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1 Natureza do DNA, dos genes e dos genomas Células procarióticas não apresentam um núcleo distinto e sim um cromossomo, possuem genomas maiores na qual expressam diferentes conjuntos de RNA e proteínas. O hepatócito é um conjunto único de células especializadas com conjunto único de genes expressos diferencialmente, são organizadas e reguladas com a sua idade e estado ambiental que se encontra. Genoma eucariótico contém DNA não codificante, ocorre milhões de vezes mais abundante que o genoma procariótico, o produto é o RNA de forma mais direta, a síntese proteica não é dirigida de forma direta, mas usa o RNA com intermediário molecular durante a processo de transcrição. Na transcrição, uma das fitas do DNA serve como molde para que a enzima polimerase produza a fita simples de RNA. Os vários RNAs serão usados como tradução ou síntese proteica, esse principio chama-se ‘DOGMA CENTRAL’ A composição da molécula de DNA são os nucleotídeos (Adenina, guanina, citosina e timina) que são formados por três componentes químicos 1; fosfato 2; (açúcar de cinco carbonos desoxirribose e 3; uma base nitrogenada. Os quatro tipos de nucleotídeos variam de acordo com a base nitrogenada que pode ser adenina, guanina, citosina ou timina. Duas das quatro bases nitrogenada apresentam dois anéis aromáticos e são derivados quimicamente da substância purina (adenina e guanina) as outras são compostas apena por um único anel aromático que são derivadas da pirimidina (citosina e a timina). A estrutura química dos quatro nucleotídeos do DNA é A adenilato; B guanilato; C citidinilato e D timidinilato. O açúcar é chamado de desoxirribose porque o carbono não apresenta uma hidroxila. A ligações químicas que unem os três componentes da base nitrogenada são; (desoxirribose e fosfato). A ligação glicosídica une átomos de nitrogênio das bases de carbono da desoxirribose. A ligação de um ou mais fosfatos ao carbono 5’ do nucleosídeo é formado por uma ligação glicosídica entre o açúcar e a base onde o nucleotídeo é formado por uma ligação fosfoéster. Os nucleotídeos são ligadas entre si em cadeias polinucleotídicas, formando o 2 DNA, as ligações se dão entre o grupo de hidroxila ligado ao carbono de um nucleotídeo de um grupo de hidroxila de fosfato. A ligação fosfodiéster representa as duas ligações de fosfoéster. As base nitrogenadas são moléculas com alta hidrofobicidade e que apresenta baixa solubilidade em água, já o fosfato e a desoxirribose são moléculas polares que podem interagir com as moléculas de água. O modelo da dupla-hélice está relacionada à composição de bases nitrogenadas do DNA. A quantidade de bases purínicas (adenina e guanina) é igual o total de bases pirimidínicas (citosina e timina) do DNA. A quantidade de timina é igual a de adenina e a de guanina é igual a de citosina, porém a quantidade de adenina+timina não é igual a de guanina+citosina, apesar disso a proporção entre as quatro é a mesma em diferentes tecidos de um mesmo organismo. ESTRUTURA DO DNA É UMA DUPLA-HÉLICE ANTIPARALELA A dupla hélice varia de acordo com as sequencias de bases nitrogenadas. O DNA é um polímero de nucleotídeos unidos por si por ligações fosfodiéster, formada por dua cadeias laterai de polinucleotídeos unidas entre si por pontes de hidrogênio, com esse modelo os fosfatos e os açucares se encontram na face externa do DNA podendo interagir intensamente com moléculas de água, por outro lado as altamente hidrofóbicas se encontram no interior da dupla-hélice interagindo com a outra fita por meio das pontes de hidrogênio. O emparelhamento das bases mantém as duas cadeias unidas de forma antiparalela, dessa maneira a base da extremidade 3’ de uma cadeia se emparelha com a base 5’ de outra cadeia. Uma característica interessante é que os pares A;T e G;C de nucleotídeos apresentam a mesma geometria, bem como T;A e C;G, isso ocorre porque existe simetria bilateral que relaciona as quatro bases e os açucares, sendo assim todas elas podem se encaixar bem no espaço sem causar distorção na dupla-hélice. As pontes de hidrogênio são importantes para manter a estabilidade das duas hélices unidas, além delas o tipo de ligação química não covalente (stacking) entre as bases inferiores e superiores de uma mesma cadeia DNA. A interação não covalente denominada 3 (empilhamento de bases) depende da interação de vários forças não covalentes
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