Composição e Estrutura dos Ácidos Nucleicos

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GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Biotecnologia 
 
 
 
CAPÍTULO 3: ESTRUTURA E FUNÇÃO DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS I 
 
1) COMPOSIÇÃO QUÍMICA E ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS 
 
O conhecimento das moléculas constituintes dos ácidos nucléicos e as ligações 
entre elas, em consequência das suas propriedades são fundamentais para enten-
dermos as estruturas do DNA e do RNA. Essas estruturas são responsáveis pelas 
funções desses ácidos e nos ajudam a compreendê-los como as moléculas respon-
sáveis pela vida. 
 
DNA é a sigla para ácido desoxirribonucléico, uma molécula construída a 
partir de quatro diferentes unidades estruturais básicas, os monômeros 
chamados nucleotídeos. Cada nucleotídeo contém um ácido fosfórico, 
um açúcar de cinco carbonos – desoxirribose e quatro bases nitrogenadas (adenina, 
guanina, timina e citosina). 
 
 Ao analisar o DNA, os cientistas James Watson e Francis Crick perceberam 
que a estrutura dele é formada por duas fitas enroladas para a direita, formando uma 
dupla hélice. Assim, a informação genética encontra-se codificada em uma sequên-
cia de nucleotídeos que compõem os filamentos de DNA, complementares entre si. 
O fato de o DNA ter uma forma de dupla hélice é fundamental para sua replicação 
durante a divisão celular, já que cada hélice funciona como uma espécie de molde 
para a outra nova célula. 
Ao longo da estrutura do DNA temos ligações repetitivas de açúcar-fosfato. Es-
sa ligação ocorre de tal modo que a posição 3’ da molécula de açúcar liga-se ao 
grupamento fosfato, que por sua vez, liga-se à posição 5’ da molécula de açúcar 
subsequente, assim podemos concluir que elas são sintetizadas na direção de 5’ 
para 3’. Além disso, as duas cadeias ocorrem em direções opostas, isto é, enquanto 
uma é 5’ → 3’ a outra é 3’ → 5’, e por esse motivo elas são ditas complementares. 
É importante lembrar que as bases nitrogenadas adenina (A) e guanina (G) 
AULA 3 
https://www.stoodi.com.br/blog/2018/06/20/tipos-de-celulas/
 
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pertencem ao grupo chamado de purinas e as bases timina (T) e citosina (C) perten-
cem ao grupo das pirimidinas. Além de que a quantidade de A é igual à quantidade 
de T e a quantidade de G é igual à de C, independente da espécie. Essas bases são 
ligadas por ligações chamadas de ponte de hidrogênio. Duas pontes de hidrogênio 
são responsáveis pelo pareamento exclusivo de A e T e três pontes de hidrogênio 
que ligam C com G. 
A diversidade da informação é determinada pela sequência de bases nitroge-
nadas, e essa pode ocorrer em qualquer ordem linear em uma das cadeias. 
 
 
 
 
 
 
 
Assim, durante o exemplo de transcrição, quando uma célula usa as informa-
ções contidas em um gene, a sequência do DNA é copiada para uma sequência de 
RNA complementar, que pode ser utilizada depois para compor outra sequência pro-
téica no processo conhecido como tradução. Além dos processos de transcrição e 
tradução, o DNA é responsável pela manutenção das características e informações 
básicas sobre o organismo na divisão celular, possibilitando a replicação da estrutu-
ra. 
A molécula de RNA é bastante similar ao DNA, porém difere em três pontos 
principais: o açúcar é a ribose, em vez de timina temos a uracila (U) e apresenta 
uma única cadeia, de modo que as razões A/U e G/C geralmente diferem de um. 
Enquanto o DNA possui as informações fundamentais para se processar uma nova 
proteína, ele ainda necessita do auxílio de moléculas intermediárias. E uma delas é 
o RNA, ou ácido ribonucléico. 
 
 
 
 
 
O DNA é a estrutura responsável pela transmissão de to-
das as características genéticas — como cor dos olhos, da pele 
e do cabelo, fisionomia, entre outras — no processo de repro-
dução dos seres vivos. Dessa maneira, a principal função do 
DNA é transportar informações contidas em suas sequên-
cias, chamadas de genes. 
A molécula do RNA nada mais é do que uma estrutura 
complementar de certa região do DNA. A principal função do 
RNA é permitir que toda a informação contida no DNA 
possa ser copiada e transportada até as estruturas res-
ponsáveis pela elaboração de proteínas. 
 
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Entretanto, o processo se ramifica, sendo que existem três tipos diferentes de 
RNA para realizar funções específicas, como é citado abaixo: 
● RNA Ribossômico (rRNA): este RNA é o principal elemento que constitui os 
ribossomos, tendo o maior peso e sendo um dos principais responsáveis pela 
criação de novas proteínas; 
● RNA Mensageiro (mRNA): junto com o RNA ribossômico, o RNA mensageiro 
também fornece auxílio na síntese protéica, com a orientação da ordem de 
aminoácidos para a formação das proteínas. Também é o responsável por 
transportar as informações genéticas provenientes do DNA do núcleo da célu-
la até o citoplasma. Tem peso menor que o RNA ribossômico; 
● RNA Transportador (tRNA): Como o próprio nome já explicita, o RNA trans-
portador é o responsável pela função de transporte das moléculas de amino-
ácidos que farão parte da síntese protéica. O tRNA transporta os aminoácidos 
até os ribossomos, organelas responsáveis por uni-los, formando, assim, as 
proteínas. Em comparação com os outros, possui menor peso. 
 
Como é possível perceber ao se analisar as características e funções, tanto do 
DNA quanto do RNA, é fácil entender que essas estruturas são fundamentais para a 
existência da vida como a conhecemos. Elas coordenam o desenvolvimento e até o 
funcionamento de todas as estruturas de um organismo. Assim, é por meio dessas 
moléculas que os seres vivos transmitem suas informações, das mais básicas às 
mais importantes para a manutenção da própria vida. No processo reprodutivo, in-
clusive, a mistura de características tem como principal agente o DNA, uma vez que 
os gametas carregam informações de ambos os pais, resultando em um indivíduo 
único. 
 
2) FUNÇÕES DO MATERIAL GENÉTICO 
 
As principais funções do material genético podem ser visualizadas no seguinte 
diagrama, o que corresponde às funções fundamentais da biologia e da vida. 
 
 
https://www.stoodi.com.br/blog/2018/07/11/sintese-proteica/
https://www.stoodi.com.br/blog/2018/08/06/citoplasma/
 
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2.1. Replicação do DNA 
 
A estrutura do DNA proposta por Watson e Crick oferece a vantagem de expli-
car como novas moléculas de DNA podem ser exatamente copiadas da molécula 
pré-existente. Antes de se dividir, a célula duplica o DNA por um processo chamado 
duplicação semiconservativa, pelo fato de que cada DNA novo possui uma das ca-
deias de nucleotídeos da molécula-mãe e a outra fita nova, garantindo que as célu-
las resultantes do processo recebam o mesmo material genético. Na duplicação do 
DNA há participação de várias enzimas. Primeiramente a enzima helicase faz a a-
bertura das pontes de hidrogênio, para que a DNA polimerase faça a síntese do 
DNA no sentido 5’ - 3’. No entanto, a DNA polimerase não consegue iniciar a produ-
ção de uma nova fita dessa molécula usando apenas o molde de DNA (uma das fi-
tas abertas).Nesse caso, também é necessário que, aderido a esse molde, exista 
um pequeno segmento de RNA de cerca de 10 bases, chamado primer ou iniciador, 
sintetizado por uma RNA polimerase (também chamada primase) e que oferece uma 
extremidade 3´- OH livre para que a DNA polimerase continue o processo de dupli-
cação dessa nova fita. Posteriormente, esse primer é retirado e substituído pelo 
DNA por meio de uma enzima chamada polimerase I. Como cada fita da molécula 
de DNA corre em sentido inverso, a sua duplicação ocorre em direções opostas. Du-
rante a abertura da forquilha de replicação, um dos filamentos apresenta-se no sen-
tido 5' - 3' e o outro no sentido 3' - 5'. Assim, embora a progressão da síntese dessas 
 
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duas fitas aconteça simultaneamente, à medida que essa forquilha é estendida, em 
uma delas a DNA polimerase sempre terá uma extremidade 3´- OH livre para colocar 
o próximo nucleotídeo. Na outra, de tempos em tempos, será necessária a síntese 
de um novo primer, para que ela possa continuar esse processo. Um dos novos fi-
lamentos de DNA é sintetizado continuamente pela DNA polimerase III e o outro, 
precisa ser sintetizado em partes, formando assim os Fragmentos de Okazaki. Estes 
são justamente os trechos curtos de DNA produzidos temporariamente na fita de 
replicação descontínua. Em seguida, os primers de RNA são removidos de ambas 
as fitas pela DNA polimerase I que, ao mesmo tempo, vai completando a síntese da 
fita de DNA no trecho liberado. Por fim, os filamentos adjacentes de DNA são unidos 
pela DNA ligase. 
 
2.2. Transcrição – Síntese de RNA 
 
A função de todo gene – DNA – é produzir uma cadeia polipeptídica, isto é, 
uma proteína. No entanto, sabemos que em eucariotos o DNA se encontra no nú-
cleo das células, enquanto a síntese protéica se dá no citoplasma. Evidentemente o 
DNA não pode sair do núcleo para o citoplasma. Assim, o DNA transfere suas infor-
mações para moléculas de RNA, as quais atravessam a membrana nuclear para 
comandar a síntese protéica no citoplasma. Esse processo de transferência de in-
formações do DNA para o RNA é denominado transcrição. 
O trecho da molécula de DNA que contém um gene a ser transcrito abre-se, e 
nesse ponto inicia-se o emparelhamento de nucleotídeos do RNA por ação da enzi-
ma RNA-polimerase. Para isso existe o sítio promotor, que é a região da molécula 
de DNA que informa o local em que um determinado gene se origina. O sítio promo-
tor é composto por sequências específicas de nucleotídeos que são reconhecidas 
pelas enzimas responsáveis pela síntese de RNA. É depois dessa sequência que 
uma molécula de RNA começa a ser sintetizada. Por outro lado, a região finalizadora 
contém uma sequência nucleotídica também específica, que indica onde a transcri-
ção da molécula de RNA deverá ser encerrada. Completado o emparelhamento, o 
RNA se solta. Na formação do RNA, o emparelhamento de nucleotídeos ocorre de 
forma definida, pois as bases nitrogenadas são complementares. Assim, se um tre-
cho do DNA tiver a sequência ATCG, o RNA que se formará terá a sequência U-
 
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AGC, por exemplo. 
Em procariotos, a molécula de RNA transcrita a partir de um gene se constitui 
no mRNA propriamente dito, sendo, em seguida utilizada na síntese de proteínas e, 
posteriormente degradada. Já em eucariotos o processo é muito mais complexo, 
ocorrendo uma série de modificações do RNA antes que ele seja utilizado na síntese 
protéica. Isso se deve ao fato de que a maioria dos genes de organismos eucariotos 
é interrompida, isto é, o DNA possui segmentos que codificam aminoácidos chama-
dos éxons, separados por regiões que não os codificam, os íntrons. Assim, os DNA 
são transcritos em uma longa molécula de RNA com tamanhos variáveis, chamada 
RNA nuclear heterogêneo (hnRNA ou pré-mRNA), que por sua vez, são processa-
das para produzir um mRNA contendo apenas éxons. Os segmentos que não codifi-
cam aminoácidos, os íntrons, são cortados por enzimas específicas chamadas en-
donucleases. Após os cortes os éxons são religados para formar a molécula de m 
RNA completa que codifica as mensagens na sua sequência de bases. 
 
2.3. Tradução – Biossíntese da cadeia polipeptídica 
 
A tradução é mais facilmente entendida se a dividirmos em três etapas suces-
sivas: o início, a elongação e o término da cadeia polipeptídica. Na etapa de inicia-
ção, a porção menor do ribossomo associa-se ao tRNA da metionina e juntos pas-
sam a percorrer a molécula de mRNA até encontrar o códon de iniciação: AUG. 
Quando encontram a subunidade maior do ribossomo une-se à subunidade menor. 
Para isso, existem no ribossomo três sítios: sítio A (de aminoacil) onde ocorre a en-
trada do aminoácido, sítio P (de peptil) onde fica o polipeptídeo em formação e o 
sítio E (de exit ou saída), por onde sai o tRNA descarregado. O tRNA da metionina 
fica associado ao sítio P do ribossomo, e os sítios A e P permanecem, nesse mo-
mento, vazios. Portanto, a metionina sempre é o primeiro aminoácido da cadeia po-
lipeptídica. 
A etapa de elongação da cadeia polipeptídica ocorre a partir da formação do 
complexo de iniciação. Um tRNA do aminoácido que corresponde ao códon seguinte 
do mRNA, encaixa-se no sítio A. Uma ligação peptídica é estabelecida entre os dois 
aminoácidos e o tRNA da metionina é liberado pelo sítio E. O ribossomo desloca-se 
no RNAm e os dois aminoácidos unidos passam a ocupar o sítio P, deixando o sítio 
 
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A vazio. Então, outro tRNA, com um terceiro aminoácido que seja reconhecido pelo 
terceiro códon do mRNA, entra no sítio A e ocorre a formação de outra ligação pep-
tídica entre o segundo e o terceiro aminoácidos. O tRNA do segundo aminoácido é 
liberado e o ribossomo se desloca até o próximo códon. A cadeia formada por três 
aminoácidos passa a ocupar o sítio P, deixando novamente o sítio A vazio. Essa se-
quência de eventos se repete e o polipeptídeo vai sendo formado. 
Na fase de terminação, o sítio A é ocupado por proteínas citoplasmáticas que 
se ligam diretamente ao códon de terminação do mRNA, cessando a síntese daque-
la molécula de polipeptídeo. Ela é liberada do ribossomo, as subunidades maior e 
menor do ribossomo dissociam-se e o mRNA fica livre no citoplasma. A metionina do 
início da cadeia pode ser removida ou fazer parte do polipeptídeo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vá ao tópico, 
ATIVIDADE COMPLEMENTAR em sua sala virtual e RESPONDA o 
estudo dirigido referente à Aula 3 para fixar melhor os seus conhecimen-
tos. 
 
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REFERÊNCIAS 
 
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Introdução à Genética. 8 ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 794p 
 
KARP, Gerald. Biologia celular e molecular. Editora Manole Ltda, 2005. 
 
LOPES, Sônia; ROSSO, Sergio. Biologia: volume único. São Paulo: Saraiva, v. 1, 
2005. 
 
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In: Leninger princípios de bioquímica.2002. p. 975-975. 
 
PIERCE, Benjamin A; Genética: um enfoque conceitual. 5ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2016. 
 
RAMALHO, Magno Antônio Patto et al. Genética na agropecuária. rev. Lavras: 
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ROSSETTI, Maria Lucia R. Célula e seus constituintes moleculares. Biologia Mole-
cular Básica. (Arnaldo Zaha, coord.), Porto Alegre: Mercado Aberto, 1996. 
 
VALADARES, Bruno Lassmar Bueno; DE ARAUJO, Edilson Divino; DE MORAES 
PANTALEÃO, Silmara. Genética Básica. 2011.