Aula21+22_EstrutRNA_QuimAcNucleico

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ESTRUTURA DO RNA
e
Química dos ácidos nucléicos + 
propriedades de polinucleotídeos
Bioquímica I
Aula 21+22
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RNA
Década de 50
1961 – Jacob e Monod
Nobel Medicina, 1965
RNAm
• RNA “transporta” a informação gênica do núcleo (DNA) 
para o citosol
• Localização RNA 
núcleo e citopl
• Síntese proteína X 
expressão RNA
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RNA
Diferentes Classes de RNA e suas Funções
4
RNA
Conceitos Básicos
Tamanho X cadeia polipeptídica
100aminoácidos = 300 nucleotídeos
O RNAm - Tradução
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RNA
RNAt (transportador)
A - U
C - G
6
RNA
RNAr (ribossômico)
RNAm
7
RNA
Ribozimas
catalítico
8
Estrutura do RNA
Estrutura primária
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Estrutura do RNA
Hidrólise espontânea do RNA – condições alcalinas
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Estrutura do RNA
Empilhamento
Purinas (mais forte)
X pirimidinas
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Estrutura do RNA
Estrutura Secundária
• interações hidrofóbicas
A - U
C - G
• ligações de H
Forças estabilizadoras
Fitas antiparalelas
grampo
saliência
saliência
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Estrutura do RNA
Ligações de H não-típicas
13
Estrutura do RNA
Estrutura Terciária
88% dos motifs encontrados 
(38%)
14Nissen P et al. PNAS 2001;98:4899-4903
Motif A-menor – nome coletivo para vários tipos de interação de 
bases nitrogenados com sulco menor. (Nome devido as primeiras interações 
observadas envolvendo adenina na subunidade 50S rRNA 50S de Haloarcula marismortui).
Estrutura do RNA
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Estrutura do RNA
Envolve pontes de hidrogeno com C2’ de ribose 
O superfície do nucleotídeo adenosina permite que a base 
empacotar bem no sulco menor de uma hélice de RNA.
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Estrutura do RNA
Hélice coaxial - região de pareamento de bases 
Hélice de DNA vs. 
RNA
– DNA B-Helix:
– RNA A-Helix: 
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Estrutura do RNA
Grampo em dupla hélice
Dupla hélice tipo A
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Estrutura do RNA
Zipper ribose –
Formação de pontes de hidrogeno 
entre 2’-OH de ribose em hélices 
diferentes
Ex- Tetrahymena Group I self-splicing intron
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Estrutura do RNA
RNAr
20
Estrutura do RNA
RNAt
21
Ligação de ions no tRNAPhe
•11 sítios para a ligação de 
cations divalentes.
•Estabiliza a estrutura
Estrutura do RNA
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Estrutura do RNA
Proteínas contribuíram para estabilizar a estrutura de RNA 
Estrutura da subunidade 50S rRNA 
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Química dos Ácidos Nucléicos
Química de Ácidos Nucléicos
• Entendimento de Função
• Bases para Técnicas de Biologia Molecular
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Química dos Ácidos Nucléicos
Estabilidade inerente da molécula de DNA vs Função
• Carcinogênese
• Envelhecimento
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Química dos Ácidos Nucléicos
Transformações 
estruturais
do DNA
• não “destrutivas”
ou reversíveis
• “destrutivas”
ou não-reversíveis
• mutações
• separação 
• desnaturação
• hibridização
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Química dos Ácidos Nucléicos
Transformações Não-“Destrutivas”
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Química dos Ácidos Nucléicos
Desnaturação
• Ligações de H
• Interações hidrofóbicas
Cooperatividade 
no anelamento
Renaturação (rápido)
* Passo Lento (encontro)
* Passo Rápido (anelamento)
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Química dos Ácidos Nucléicos
Ponto de fusão do DNA
• composição de bases (GC)
• tamanho
• pH
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Química dos Ácidos Nucléicos
Efeito hipercrômico/hipocrômico
Empilhamento das 
bases diminui 
Abs260nm 
(hipocrômico)
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Química dos Ácidos Nucléicos
Separação das fitas - Replicação
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Química dos Ácidos Nucléicos
Separação das fitas - Transcrição
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Química dos Ácidos Nucléicos
Desnaturação controlada
• iniciação
• replicação
• transcrição
A-T
Desnatura mais 
rápido
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Química dos Ácidos Nucléicos
Hibridização 
(renaturação)
DNAs com semelhança 
formam híbridos
Técnicas (genética molecular) 
*detecção de seqüências
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Química dos Ácidos Nucléicos
DNAs com semelhança 
formam híbridos
Drosophila (mosca de frutas)
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Química dos Ácidos Nucléicos
Outras aplicações de híbridização de DNA
PCR
Rastreamento de bibliotecas
FISH
................
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Química dos Ácidos Nucléicos
Transformações “Destrutivas”
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Química dos Ácidos Nucléicos
Transformações Espontâneas
C U 
1/107C/dia
(100/dia)
A, G 
1/109/dia
Desaminação
Sistemas de reparo
Ausente do DNA
Timina no 
DNA
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Química dos Ácidos Nucléicos
1/105 purinas/dia
10000 / dia
Depurinação
Transformações Espontâneas
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Química dos Ácidos Nucléicos
Transformações NÃO-Espontâneas
Radiação Luz UV
torção
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Química dos Ácidos Nucléicos
Radiação Ionizante Raios X
Raios Gama
Abertura do anel da ribose 
(oxidação)
Oxidação e fragmentação de BN
Ruptura de fitas
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Química dos Ácidos Nucléicos
Espécies Reativas de Oxigênio
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Química dos Ácidos Nucléicos
Agentes Químicos
Agentes Deaminantes - CONSERVANTES
HNO2 
HSO3
-
Catalisadores 
de desaminação
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Química dos Ácidos Nucléicos
Agentes Alquilantes
Agentes carcinogênicos
- modificam Base Nitrogenada C - G
Agentes Intercalantes
Intercalantes associam com DNA (interação não covalente) e 
muda a sua estrutura.
Química dos Ácidos Nucléicos
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Química dos Ácidos Nucléicos
Sistema de defesa de mutações
- Controle de espécies reativas do oxigênio 
– SISTEMA REPARO de DNA
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Química dos Ácidos Nucléicos
Diminuição de Espécies reativas de Oxigênio
H2O2
catalase 2 H2O + O2
REPARO DO DNA
100.000 quebras/dia
Quebra de cadeia – minutos
Troca de Base – várias horas a 2 dias
Reparo de DNA
• Os núcleos das células têm enzimas de reparo, que 
removem as mutações e restaurar o DNA mutado para a 
sua forma original. 
• Se estes mecanismos naturais de reparação do DNA não 
acompanhar a taxa de mutação, ou os mecanismos de 
reparo se estiver com defeito, a taxa de mutação 
aumentará.
Anáfase anormalAnáfase normal
Allium cepa
Testes Citogenéticos (célula de raiz de cebola).
Teste de mutagênese
Teste de mutagênese
Identificação de mutagênicos usando a bactéria Salmonella (Bruce 
Ames, 1973).