Ácidos Nucleicos

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Ácidos Nucleicos
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Livro
de
referência
NELSON DL; COX MICHAEL M. Princípios de Bioquímica de Lehninger,
7ª edição → Parte I – Estrutura e Catálise → Capítulo 8 → Itens 8.1 e 8.2;
Parte III – Vias da informação → Capítulo 24 → Item 24.1, Capítulo 25 →
Itens 25.1 e 25.2, Capítulo 27 → Item 27.1.
Nucleotídeos
→ São os monômeros dos ácidos nucleicos - repositórios moleculares da informação 
genética
DNA (Ácido Desoxirribonucleico)
RNA (Ácido Ribonucleico)
→ Funções além da composição do RNA e DNA:
Moeda energética nas transações metabólicas
Ligações químicas essenciais nas respostas da célula a hormônios e outros estímulos 
extracelulares
Componentes estruturais de cofatores enzimáticos e intermediários metabólicos
→ Composição: pentose + fosfato + base nitrogenada
@March 25, 2022 3:41 PM
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O açúcar que forma o nucleotídeo pode ser a ribose (no RNA) ou a desoxirribose (no 
DNA)
As bases nitrogenadas são a adenina, guanina, citosina, timina (DNA) e uracila 
(presente no DNA no lugar da timina)
 - Derivadas da pirimidina e purina
Bases e pentoses são compostos heterocíclicos
Ambos os tipos de pentoses estão na forma β-furanose (anel fechado com cinco 
átomos)
💡 São as pentoses que definem a identidade de um ácido nucleico.
→ São ligados por meio de ligações fosfodiéster (pontes de grupos fosfato - grupo 5’ 
fosfato de uma unidade nucleotídica é ligado ao grupo 3’ hidroxila do outro) dando origem a 
longas cadeias - no DNA se alinham em pares (dupla hélice)
Complementariedade entre a bases adenina e timina, adenina e uracila e citosina e 
guanina, que interagem por ligações de hidrogênio
Esqueleto covalente dos ácidos nucleicos consiste em fosfatos e resíduos de pentose 
alternados
Bases nitrogenadas podem ser consideradas grupos laterais ligados ao esqueleto em 
intervalos regulares 
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→ Os esqueletos do DNA e RNA são hidrofílicos - grupos hidroxila dos resíduos de açúcar 
formam ligações de hidrogênio com a água 
→ A estrutura de cada proteína de cada biomolécula e componente celular é um produto da 
informação programada na sequência nucleotídica de ácidos nucleicos das células ou vírus
→ Permitem transmitir a informação genética de uma geração a outra
→ A sequência de aminoácidos de cada proteína em uma célula e a sequência de 
nucleotídeos de cada RNA são especificadas por uma sequência de nucleotídeos no DNA 
da célula
→ Gene - um segmento de uma molécula de DNA que contém a informação necessária 
para a síntese de um produto biologicamente funcional
Uma célula tem milhares de genes
Armazenamento e transferência da informação biológica
→ Polímeros contendo 50 nucleotídeos ou menos são oligonucleotídeos
Estrutura dos ácidos nucleicos
→ Estruturas primária, secundária e terciária:
Primária: estrutura covalente e sequência nucleotídica
Secundária: qualquer estrutura regular e estável adotada por nucleotídeos em um 
ácido nucleico
Terciária: enovelamento complexo de grandes cromossomos dentro da cromatina 
eucariótica e o nucleoide bacteriano, assim como o enovelamento de grandes 
moléculas de tRNA e rRNA 
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DNA
→ Dupla-hélice que armazena informação genética
→ Amostras de DNA isoladas de diferentes tecidos da mesma espécie têm a mesma 
composição de bases
→ A composição de bases de DNA em uma dada espécie não muda com a idade do 
organismo, seu estado nutricional ou a mudança de ambiente
→ Em todos os DNAs celulares, o número de resíduos de adenosina é igual ao de timina (A 
= T) e o de guanina é igual ao de citosina (C = G)
Soma dos resíduos de purina é igual à soma dos resíduos de pirimidina (A + G = T + C)
Citosina e guanina fazem ligação de hidrogênio tripla; adenina e timina fazem dupla 
- pareamentos diferentes desestabilizam a estrutura helicoidal dupla
 - Cadeias com mais ligações entre G e C são mais estáveis
→ As duas cadeias polinucleotídicas antiparalelas da dupla-hélice de DNA não são idênticas 
na composição e na sequência de bases - são complementares entre si
→ A dupla-hélice é estabilizada primariamente por cátions metálicos - protegem as cargas 
negativas dos fosfatos
Replicação do DNA
→ Toda nova molécula é sintetizada a partir de outra
→ No processo de divisão celular, é preciso duplicar o material genético
→ Ocorre de forma semiconservativa 
Parte da molécula antiga de DNA fica presente em cada uma das novas moléculas
Enzima DNA Polimerase - responsável por incluir novos nucleotídeos na fita nascente 
de DNA utilizando a fita antiga como molde para manter a sequência correta
→ As fitas parentais são simultaneamente desenroladas e replicadas - forquilhas de 
replicação
→ A síntese de DNA segue na direção 5’ → 3’ - semidescontínua
→ As duas extremidades das fitas de DNA são quimicamente diferentes - a DNA polimerase 
trabalha apenas na extremidade 3’ - faz a quebra do grupo trifosfato do nucleotídeo livre 
para obter energia - isso só é possível na extremidade 3’
Essas extremidades ficam “desencontradas” quando as duas fitas se unem para formar a 
dupla hélice - fitas são antiparalelas
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DNA Polimerase sintetiza uma das fitas continuamente e outra de forma descontínua 
- ação conjunta de diversas proteínas na forquilha de replicação - a molécula de DNA vai 
passando pela enzima enquanto se abre e fecha
→ Nucleases - degradação do DNA
Exonucleases - extremidades
Endonucleases - sítios internos
→ Primer (iniciador) - segmento de fita complementar ao molde com um grupo 3’-
hidroxila livre, onde um nucleotídeo pode ser adicionado - terminal do iniciador
Genes e cromossomos
→ Uma molécula de DNA pode atingir cerca de dois metros de comprimento
→ Compactação da cromatina - permitir que o material genético caiba no núcleo de forma 
organizada
Histonas - proteínas octaméricas nas quais o DNA se enrola 
Meio de controle da expressão gênica - limita o acesso a informações nele contidas
Eucromatina - mais “folgada” - pode ter a informação genética lida
Heterocromatina - mais compactada (densa) - não está fornecendo nenhuma 
informação genética no momento
→ Cromossomos - repositórios da informação genética - empacotamento terciário do 
DNA
→ Gene - todo o DNA que codifica a sequência primária de algum produto gênico
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→ Sequências regulatórias - fornecem sinais que podem indicar o início ou fim de um gene, 
influenciar a transcrição gênica ou funcionar como ponto de início da replicação ou 
recombinação
→ Cada um dos aminoácidos de uma cadeia polipeptídica é codificado por uma sequência 
consecutiva de três nucleotídeos em uma única cadeia de DNA - códons
Códons organizados em uma sequência correspondente à sequência de aminoácidos no 
polipeptídeo codificado por esse gene
→ Íntrons - segmentos de DNA não traduzidos nos genes
→ Éxons - segmentos codificantes no gene
→ 3% do genoma humano é constituído por sequência altamente repetitivas - DNA de 
sequências simples
→ Centrômero - sequência de DNA que funciona como ponto de ancoragem para as 
proteínas que fixam os croossomos ao fuso mitótico na divisão celular - distribuição 
equitativa e ordenada do conjunto de cromossomos para as células-filhas
→ Telômeros - sequências finais dos cromossomos eucarióticos - estabilização - impedem 
a perda da informação genética, pois a cada vez que há uma divisão celular, a fita diminui de 
tamanho
RNA
→ Responsável direto pelo processo de leitura do código genético
Pode ter ações decorrentes de suas sequências ou estruturas tridimensionais
→ Não se apresenta em fita dupla, e sim como fita única
→ Os RNAs mensageiro, transportador e ribossomal são responsáveis pelos processos de 
transcrição (cópia do gene do DNA em uma fita de mRNA) e tradução (formação de 
proteína a partir dessa informação)
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RNA ribossômico (rRNA) - componentes dos ribossomos, responsáveis pela síntese 
proteica
RNA mensageiro (mRNA) - intermediários, carregam informações para a síntese de 
uma proteína de um ou maisgenes para um ribossomo
RNA transportador (tRNA) - moléculas adaptadoras que traduzem a informação no 
mRNA em uma sequência específica de aminoácidos
→ O RNA resultante da transcrição de um gene é um pré-mRNA, pois deve ainda sofrer 
“edição” para retirada de porções não codificantes (íntrons)
Mutações no código genético
→ Alterações na sequência do código genético tem potencial danoso - eventualmente, 
entretanto, pode levar a um aperfeiçoamento da função original
→ Podem ser espontâneas (quando resultam de erros aleatórios da DNA polimerase) ou 
induzidas (influência de fator externo)
→ Splicing alternativo - reorganização dos éxons para formar diferentes produtos a partir 
de um mesmo gene
→ Mecanismos de reparo - evitar os prejuízos das alterações indesejadas - estratégias 
moleculares de reconhecimento de mau pareamento e correção da sequência com base na 
fita molde
O código genético é “degenerado” - mais de um códon codifica o mesmo aminoácido - 
reduz as chances de alterações efetivas nas estruturas primárias das proteínas
→ Mutações podem ser:
Sinônimas - alteração do códon não muda o aminoácido - não há alteração na estrutura 
primária da proteína formada
Sentido trocado conservativa - mudança do códon gera pouca mudança na proteína. 
Ex: troca um aminoácido essencial por outro também essencial
Sentido trocado não-conservativa - mudança no aminoácido é danosa
Sem sentido - mudança no códon gera um código de fim da tradução - não produz a 
proteína 
Mudança de matriz de leitura - adiciona ou remove uma base nitrogenada - altera a 
sequência de códons
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