que se estabelecem entre as bases nitrogenadas das duas cadeias.

Existem pares de bases nitrogenadas que são, particularmente, adequadas à formação de ligações de hidrogênio:  adenina e timina formam entre si duas ligações de hidrogênio, enquanto que guanina e citosina formam três. As duas cadeias nucleotídicas que constituem a dupla hélice do DNA são ditas complementares, isto é, quando em uma cadeia aparece uma adenina, na mesma posição da outra cadeia existe uma timina e vice versa; quando em uma cadeia aparece a guanina, na outra deve existir um citosina e vice versa. Não existe uracila no DNA.

A ligação entre a base nitrogenada e a pentose

Esta ligação é feita covalentemente através de uma ligação N-glicosídica com a hidroxila ligada ao carbono-1 da pentose.

Ácidos Nucleicos

A ligação entre o grupo fosfato e a pentose

Esta ligação é feita através de uma ligação fosfoéster com a hidroxila ligada ao carbono-5 da pentose.

Ácidos Nucleicos

Para a formação da molécula de DNA é necessário que ocorra a ligação entre os nucleotídeos.

Os nucleotídeos estão ligados covalentemente por ligações fosfodiéster formando entre si pontes de fosfato.

O grupo hidroxila do carbono-3 da pentose do primeiro nucleotídeo se liga ao grupo fosfato ligado a hidroxila do carbono-5 da pentose do segundo nucleotídeo através de uma ligação fosfodiéster.

Devido a esta formação a cadeia de DNA fica com uma direção determinada, isto é, em uma extremidade temos livre a hidroxila do carbono-5 da primeira pentose e na outra temos livre a hidroxila do carbono-3 da última pentose.

Isto determina que o crescimento do DNA se faça na direção de 5' para 3'.

Sabendo-se como são feitas as ligações entre os nucleotídeos, formando assim a fita de DNA, podemos analisar a estrutura tridimensional do DNA.

James Watson e Francis Crick postularam o modelo tridimensional para a estrutura do DNA baseando-se em estudos de difração de raio-X.

O DNA consiste de duas cadeias helicoidais de DNA, enroladas ao longo de um mesmo eixo, formando uma dupla hélice de sentido rotacional à direita.

Ácidos Nucleicos

Ainda com base nestes estudos, concluiu-se que na dupla hélice as duas fitas de DNA estão em direção opostas, isto significa que são anti-paralelas. O termo anti-paralelas deve-se ao fato de que uma das fitas tem a direção exata da sua síntese (5'---3') enquanto que a outra está invertida (3'----5').

Esta conformação em fitas anti-paralelas levará à necessidade de mecanismos especiais para a replicação do DNA.

Com base na estrutura de dupla hélice do DNA e nas características de hidrofobicidade das moléculas, a estrutura do DNA fica da seguinte forma: 

O grupo fosfato e o açúcar (parte hidrofílica) - estão localizados na parte externa da molécula.    
As bases nitrogenadas (parte hidrofóbica) - estão localizadas na parte interna da molécula.
A relação espacial entre as duas fitas cria um sulco principal e um sulco secundário.

O pareamento das bases de cada fita se dá de maneira padronizada, sempre uma purina com uma pirimidina, especificamente: adenina com timina e citosina com guanina.

A proximidade destas bases possibilita a formação de pontes de hidrogênio, sendo que adenina forma duas pontes de hidrogênio com a timina e a citosina forma três pontes com a guanina.

A dupla hélice é mantida unida por duas forças:  

Por pontes de hidrogênio formadas pelas bases complementares  
Por interações hidrofóbicas, que forçam as bases a se "esconderem" dentro da dupla hélice.  
Estudos recentes mostram que existem duas formas de DNA com a hélice girando para a direita, chamadas A-DNA e B-DNA, e uma forma que gira para a esquerda chamada Z-DNA. A diferença entre as duas formas que giram para a direita está na distância necessária para fazer uma volta completa da hélice e no ângulo que as bases fazem com o eixo da hélice.

B-DNA: Tem a dupla hélice mais longa e mais fina. Para completar uma volta na hélice são necessários 10 pares de bases.    

A-DNA: Tem a forma mais curta e mais grossa. Para completar uma volta na hélice são necessários 11 pares de bases.  

Em solução, geralmente o DNA assume a conformação B. Quando há pouca água disponível para interagir com a dupla hélice, o DNA assume a conformação A-DNA.

Existe uma terceira forma de DNA que difere das duas anteriores, pois seu sentido de rotação é para a esquerda, este tipo de DNA é chamado de Z-DNA. Esta conformação é mais alongada e mais fina do que o B-DNA. Para completar uma volta na hélice são necessários 12 pares de bases. O DNA, em solução com altas concentrações de cátions, assume a conformação Z-DNA.

Em eucariotes o DNA tende a assumir a conformação Z-DNA devido a metilação do DNA.

Propriedades físicas e químicas do DNA

Soluções de DNA, em pH = 7,0 e temperatura ambiente, são altamente viscosas;    
A altas temperaturas ou pH extremos o DNA sofre desnaturação, isto porque ocorre ruptura das pontes de hidrogênio entre os pares de bases. Esta desnaturação faz com que diminua a viscosidade da solução de DNA;  
Durante a desnaturação nenhuma ligação covalente é desfeita, ficando portanto as duas fitas de DNA separadas;      
Quando o pH e a temperatura voltam ao normal, as duas fitas de DNA espontaneamente se enrolam formando novamente o DNA dupla fita.

Este processo envolve duas etapas:

A primeira é mais lenta pois envolve o encontro casual das fitas complementares de DNA, formando um curto segmento de dupla hélice.      

A segunda etapa é mais rápida e envolve a formação das pontes de hidrogênio entre as bases complementares reconstruindo a conformação tridimensional. 

O RNA (ácido ribonucléico) tem a sua molécula formada por  uma única cadeia de nucleotídeos (fita simples), portanto o número de bases púricas é, em geral, diferente do número de bases pirimídicas. Não existe timina na molécula de RNA.

Existem três tipos de RNA relacionados diretamente com o processo de síntese de proteínas: 

RNA mensageiro
RNA transportador
RNA ribossômico

Duplicação do DNA

Replicação do DNA é o processo de auto-duplicação do material genético mantendo assim o padrão de herança ao longo das gerações.

Duas teorias tentaram explicar a replicação do DNA:

Teoria conservativa: Cada fita do DNA sofre duplicação e as fitas formadas sofrem pareamento resultando num novo DNA dupla fita, sem a participação das fitas "parentais" (fita nova com fita nova formam uma dupla hélice e fita velha com fita velha formam a outra dupla fita).

Teoria semi-conservativa: a autoduplicação inicia-se com o rompimento das ligações de hidrogênio que unem as bases nitrogenadas. As duas fitas começam a se afastar e nucleotídeos de DNA livres, que já se encontram no interior da célula, se encaixam nas duas fitas que se afastaram. Esse encaixe só é possível a partir do critério de complementação de bases nitrogenadas e pela ação catalítica de uma enzima denominada DNA-polimerase. Pelo critério de complementação de bases nitrogenadas, adenina se liga à timina (e vice versa), assim como citosina se liga à guanina (e vice-versa). O resultado desse processo é a formação de duas novas moléculas de DNA idênticas entre si e à molécula mãe. Os dois filamentos da molécula de DNA começam a se separar e novos nucleotídeos do tipo adequado, carregando grupos fosfatos muito ricos em energia, fixam-se nos lugares convenientes. Diz-se que cada filamento de DNA funciona como molde para formação de duas novas moléculas. Os dois filamentos originais do DNA se separam completamente e novos nucleotídeos vão sendo acrescentados. Os novos parceiros das bases púricas e pirimídicas estabelecem as ligações de hidrogênio entre os pares e cada nucleotídeo fica ligado pelo grupo fosfato ao nucleotídeo seguinte. Completa-se, assim, o processo de duplicação do DNA. Cada molécula nova de ácido nucléico é exatamente igual à original. Em cada nova molécula de DNA formada, há um filamento antigo que pertencia à molécula-mãe e um filamento novo formado através do processo de complementação de bases. Diz-se que a molécula de DNA apresenta uma autoduplicação semi-conservativa, já que cada molécula-filha conserva metada da molécula-mãe.

Além da capacidade de duplicação, o DNA também é responsável pela síntese de outro ácido nucléico muito importante para a célula: o ácido ribonucléico ou RNA. Chama-se transcrição o processo de formação de RNA a partir de DNA.

A transcrição inicia-se com o rompimento das ligações de hidrogênio que unem as bases nitrogenadas da molécula de DNA. Assim como na autoduplicação do DNA, a seqüência de bases nitrogenadas condiciona a formação da molécula de RNA. No entanto, na transcrição, apenas uma fita de molécula de DNA funciona como molde de modo que o RNA formado terá uma fita simples diferentemente da molécula de DNA que possui fita dupla.

Mutações Gênicas

Em 1941, os pesquisadores Beadle e Tatum, fazendo experiências com um tipo de bolor de pão, a Neurospora sp, observaram que nem sempre a autoduplicação do DNA ocorria de modo perfeito. O bolor crescia num meio de cultura contendo açúcar e diversos sais inorgânicos. Seus esporos eram submetidos a raios X e alguns deles passavam depois a produzir bolores com novas características. Por exemplo, alguns perdiam a capacidade de fabricar lisina e só conseguiam sobreviver quando aquele aminoácido era acrescentado ao meio de cultura. Essa incapacidade foi relaciona com a falta de uma enzima necessária para a síntese de lisina. Concluíram, então, que os raios X teriam danificado a formação daquele tipo específico de enzima.

Como a produção de uma enzima depende de informação codificada no DNA, a conclusão daqueles pesquisadores ficou conhecida como a relação "um gene - uma enzima". Atualmente, fala-se, com maior precisão, na relação "um gene - uma cadeia polipeptídica".

A modificação genética induzida através dos raios X é conhecida como mutação. As mutações podem resultar de uma alteração na seqüência dos nucleotídeos, ou de quebras e mudanças de posição dos fragmentos da molécula de DNA. Portanto são mutações as alterações numéricas e estruturais dos cromossomos, que persistem através das autoduplicações, transmitindo-se às células-filhas. Existem também erros que ocorrem no RNA, no momento das transcrições ou das traduções, e afetam somente a própria célula.

As mutações são produzidas por agentes mutagênicos, que compreendem principalmente vários tipos de radiação, dentre os quais os raios ultravioleta, os raios X e substâncias que interferem na autoduplicação do DNA ou na transcrição do RNAm, determinando erros nas seqüências dos nucleotídeos.

A lista das substâncias mutagênicas tem aumentado muito nos últimos anos, sendo bastante conhecidos o gás mostarda, o ácido nitroso, a bromouracila, o formaldeído, a nicotina. Vários tipos de câncer podem ser produzidos por alterações ocorridas nos ácido nucléicos; por isso os mesmos agentes mutagênicos podem ser também cancerígenos.

Síntese

O RNA (ácido ribonucléico) é o ácido nucléico formado a partir de um modelo de DNA.

O DNA não é molde direto da síntese de proteínas. Os moldes para síntese de proteínas são moléculas de RNA. Os vários tipos de RNA transcritos do DNA são responsáveis pela síntese de proteínas no citoplasma.

Existem três tipos de RNAs:

 RNA mensageiro: Contêm a informação para a síntese de proteínas.
Os RNAm representam cerca de 4% do RNA celular total. 
RNA transportador:
Transporta aminoácidos para que ocorra a síntese de proteínas.

Os RNAt correspondem a 10% do RNA total da célula, e são denominados de adaptadores.

RNA ribossômico: Componentes da maquinaria de síntese de proteínas presente nos ribossomos.

Os RNAr correspondem a 85 % do RNA total da célula, e são encontrados nos ribossomos (local onde ocorre a síntese protéica).

Todas as formas de RNA são sintetizadas por enzimas (RNA polimerases) que obtêm informações em moldes de DNA.

O RNAr é produzido pelo DNA da região organizadora do nucléolo e, associado a proteínas, vai constituir os nucléolos. Depois passa ao citoplasma para formar os ribossomos.

O RNAm leva para o citoplasma as informações para a síntese das proteínas. Existe um tipo de RNAm para cada tipo de cadeia polipeptídica, que vai constituir uma proteína. O RNAm transporta a informação genética na forma de códons, copiados do DNA; um códon consiste em uma seqüência de três nucleotídeos.

O RNAt move-se do núcleo para o citoplasma, onde se liga a aminoácidos, e deslocando-se até os ribossomos. Apresenta regiões com pareamento de bases, que lhe conferem um aspecto de "trevo de três folhas".

Cada molécula de RNAt apresenta uma extremidade que se liga a diferentes tipos de aminoácidos e uma região com uma seqüência de três nucleotídeos, o anticódon, que pode parear com um dos códons do RNAm.

Biossíntese das proteínas

Os vários tipos de RNA, transcritos do DNA, que vão participar da síntese de proteínas, deslocam-se do núcleo para o citoplasma.

O RNAr, inicialmente armazenado nos nucléolos, passa para o citoplasma e , associado a proteínas, forma os ribossomos, que se prendem às membranas do retículo endoplasmático. Os ribossomos dispõem-se enfileirados, constituindo os polirribossomos ou polissomos, junto dos quais as proteínas vão ser sintetizadas. Cada polissomo é também denominado unidade de tradução, pois permite a síntese de um tipo de polipeptídeo.

O RNAm move-se para o citoplasma e vai ligar-se aos polirribossomos. Ele é formado por uma seqüência de trios de nucleotídeos, que correspondem a diferentes aminoácidos. Cada trio é um códon, e os diferentes códons determinam o tipo, o número e a posição dos aminoácidos na cadeia polipeptídica.

O RNAt desloca-se para o citoplasma, onde se liga a aminoácidos, deslocando-os até pontos de síntese protéica. Numa determinada região, a molécula de RNAt apresenta um trio especial de nucleotídeos, o anticódon, correspondente a um códon do RNAm. Uma das extremidades da molécula de RNAt só se liga a um tipo de aminoácido.

Fonte: geocities.com

Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucléicos – DNA (ácido desoxirribonucléico) e o RNA (ácido ribonucléico) – são substâncias essenciais para os seres vivos, pois mantêm a informação genética que controla a atividade celular e a hereditariedade.

Eles aparecem em todos os seres vivos, exceto nos vírus que apresentam DNA ou RNA, mas nunca os dois.

Os ácidos nucléicos são formados por um grande número de unidades chamadas nucleotídeos.

Cada nucleotídeo é formado por três tipos de moléculas: açúcar, base nitrogenada e fosfato.

Tipos de nucleotídeos

Ácidos Nucleicos

Ácidos Nucleicos

A ligação entre os nucleotídeos da mesma cadeia é feita entre o fosfato de um nucleotídeo com a pentose de outro nucleotídeo, enquanto que a ligação entre os nucleotídeos das cadeias diferentes é feita pelas pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.

No DNA, devido à afinidade molecular, a base nitrogenada adenina somente se liga à timina, e a citosina sempre se liga à guanina.

A – T

C - G

Existem vírus com DNA formado por apenas uma cadeia incompleta.

Tipos de RNA e suas funções:

Mensageiro (RNAm): copia a mensagem genética do DNA
Transportador (RNAt):
transporta os aminoácidos do hialoplasma para os ribossomos.
Ribossômico (RNAr):
componente estrutural dos ribossomos.

A tabela abaixo mostra as diferenças entre o DNA e RNA:

 
DNA
RNA
Pentose
Desoxirribose Ribose
Bases pirimídicas
Citosina Citosina e Uracila
Cadeias
Duas Uma
Localização
Principalmente no núcleo Núcleo e Citoplasma
Função
Hereditariedade e controle da atividade celular Síntese de proteínas

Replicação

Replicação ou duplicação do DNA é chamada semi – conservativa, ou seja cada molécula–filha conserva metade da molécula–mãe, observe a figura abaixo:

Ácidos Nucleicos
Reaplicação do DNA

Ocorre o rompimento das pontes de hidrogênio que ligam as bases nitrogenadas: as duas fitas afastam-se.

Os nucleotídeos de DNA livres, encaixam –se nas duas fitas que se afastaram. As cadeias – mãe servem de molde para a formação de duas novas cadeias de DNA, lembrando que o processo é ativado pela enzima DNA – polimerase.

Transcrição

Transcrição é o processo em que o RNA é sintetizado pelo DNA; a enzima atuante é a RNA – polimerase.

Ocorre a separação das fitas do DNA, devido ao rompimento das pontes de hidrogênio; em seguida, os nucleotídeos livres de RNA se encaixam em uma das cadeias de DNA, chamada cadeia ativa.

A molécula de RNA (fita única) desprende-se do DNA e reestabelece as pontes de hitrogênio entre as duas cadeias do DNA.

Ácidos Nucleicos
Transcrição

Importante

Pareamento entre as base de DNA e RNA.

DNA
RNA

A

C

U

G

G

T

C

A

Fonte: www.fadminas.org.br

Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucléicos são macromoléculas responsáveis pelo armazenamento e transmissão da informação genética entre as células.

Existem dois tipos de ácidos nucléicos: o ácido desoxirribonucléico (DNA) e o ácido ribonucléico (RNA), ambos constituídos pela polimerização de nucleotídeos. Cada nucleotídeo é composto por um grupo fosfato, um açúcar (pentose) e uma base nitrogenada (Figura 01). A pentose presente no DNA é a desoxirribose enquanto que no RNA encontramos a ribose (Figura 02). Esses açúcares possuem cinco carbonos em sua estrutura e se diferenciam pela ausência de um grupo hidroxila (-OH) no carbono 2’ da desoxirribose, fato que confere à molécula de DNA uma maior estabilidade em relação ao RNA (Snustad & Simmons, 2010).

As bases nitrogenadas que compõem os ácidos nucléicos podem ser de dois tipos: purinas, compostas por dois anéis aromáticos, e pirimidinas, compostas por apenas um anel aromático.

As bases adenina (A) e guanina (G) são purinas enquanto que as bases citosina (C), timina (T) e uracila (U) são pirimidinas.

As bases A, T, C e G são encontradas no DNA e no RNA; a base T é substituída pela U, ou seja, no RNA encontramos A, U, G e C (Figura 03).

As cadeias de ácidos nucléicos são formadas por uma ligação fosfosdiéster estabelecida entre o grupo fosfato e o grupo hidroxila (-OH) do carbono 3’ entre nucleotídeos adjacentes. Dessa forma, os nucleotídeos componentes de uma cadeia têm a mesma orientação, ou seja, se o carbono 5’ da pentose estiver voltado para cima, os demais nucleotídeos desta cadeia estarão voltados para a mesma posição. Consequentemente, uma extremidade terá um grupo fosfato presente (extremidade 5’) e a outra extremidade terá um grupo hidroxila presente (extremidade 3’) (Figura 04) (Pierce, 2011).

A molécula de DNA é composta por duas cadeias de nucleotídeos e as ligações fosfodiéster nessas cadeias paralelas estão em direções opostas, ou seja, uma fita está orientada na direção 5’ Ácidos Nucleicos 3’ enquanto que a outra fita está no sentido 3’ Ácidos Nucleicos5’. Essas fitas antiparalelas são unidas por ligações, denominadas pontes de hidrogênio, as quais são estabelecidas entre as bases nitrogenadas das cadeias opostas. A base T, bem como U, possui um grupo ceto (C=O) o qual estabelece uma ponte de hidrogênio com a base A, que possui um grupo amino (C-NH2). As bases G e C possuem, cada uma delas, um grupo ceto e um grupo amino, portanto, são estabelecidas duas pontes de hidrogênio entre essas bases por meio desses grupos. Uma outra ponte de hidrogênio é formada em todos os pareamentos entre os nitrogênios dos anéis aromáticos das bases. Assim, na molécula de DNA, entre as cadeias antiparalelas, são observadas duas pontes de hidrogênio no pareamento A e T e três pontes de hidrogênio no pareamento G e C. Graças ao pareamento, as cadeias da molécula de DNA são ditas complementares e, conhecendo-se uma delas, é possível a construção da cadeia complementar (Zaha, 2003).

Normalmente, a molécula de RNA é fita simples, porém, pareamentos podem ocorrer formando estruturas importantes na função do RNA. Diferentes tipos de RNA estão presentes nas células e os principais tipos são mensageiro (mRNA), o qual transfere a informação genética contida na cadeia de DNA aos ribossomos, para que ocorra a síntese de proteínas, o ribossômico (rRNA), componente majoritário dos ribossomos, e o transportador (tRNA), responsável por carregar os aminoácidos até o sítio de síntese de proteínas. Todos os RNAs são sintetizados por um processo conhecido como transcrição. Esse procedimento é feito com base na sequência de nucleotídeos de apenas uma das fitas do DNA. A fita do DNA molde para a transcrição possui orientação 3’ Ácidos Nucleicos5’ já que o sentido de crescimento dos ácidos nucléicos é 5’ Ácidos Nucleicos3’. As mesmas regras de pareamento da replicação do DNA são aplicadas na transcrição, com exceção do pareamento entre as bases nitrogenadas A e T, pois no RNA a base T é substituída pela U. Dessa forma, a sequência da fita 3’ Ácidos Nucleicos5’ será complementar à fita RNA sintetizada enquanto que a fita do DNA de orientação 5’ Ácidos Nucleicos3’ é idêntica ao RNA, sendo as timinas substituídas pelas uracilas (Pierce, 2011).

A informação armazenada no mRNA será lida nos ribossomos para a síntese de proteínas, mecanismo conhecido como tradução. O mRNA é lido a cada três nucleotídeos (códon) e, através do código genético, essa pequena sequência está associada a um dos 20 aminoácidos para a síntese da cadeia polipeptídica (para uma compreensão didática do código genético e tradução veja Mori et al. 2009).

A presente atividade tem como objetivo auxiliar o aluno na compreensão da estrutura dos ácidos nucléicos, podendo ser ampliada para o estudo da replicação, da transcrição, da tradução e da variabilidade genética. O uso dessas atividades teórico-práticas pode facilitar a compreensão do estudante sobre o conteúdo ministrado, visto que os alunos ficam entusiasmados com a proposta de integrar a teoria a uma dinâmica.

Compreendendo e preparando a atividade

Inicialmente a atividade simula a replicação do DNA, a qual será realizada com peças que se encaixam. Essas peças correspondem aos diferentes nucleotídeos encontrados no DNA. As peças poderão ser feitas em papel, recortadas para que os alunos colem as mesmas entre si, ou ainda, podem ser feitas em folhas de Etil Vinil Acetato (E.V.A.), para serem reutilizadas em outras oportunidades. As peças deverão ser construídas já com o encaixe correspondente ao número de pontes de hidrogênio entre os pareamentos pré-estabelecidos. Além disso, as peças possuem setas indicativas da ligação entre os nucleotídeos adjacentes. É válido lembrar que as peças deverão ser confeccionadas de modo a obedecer a orientação antiparalela das fitas complementares da molécula de DNA (Figura 05). Para que todas as possibilidades de encaixe de cada nucleotídeo sejam obedecidas, para cada nucleotídeo contendo uma base nitrogenada serão possíveis quatro peças (Figura06).

Os alunos serão divididos em grupos e com as peças em mãos, deverão construir uma cadeia de DNA com um número de nucleotídeos múltiplos de três, já que os códons que serão usados posteriormente na tradução (Figura 07-A). É importante que cada grupo receba as mesmas peças. Após a construção de uma das fitas de DNA, os alunos deverão montar a cadeia complementar antiparalela respeitando o pareamento entre as bases (Figura 07-B). Cada grupo formará moléculas de DNA com sequências nucleotídicas diferentes, gerando mRNA distintos, os quais serão traduzidos em diversas cadeias polipeptídicas para que se possa discutir a variabilidade genética com os alunos.

Após a montagem da molécula fita dupla de DNA, a mesma deverá ser “desnaturada” para que a fita-molde seja utilizada para a construção do mRNA (Figura 08). Para isso, cada grupo receberá novas peças contendo nucleotídeos para montagem do RNA. Em seguida, o mRNA de cada grupo será traduzido com auxílio de uma tabela do código genético (Mori et al. 2009). Cada grupo deverá anotar a sequência de aminoácidos gerada para que possa ser feita uma comparação entre as cadeias polipeptídicas formadas. A partir dos resultados, o professor poderá fazer uma discussão sobre o pareamento pré-estabelecido entre as bases nitrogenadas que compõem a molécula de DNA, sobre a transcrição de uma das fitas de DNA para formar o RNA, sobre a tradução do mRNA em códons para formar a cadeia polipeptídica e, ainda, sobre a possibilidade de serem formadas diferentes moléculas de DNA com as mesmas peças e, consequentemente, diferentes cadeias polipeptídicas serem obtidas.

Ácidos Nucleicos
Pentose
Figura 01- Estrutura química de um nucleotídeo, formado por um grupo fosfato, uma pentose e uma base nitrogenada.

Ácidos Nucleicos
Figura 02- Pentoses componentes dos ácidos nucléicos

Ácidos Nucleicos
Figura 03- Bases nitrogenadas purinas e pirimidinas componentes dos ácidos nucléicos

Ácidos Nucleicos
Figura 04- Fita simples de DNA formada pela ligação fosfodiéster entre nucleotídeos adjacentes

Ácidos Nucleicos
Figura 05- Peças de nucleotídeos a serem utilizadas na construção dos ácidos nucléicos

Ácidos Nucleicos
Figura 06- Quatro possibilidades de peças a serem confeccionadas para um único tipo de nucleotídeo

Ácidos Nucleicos
Figura 07- A) Fita simples de DNA com orientação 5’
Ácidos Nucleicos 3’ e B) Molécula fita dupla de DNA formada por fitas complementares e antiparalelas.

Ácidos Nucleicos
Figura 08- Molécula de mRNA com orientação 5’ Ácidos Nucleicos3’ transcrito a partir da fita molde de DNA 3’
Ácidos Nucleicos 5’.

Paula Fernanda Xavier Magalhães

Mauro Célio Ribeiro Silva

Natalia Hayashida de Araújo

Patrícia de Abreu Moreira

Referências Bibliográficas

Koolman, J., Roehm, K.H. (2005) Color Atlas of Biochemistry. 2 ed, Thieme, 467 p.
Mori, L., Arias, M.C., Miyaki, C.Y., Dessen, E.M.B.(2009) Código Genético: o código dos vinte, Genética da Escola, 4 (1), 25-32.
Pierce, B.A. (2011) Genética: um enfoque conceitual. 3 ed, Guanabara Koogan, 774 p. Snustad, D.P., Simmons, M.J. (2010) Fundamentos de Genética. 4 ed, Guanabara Koogan, 903 p.
Stryer, L., Tymoczo, J., Berg, J. (2005) Bioquímica. 3 ed, Guanabara Koogan, 950 p.
Zaha, A. (Org.) (2003) Biologia molecular básica. 3.ed, Mercado Aberto, 2003, 336 p.

Fonte: www.sbg.org.br

Ácidos Nucleicos

Os Ácidos Nucleicos são moléculas muito complexas que produzem as células vivas e os vírus. Transmitem as características hereditárias de uma geração para a seguinte e regulam a síntese de proteínas.

Os ácidos nucléicos são formados por subunidades chamadas nucleotídeos, que consistem em uma base nitrogenada, um açúcar de 5 carbonos e ácido fosfórico.

Há duas classes de ácidos nucléicos, o ácido desoxirribonucléico (ADN), com uma estrutura em forma de dupla hélice e o ácido ribonucléico (ARN), formado por uma única cadeia helicoidal. O ADN tem a pentose desoxirribosse e as bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina e timina, e o ARN contém a pentose ribose e uracila em vez de timina.

Ácidos Nucleicos

A especificidade do ácido nucléico reside na seqüência dos quatro tipos de bases nitrogenadas. Este código indica à célula como reproduzir uma cópia de si mesma ou as proteínas que necessita para sua sobrevivência. Nos mamíferos, as cadeias de ADN estão agrupadas formando cromossomos.

Cadeias de ADN

Os ácidos nucléicos são moléculas complexas produzidas pelas células, essenciais a todos os organismos vivos. Estas moléculas governam o desenvolvimento do corpo e suas características específicas, fornecendo a informação hereditária e dirigindo a síntese de proteínas. Este modelo gerado por computador mostra duas cadeias de ácido desoxirribonucléico (ADN) e sua estrutura em dupla hélice.

Fonte: www.portaleducacao.com.br

Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucléicos são grandes moléculas orgânicas presentes em todos os tipos de seres vivos, desde os mais simples, como os vírus, aos mais complexos, como os seres humanos. Essas moléculas, apelidadas de moléculas mestras da vida, desempenham um papel imprescindível no universo vivo, pois participam, direta e indiretamente, do controle do metabolismo e, por consequência, dos diversos processos vitais.

ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS

São encontrados nos seres vivos dois tipos de ácidos nucléicos: o ácido desoxirribonucléico (DNA) e o ácido ribonucléico (RNA). Eles são constituídos por inúmeras partes menores conhecidas como nucleotídeos. A estrutura dos nucleotídeos apresenta um ácido fosfórico (h2PO4) unido a uma pentose (monossacarídeo com 5 átomos de carbono), que está ligada a uma base nitrogenada.

As bases nitrogenadas classificam-se em púricas (Adenina e Guanina) e em pirimídicas (Citosina, Timina e Uracila), que derivam, respectivamente, das substâncias purina e pirimidina. Os ácidos nucléicos, por apresentarem diversos nucleotídeos em sua composição, também são considerados polinucleotídeos.

DNA

O ácido desoxirribonucléico é composto por uma pentose, denominada desoxirribose, e pode apresentar quatro tipos de bases nitrogenadas: a adenina (A), a guanina (G), a citosina (C) e a timina (T), não apresentando a base uracila (U). O modelo proposto (dupla-hélice do DNA), em 1953, por Watson e Francis Crick define que, estruturalmente, a molécula de DNA é composta por dois filamentos de nucleotídeos, semelhante à forma de uma hélice dupla. Esses filamentos de nucleotídeos permanecem unidos através de pontes de hidrogênio - que ocorrem entre uma base púrica e uma base pirimídica. Nesse caso, a adenina (base púrica) se une com a timina (base pirimídica), e guanina (base púrica) se une com a citosina (base pirimídica).

RNA

O ácido ribonucléico é composto por uma pentose, denominada ribose e, assim como o DNA, também pode apresentar quatro tipos de bases nitrogenadas: a adenina, guanina, citosina e a uracila, não apresentando a base timina. O RNA tem na sua estrutura apenas uma cadeia de polinucleotídeos.

FUNÇÕES DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS

Como foi dito, os ácidos nucléicos são de extrema importância para o mundo vivo. Neles se localiza o material genético dos seres vivos – que apresenta as instruções para a fabricação de proteínas (síntese protéica). O DNA possui a capacidade de autoduplicação, isto é, de criar cópias de si mesmo. Através desse processo, as características genéticas são transferidas às futuras gerações.

Fonte: tosabendomais.com.br

Ácidos Nucleicos

ORGANIZAÇÃO DOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Como repositório de toda a informação genética de uma célula ou organismo, os Ácidos Nucléicos estão presentes em todos os seres vivos.

São responsáveis pelo fluxo desta informação pelos processos que vão culminar com a composição estrutural das biomoléculas presentes em uma célula, incluindo toda a maquinaria protéica e enzimática que permite o funcionamento harmônico da célula ou, em metazoários, das células que interagem. Assim, a informação e seu fluxo ocorrem de acordo com a programação estabelecida em última análise pela informação genética que os próprios ácidos nucléicos carregam.

Inicialmente é importante caracterizar os ácidos nucléicos, que podem ser de dois tipos: o ácido desoxiribonucléico, ou DNA, e o ácido ribonucléico, ou RNA, bio-polímeros que têm como unidades monoméricas os nucleotídeos.

Há uma questão de nomenclatura que pode ser motivo de confusão posterior. Para diferenciar os carbonos participantes da molécula do açúcar dos mesmos que participam do anel das purinas e pirimidinas, aos carbonos das pentoses adiciona-se ao número (1, 2, 3, 4 e 5) uma ’ (linha). Assim teremos os carbonos 1’, 2’, 3’ etc.

Ao açúcar liga-se um grupo fosfato no carbono na posição 5. Um nucleotídeo como parte integrante de um ácido nucléico tem um único grupo fosfato, sendo portanto um nucleosídeo monofosfato.

Por que a síntese do DNA (e RNA) depende da participação de um nucleosídeo trifosfato? Quais são as cinco bases nitrogenadas majoritárias? Existem outras? Onde são freqüentemente encontradas?

Como indicam seus nomes, o DNA tem em seus monômeros uma desoxiribose e o RNA uma ribose e portanto a diferença entre eles está na existência de um grupo OH no carbono 2 (ribose) ou um hidrogênio nesta mesma posição (desoxiribose), além de uma base nitrogenada. Quais são as diferenças marcantes na química dos dois tipos de ácidos nucléicos decorrentes dessa diferença?

É sempre importante lembrar que a estrutura e função das moléculas estão relacionadas, ou seja, a estrutura reflete e ao mesmo tempo é reflexo das funções da biomolécula, isso também é verdade para os Ácidos Nucléicos. Assim, o DNA, que tem como função única conhecida ser o repositório de toda a informação genética de um organismo vivo, tem uma estrutura pouco variável, ainda que plástica. O RNA, por sua vez, tem uma plasticidade muito mais ampla e veremos que as diferentes organizações estruturais alcançadas pela molécula são refletidas na amplitude de seus papéis funcionais.

Vamos primeiro fazer uma breve abordagem da história das pesquisas em genética molecular que permitiram a identificação do DNA como repositório da informação genética e como foi possível caracterizar sua estrutura como posto por Watson e Crick na década de 50, do século passado.

Apesar de haver desde o final do século dezenove a confirmação da presença de ácidos nucléicos na célula, podemos considerar como um marco os experimentos de transformação realizados na década de 40 por Avery, MacLeod e McCarty que demonstraram , de forma quase definitiva que a informação genética estava no DNA. Nesta época havia ainda o debate se seriam os A. nucléicos ou as proteínas que carregariam a informção genética, já que parecia a muitos que uma molécula tão simples não poderia albergar tão complexa informação. Os experimentos realizados pelo grupo tinham como objetivo demonstrar (ou investigar se...) que a carga genética de um organismo residia em biomoléculas resistentes a desnaturação induzida por calor e que este “fator” poderia ser transferido de uma bactéria a outra (a transformação).

Ainda assim havia ceticismo entre alguns pesquisadores que consideravam possível que alguma proteína pudesse ter resistido ao tratamento. Foi então após os experimentos de seguimento de uma cultura de E.coli infectada por bacteriófagos na presença de isótopos radioativos de enxofre (S35) e fósforo (P32). Quais foram seus resultados e porque essa foi considerada a emonstração definitiva de que eram os ácidos nucléicos as moléculas responsáveis pela manutenção da informação genética?

Paralelamente, nesta época outros grupos estudavam a estrutura do DNA e as informações geradas foram importantes para que na década de 50 Watson e Crick pudessem propor um modelo para a estrutura da moléculas de DNA. O modelo foi construído unicamente com bastões e esferas tendo como base o conhecimento da química dos componentes que participam do polímero. Eles usaram ainda as informações geradas por Chargaff que definiu como uma das regras da composição do DNA que o conteúdo de adeninas e timinas era sempre bastante semelhante, o mesmo ocorrendo com as guaninas e citosinas.

Quais são as outras “regras” que Chargaff definiu? Além disso, Franklin e Wilkins haviam conduzido experimentos de difração de Raio X para compreender a estrutura do DNA e tinham demonstrado a existência de um padrão repetitivo e com dimensões definidas, que foram usadas como base para a construção do modelo. Watson e Crick construíram um modelo no qual se adaptariam bem as bases nitrogenadas, com sua característica planar. Qual a importância dessa característica para a estrutura do DNA? Qual a importância das interações por pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas?

Ainda mais, o modelo, como definido, permitia que a regra de Chargaff fosse obedecida: a do pareamento perfeito. Quais são as interações que nomeamos “pareamento perfeito”? Qual diferença entre os pares formados é relevante para a formação e estabilidade do polímero? Nesse modelo as bases encontram-se empilhadas e paralelas a um longo eixo no qual as desoxirriboses dos nucleotídeos vizinhos estão ligadas. Que ligação é essa? Saiba quais os carbonos envolvidos e faça um esboço da ligação? Porque essas ligações do longo eixo levam à polaridade da cadeia? Que polaridade é essa? Mostre-a em um esboço, apontando as extremidades livres (e suas características). Este esqueleto é hidrofílico? Por quê? Quem empresta o caráter ácido ao DNA?

As bases nitrogenadas, como você já deve saber, apresentam-se em posição que permite a formação de pontes de hidrogênio com suas bases ditas complementares (A com T e G com C) de uma outra fita (dita, portanto, complementar), desde que a outra cadeia simples esteja posicionada em situação anti-paralela para permitir o encaixe espacial. O que é o antiparalelismo?

A estrutura do DNA permite o empilhamento entre as bases internamente em cada fita, e por causa dos ângulos formados entre as bases complementares que interagem, as duas fitas antiparalelas adquirem uma distribuição helicoidal que ser parece com uma escada em caracol. Nela, segundo o modelo, a cada volta completa da hélice (que é voltada para a direita) encontraremos 10 e meio pares de bases e a hélice forma um sulco profundo e um sulco raso, também em função da arquitetura e distribuição dos componentes. Este modelo era também compatível com a periodicidade e dimensões encontradas no padrão de difração de Raio-X.

O modelo valeu aos pesquisadores o prêmio Nobel e à comunidade uma estrutura robusta do ponto de vista conceitual e que foi experimentalmente comprovada à exaustão. Esta estrutura ainda explica uma série de características funcionais da molécula. Assim, a molécula de DNA tem polaridade 5’-3’, é formada por duas fitas antiparalelas e o esqueleto hidrofílico de pentoses e grupos fosfato fornecem o caráter ácido ao polímero. Quais são e quem exerce as forças de repulsão e coesão que sofre uma longa cadeia de DNA? – inclua as forças intrínsecas e extrínsecas ao DNA, que devem ocorrer in vivo. É importante frisar que a estrutura do DNA como proposta por Watson e Crick é denominada “forma B” do DNA. Ela pode sofrer alterações regionais em função de condições iônicas ou ainda que em função de algum viés de composição primária a hélice pode encontrar-se voltada para a esquerda, o conteúdo específico de regiões também pode alterar a forma B. Saiba dizer quais são as principais formas alternativas e aponte uma possível função para algumas dessas alterações.

“O equilíbrio entre as forças de repulsão e atração é fundamental para a plasticidade necessária para que a molécula de DNA possa cumprir seu papel”. Saiba exemplificar e explicar essa afirmativa. Qual o principal fator (que advém da estrutura do DNA) determinante da fidelidade do processo de cópia, ou réplica, do DNA?

O uso de uma fita como molde é possível pela arquitetura da molécula, como previsto no modelo, já que uma desnaturação da dupla fita é possível pela plasticidade emprestada pelas forças de atração e repulsão. A manutenção da complementariedade por um processo de cópia significaria fidelidade e conservação da informação genética. Watson e Crick também postularam que a cópia da dupla fita seria semiconservativa. Você deve entender esse conceito. Ao final da década de 50 Meselson e Stahl demonstraram experimentalmente que a replicação do DNA era semi-conservativa.É importante lembrar que o DNA na célula não se contra “nu”, mas é acompanhado de um grupo grande de proteínas básicas (principalmente as histonas) que vão colaborar para que seu empacotamento ocorra, de forma a permitir que o DNA caiba dentro da célula a que pertence, uma vez que na forma livre e estirada o conteúdo será sempre maior do que o continente (desde os vírus até as células de metazoários). De novo, temos que considerar que a organização estrutural está inerentemente ligadaà função desempenhada e que, embora o empacotamento de ordens crescentes de formação de espiras sobre espiras - guiada e dividida principalmente pelas histonas e o DNA, que participam da composição dos nucleossomos e de ligações entre nucleossomos consecutivos até ordens superiores de empacotamento – seja altamente complexa, ela deve ser principalmente dinâmica e plástica para permitir que o DNA seja sintetizado no momento celular preciso. O processo deve ocorrer de forma rápida e fiel para que os organismos se mantenham geneticamente íntegros ao longo das gerações. Assim, o DNA em sua organização, tem que permitir que a maquinaria de replicação tenha acesso às regiões definidas (as origens de replicação) e que o processo possa prosseguir sem interrupções ou incorreções. Estudos da maquinaria de síntese de DNA nos mais diversos organismos mostra que existe uma conservação estrutural muito grande entre as proteínas que interagem formando complexos protéicos que realizam a cópia. A catálise do processo é sempre feita (aliás no DNA ou RNA) por uma Polimerase que vai SEMPRE sintetizar uma nova molécula usando como blocos dNTPs (NTPs no RNA) e suas ligações de alta energia, e vai SEMPRE depender de uma fita MOLDE do polímero, para produzir uma cópia da cada fita. O mecanismo de síntese ocorre na dependência da presença de um iniciador que tem que fornecer o grupo OH livre da extremidade 3’ da pentose, que fará o ataque nucleofílico ao fosfato da posição alfa do (d)NTP desfazendo uma ligação anidrido fosfórica e refazendo uma fosfodiéster, a reação inclui ainda a hidrólise de um pirofosfato inorgânico, o que na soma energética final torna a síntese termodinamicamente favorável. Além de repositório da informação genética o DNA é molde para a transcrição de um RNA , seja para que esse cumpra seu papel como molécula funcional e terminal no processo, ou para servir de molde pelo qual uma molécula de proteína específica será traduzida tendo como base o código genético que é representado por trincas de nucleotídeos que representam aminoácidos específicos.

METABOLISMO DO DNA

O que denominamos ‘Metabolismo de DNA’ envolve o processo de síntese ou ‘Replicação do DNA’, o conjunto de diferentes processos que compõem o ‘Reparo do DNA’, fundamentais para a alta fidelidade da transferência da informação genética através das gerações e por fim os processos de ‘Recombinação Genética’. É fundamental que você tenha a visão de que a manutenção da integridade da informação genética depende não só das características intrínsecas ao processo de replicação do DNA e de sua complexa maquinaria enzimática, mas dos diversos processos de reparo do DNA, fundamentais para resolver a enorme gama de injúrias à qual o DNA pode ser submetido. Os processos de recombinação são variados mecanismos que desempenham diversas funções, desde sofisticados sistemas de reparo do DNA que sofreu danos extremos, passando pela promoção da segregação ordenada dos cromossomos, na primeira etapa da meiose, quando provê a ligação física transiente entre as cromátides, até conferência de um aumento da diversidade genética de uma população.

Final mente, é importante que você entenda que as descobertas seminais sobre o metabolismo de DNA foram feitas em E.coli, sendo que sua maquinaria e seus mecanismos da replicação, reparo e recombinação são nela melhor compreendidos em seu conjunto, o que a torna um paradigma. Compreendendo estes processos e mecanismos na E.coli você terá aprendido as regras básicas, válidas para os mais diversos organismos, procariotos e eucariotos.

METABOLISMO DO RNA

Devemos ressaltar que o termo “Metabolismo do RNA” envolve mais do que o processo de síntese de RNA a partir de um DNA molde, ou seja, a transcrição.

No fluxo de eventos que transformam a informação genética estocada na forma de DNA em um produto funcional final (seja este produto um RNA ou um polipeptídeo), além do processo de síntese é importante lembrar que as moléculas de RNA seletivamente transcritas podem sofrer diversas modificações pós sintéticas, conhecidas coletivamente como “Processamento de RNA” e que têm também funções distintas ou desconhecidas. Além disso, os ainda pouco compreendidos mecanismos de degradação de RNA também são fator fundamental e diferencial na disponibilização de classes ou transcritos específicos em momentos definidos.

Fonte: www.fmrp.usp.br

Ácidos Nucleicos

Parte 1

Parte 2

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