Ácidos nucléicos e nucleotídios

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Ácidos nucléicos e nucleotídios
Apresentação
Os ácidos nucleicos são moléculas formadas por nucleotídeos e permitem que todos os organismos 
vivos transfiram informações genéticas de uma geração para outra. Existem dois tipos de ácidos 
nucleicos: o ácido desoxirribonucleico (mais conhecido como DNA) e o ácido ribonucleico (mais 
conhecido como RNA). Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender a reconhecer a 
estrutura química de um dos ácidos nucleicos, o DNA; vai conhecer as bases nitrogenadas que 
compõem os ácidos nucleicos e como elas se organizam nas moléculas. Além disso, você vai 
aprender quais são as diferenças entre os dois principais ácidos nucleicos encontrados nas células. 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Identificar a estrutura química do DNA.•
Reconhecer as bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos.•
Diferenciar os ácidos nucléicos DNA e RNA.•
Infográfico
A molécula de DNA é formada por duas cadeias de nucleotídeos que são pareadas por ligações de 
hidrogênio entre suas bases nitrogenadas. Essas podem ser purinas (adenina e guanina) ou 
pirimidinas (timina e citosina), e as ligações de hidrogênio acontecem entre adenina e timina ou 
citosina e guanina.
Confira no infográfico a seguir a representação dessas moléculas!
Conteúdo do livro
Os ácidos nucleicos são macromoléculas formadas pela união de nucleotídeos. Essas 
macromoléculas podem ser encontradas nas células vivas nas formas de ácido desoxirribonucleico 
(DNA) e de ácido ribonucleico (RNA). Apesar de compartilharem algumas semelhanças, as 
moléculas de DNA e de RNA apresentam diferenças bastante importantes tanto em sua estrutura, 
como em sua função.
No capítulo Ácidos Nucleicos e Nucleotídeos, da obra Bioquímica, você entenderá como a estrutura 
dos ácidos nucleicos está organizada e quais as diferenças existentes entre o DNA e o RNA. Você 
também identificará as bases nitrogenadas presentes nas cadeias dos ácidos nucleicos e 
compreenderá as principais características químicas da molécula de DNA.
Bons estudos. 
BIOQUÍMICA
Daikelly Iglesias Braghirolli
Ácidos nucleicos e 
nucleotídeos
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Identificar a estrutura química do DNA.
 � Reconhecer as bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos.
 � Diferenciar os ácidos nucleicos DNA e RNA.
Introdução
As células dos organismos vivos apresentam dois tipos de ácidos nuclei-
cos — o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA) 
—, moléculas que carregam as informações genéticas das células, que 
podem ser passadas de geração a geração. O DNA armazena a informação 
genética das células, e o RNA apresenta funções regulatórias, além de 
ser responsável por expressar a informação genética contida no DNA, 
auxiliando no processo de produção de proteínas. Esses ácidos nucleicos 
são formados por uma sequência de nucleotídeos e se organizam em 
diferentes estruturas tridimensionais. 
Neste capítulo, você entenderá como as moléculas de ácidos nucleicos 
são organizadas e quais bases nitrogenadas formam o DNA e o RNA. 
Ainda, compreenderá as diferenças entre esses dois ácidos nucleicos e 
identificará a estrutura química do DNA.
Nucleotídeos e a formação dos ácidos nucleicos
Os ácidos nucleicos DNA e RNA são polímeros lineares de nucleotídeos, isto 
é, são macromoléculas formadas pela união de grande número de nucleotídeos. 
Portanto, os nucleotídeos representam as unidades básicas, os “monômeros”, 
que formam a estrutura dos ácidos nucleicos.
Além de serem as unidades formadoras dos ácidos nucleicos, os nucleotídeos 
participam de outras importantes funções no interior celular, como metabolismo 
energético, sinalização, regulação de enzimas e síntese proteica (RODWELL 
et al., 2016). Sua estrutura básica é formada por três componentes: uma base 
nitrogenada, um açúcar (ose) e um grupo fosfato. Tanto a base nitrogenada 
quanto a ose que formam o nucleotídeo são estruturas cíclicas. É importante 
destacar, também, a diferença entre os nucleotídeos e os nucleosídeos, os quais 
compreendem unidades formadas pela ligação de uma base nitrogenada com 
uma ose, sendo, assim, as moléculas precursoras dos nucleotídeos (RODWELL 
et al., 2016). Já os nucleotídeos podem apresentar um grupo fosforil, sendo 
denominados nucleotídeos monofosfatados. Outros grupos fosforil podem 
também se ligar ao fosforil do nucleotídeo, por ligações de anidro ácido, 
formando nucleotídeos di ou trifosfatados (BROWN, 2018). 
As bases nitrogenadas são moléculas heterocicíclicas aromáticas e planas, 
cuja estrutura apresenta heteroátomos, e derivam, em sua maior parte, dos 
compostos purina e pirimidina, os quais são fracamente básicos, característica 
pela qual são chamados de bases (NELSON; COX, 2014). São as bases nitro-
genadas que identificam o tipo de nucleotídeo, sendo as bases encontradas nos 
ácidos nucleicos a adenina (A), a guanina (G), a citosina (C), a timina (T) e a 
uracila (U). A adenina e a guanina são derivadas da purina, sendo chamadas 
de bases purínicas ou púricas (Figura 1), enquanto a citosina, a timina e a 
uracila compreendem bases pirimídicas, isto é, são derivadas da pirimidina. 
Normalmente, o RNA apresenta as bases pirimídicas uracila e citosina, e o 
DNA, a timina e a citosina (NELSON; COX, 2014). As bases nitrogenadas 
nucleotídicas absorvem luz ultravioleta, característica que confere aos ácidos 
nucleicos a capacidade de forte absorção ultravioleta (UV) em comprimento 
de onda próximo a 260 nm (NELSON; COX, 2014).
Ácidos nucleicos e nucleotídeos2
Figura 1. Bases nitrogenadas presentes nos ácidos nucleicos e seus pre-
cursores pirimidina e purina.
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 280).
O resíduo de açúcar, a ose, que forma os nucleotídeos é constituído por 5 
átomos de carbono, sendo, portanto, classificado como uma pentose (VOET; 
VOET, 2013). Os átomos de carbono que formam a pentose são numerados 
de 1’ a 5’ no nucleotídeo. O sinal (’) diferencia os átomos da pentose daque-
les presentes na base nitrogenada, numerados 1, 2, 3, etc. Os nucleotídeos 
formadores dos ácidos nucleicos podem apresentar dois tipos de pentoses — 
a 2’-desoxi-D-ribose (ou desoxirribose) e a ribose —, que formam os desoxir-
3Ácidos nucleicos e nucleotídeos
ribonucleotídeos e os ribonucleotídeos, respectivamente (Figura 2). Assim, a 
pentose presente nos ácidos nucleicos de DNA é a desoxirribose, e, no RNA, 
a ribose. O prefixo desoxi- indica que a ribose não apresenta um átomo de oxi-
gênio ligado ao átomo de carbono 2’ de sua estrutura (NELSON; COX, 2014).
As pentoses se ligam às bases formando os nucleosídeos por meio de liga-
ções glicosídicas, que ocorrem entre o carbono 1’ da pentose e o nitrogênio 1 
das pirimidinas ou 9 das purinas. Os nucleotídeos são formados a partir dos 
nucleosídeos pela fosforilação do carbono 5’ da pentose.
Figura 2. Estrutura química dos ribonucleotídeos e dos desoxirribonucleotídeos. Note a 
diferença entre a ribose (presente nos ribonucleotídeos) e a desoxirribose (presente nos 
desoxirribonucleotídeos). Os nucleotídeos apresentados na figura apresentam apenas 
um grupo fosforil.
Fonte: Voet e Voet (2013, p. 82).
Formação dos ácidos nucleicos
A união de várias moléculas de nucleotídeos dá origem ao polímero de ácido 
nucleico: os nucleotídeos se ligam entre si por meio de ligações chamadas 
fosfodiéster, que ocorrem entre o grupo 5’-fosfato de uma molécula de nucle-
otídeo e o grupo 3’-hidroxila da próxima. Normalmente, o polinucleotídeo 
ácido nucleico é formado a partir de subunidades de nucleotídeos trifosfa-
tados. Durante a ligação, os dois grupos fosforil não ligados diretamente à 
pentose (β e γ) são clivados, liberando energia utilizada para a formação da 
ligação fosfodiéster (BROWN, 2018). Assim, um ácido nucleico apresenta, 
em sua cadeia principal e alternadamente, fosfatos e resíduos de pentoses. 
As bases nitrogenadas dos nucleotídeos se posicionamlateralmente a essa 
cadeia (NELSON; COX, 2014).
Ácidos nucleicos e nucleotídeos4
As ligações fosfodiéster sempre apresentam a mesma orientação ao longo 
do esqueleto do ácido nucleico (Figura 3). Assim, a cadeia de um ácido nucleico 
tem direcionalidade e suas extremidades sempre são diferentes, o que confere 
a ela polaridade. Os ácidos nucleicos apresentam uma extremidade 3’, na qual 
o átomo 3’ não está ligado a um próximo nucleotídeo, e uma extremidade 5’, 
em que o átomo 5’ não se liga a um nucleotídeo vizinho. Essas extremidades 
podem estar ligadas a fosfatos ou a outros grupos químicos (VOET; VOET, 
2013).
As ligações fosfodiéster podem ser rompidas por reações de hidrólise, 
catalisadas por nucleases e desorribonucleases, no DNA, e ribonucleases, 
no RNA. Essas ligações também podem sofrer hidrólise por alguns grupos 
químicos (HARVEY; FERRIER, 2012).
Pode-se classificar os ácidos nucleicos em oligonucleotídeos e polinucleo-
tídeos, de acordo com o tamanho de sua cadeia: as cadeias de ácidos nucleicos 
formadas por até 50 unidades de nucleotídeos são classificadas, normalmente, 
como oligonucleotídeos, e os polinucleotídeos representam cadeias maiores 
de ácidos nucleicos (VOET; VOET, 2013; NELSON; COX, 2014). Pelo que 
se sabe atualmente, não existe um limite máximo em relação ao número 
de nucleotídeos que podem ser ligados em uma cadeia de ácido nucleico; 
ao contrário, são conhecidas moléculas de RNA que apresentam milhares de 
nucleotídeos. Ainda, as moléculas de DNA, encontradas nos cromossomos, 
podem exibir vários milhões de unidades de nucleotídeos em seu comprimento 
(BROWN, 2018).
Como você leu anteriormente, as bases dos nucleotídeos se posicionam 
lateralmente à cadeia principal dos ácidos nucleicos DNA e RNA. Essas 
bases são hidrofóbicas e, em pH neutro, próximo ao pH celular, apresentam 
baixa solubilidade em água. Assim, as interações hidrofóbicas são ligações 
bastante importantes entre as bases nitrogenadas. Nos ácidos nucleicos, as 
bases se posicionam paralelamente umas às outras, em relação aos planos de 
seus anéis aromáticos, e formam as chamadas interações de empilhamento 
hidrofóbicas, as quais também envolvem as ligações dipolo-dipolo e ligações 
de van der Waals. As interações de empilhamento previnem a interação das 
bases com a água e, também, são bastante importantes para a estabilização da 
estrutura tridimensional da cadeia do ácido nucleico (NELSON; COX, 2014).
As bases purínicas e pirimídicas apresentam grupos funcionais, como 
anéis nitrogenados, grupos carbonila e grupos amina exocíclicos, que também 
estabelecem ligações entre si, quando cadeias complementares de ácidos 
nucleicos são emparelhadas (NELSON; COX, 2014). Por convenção, as bases 
que se localizam ao longo do esqueleto dos ácidos nucleicos são escritas em 
5Ácidos nucleicos e nucleotídeos
sequência, a partir da extremidade 5’, em direção à extremidade 3’ (HARVEY; 
FERRIER, 2012).
Figura 3. Estrutura do ácido nucleico desoxirribonucleico. Note o esqueleto da cadeia 
formado por ligações fosfodiéster e a diferença entre as suas extremidades. As bases 
nitrogenadas encontram-se dispostas lateralmente ao esqueleto principal, formado pela 
alternância do fosfato e da pentose.
Fonte: Rodwell et al. (2016, p. 360).
Estrutura do DNA
A estrutura dos ácidos nucleicos, assim como a do DNA, é estudada hierar-
quicamente em níveis de complexidade. A sequência de nucleotídeos unidos 
pelas ligações covalentes fosfodiéster forma a chamada estrutura primária do 
DNA. Já a estrutura secundária dessa molécula se relaciona à estrutura estável 
e regular que ela pode adotar em função das interações químicas que ocorrem 
entre os diferentes polinucleotídeos ou entre diferentes partes do mesmo 
polinucleotídeo. O DNA apresenta sua estrutura secundária organizada em 
uma dupla hélice, enquanto o enovelamento do ácido nucleico, como o que 
ocorre nos cromossomos, é considerado a estrutura terciária dessa molécula 
(NELSON; COX, 2014).
Ácidos nucleicos e nucleotídeos6
A estrutura em dupla hélice do DNA foi proposta pelos pesquisadores 
James Watson e Francis Crick, em 1953, que reuniram dados gerados por 
outros estudos, de diferentes cientistas, para propor a estrutura desse ácido 
nucleico, como o de Rosalind Franklin. No início da década de 1950, Franklin 
utilizou o método de difração de raio X para analisar as fibras de DNA, por 
meio do qual obteve uma fotografia do DNA, que foi crucial para que Watson 
e Crick elucidassem a sua estrutura (Figura 4). A estrutura do DNA proposta 
por Watson e Crick, chamada de forma B do DNA ou B-DNA, assemelha-se a 
uma “escada espiral” e consiste em duas cadeias de polinucleotídeos dispostas 
paralelamente, que se espiralam em torno de um eixo comum helicoidal, com 
orientação para a direita. Nessa estrutura, as duas cadeias principais dos poli-
nucleotídeos, formadas pelo esqueleto de desoxirribose-fosfato, organizam-se 
no lado externo da hélice, voltadas para a água circundante. Enquanto isso, as 
bases nitrogenadas hidrofóbicas, que formam os grupos laterais dos polinu-
cleotídeos, encontram-se voltadas para o lado interno da hélice, empilhadas 
entre si. Os planos das bases são perpendiculares ao eixo helicoidal da hélice 
(VOET; VOET, 2013; NELSON; COX, 2014; BROWN, 2018).
As duas cadeias que formam a estrutura da dupla hélice são pareadas de 
forma antiparalela entre si, ou seja, as duas cadeias apresentam orientações 
diferentes — enquanto uma apresenta direção 5’ 3’, a outra, direção 3’ 5’. 
A disposição antiparalela das duas cadeias contribui para a manutenção da 
estabilidade da dupla hélice (BROWN, 2018).
A dupla hélice apresenta um diâmetro de 20 Å (ampères). A cada volta 
helicoidal da fita, chamada passo, são encontrados 10 pares de bases. Ao 
longo de seu comprimento, a estrutura helicoidal apresenta dois sulcos ou 
cavidades: um mais largo e profundo, chamado “sulco maior”, e um mais 
estreito, denominado “sulco menor” (BROWN, 2018). Esses sulcos se formam 
em razão de os resíduos de desoxirribose não serem simétricos e representam 
pontos de acesso a proteínas com funções reguladoras, que se ligam a regiões 
específicas do DNA (HARVEY; FERRIER, 2012; VOET; VOET, 2013).
A estabilidade da dupla hélice se dá a partir do estabelecimento de dois 
tipos de interações químicas: as interações de empilhamento de bases e as 
pontes de hidrogênio. Como vimos antes, as interações hidrofóbicas de empi-
lhamento são as interações que ocorrem entre os anéis aromáticos das bases 
nucleotídicas adjacentes, enquanto as ligações de hidrogênio acontecem entre 
bases adjacentes entre si. 
7Ácidos nucleicos e nucleotídeos
Cada base nitrogenada de uma fita de DNA forma ligações de hidrogênio 
com uma base proveniente da fita oposta a ela, formando um par de bases 
planar (VOET; VOET, 2013). Essas ligações ocorrem de forma específica, o 
que resulta no chamado “pareamento de bases complementares”. As bases 
nitrogenadas das duas fitas de DNA são pareadas de modo que a adenina (A) 
de uma fita é sempre pareada com a timina de outra fita (T), e vice-versa. Ao 
mesmo tempo, cada resíduo de citosina (C) é sempre pareado a um de guanina 
(G) da outra fita, e vice-versa. As bases A e T são unidas por duas ligações de
hidrogênio e o par C e G, por três ligações (NELSON; COX, 2014).
Os pares adenina-timina e citosina-guanina são os únicos possíveis na 
estrutura do DNA. Portanto, o pareamento sempre acontece entre uma base 
purínica e uma base pirimídica. O pareamento específico entre as bases citadas 
se dá em função de suas estruturas. As bases purínicas são mais volumosas 
que as pirimídicas. Enquanto as bases purínicas apresentam dois anéis em sua 
estrutura, as pirimídicas apenas um (ver Figura 1). Dessa forma, o volume e a 
geometria dessas bases, e a posição dos seus átomos envolvidos nas ligações 
de hidrogênio interferem e permitem o seu “encaixe” dentro da estrutura da 
dupla hélice. Pareamentos diferentes de adenina com timina ou citosina comguanina normalmente desestabilizam a estrutura helicoidal em dupla hélice 
do DNA (NELSON; COX, 2014).
Com base no pareamento das bases, as fitas antiparalelas que compõem 
a dupla hélice sempre são complementares entre si. Assim, conhecendo a 
sequência de bases de uma das fitas de DNA, a outra pode ser determinada 
(HARVEY; FERRIER, 2012; BROWN, 2018). Ainda, as cadeias preexistentes 
do ácido desoxirribonucleico pontem atuar como moldes para a síntese de 
cadeias complementares a elas (NELSON; COX, 2014). É importante desta-
carmos que a sequência de nucleotídeos da fita molde consiste na informação 
genética e é responsável por definir a composição de uma nova fita de DNA 
ou RNA a ser sintetizada (RODWELL et al., 2016).
O pareamento de bases também estabelece relações quantitativas, conheci-
das como “regra de Chargaff”, a qual afirma que a quantidade de adenina em 
uma molécula de DNA é sempre igual a de timina e a quantidade de citosina, 
sempre igual a de guanina. Ainda, de acordo com essa regra, a soma de resíduos 
de purinas (A+G) é sempre igual à soma dos resíduos de pirimidinas (T+C) 
(HARVEY; FERRIER, 2012; NELSON; COX, 2014).
Ácidos nucleicos e nucleotídeos8
O rompimento das ligações de hidrogênio entre as bases leva à separação 
das duas fitas de polinucleotídeos da dupla hélice, um fenômeno que promove 
a perda da estrutura secundária do DNA, chamado desnaturação. Isso pode 
ocorrer em função do aumento da temperatura, assim como pela variação do 
pH e pela alteração da concentração de sais em uma solução. Quando as con-
dições fisiológicas de homeostase são reestabelecidas, as fitas podem voltar a 
se recombinar por meio do processo de renaturação (RODWELL et al., 2016).
Figura 4. Estrutura tridimensional do DNA, proposta por Watson e Crick. 
Fonte: Rodwell et al. (2016, p. 361).
9Ácidos nucleicos e nucleotídeos
Em condições fisiológicas, a forma B-DNA é a forma tridimensional mais estável para 
moléculas de DNA aleatórias, apresentando dez pares de bases por volta completa 
da hélice, que resulta em uma distância de 3,4 nm. Apesar de se acreditar que o B-
-DNA é a forma predominante do DNA nas células vivas, sabemos que também são 
possíveis variações do modelo estrutural proposto por Watson e Crick (BROWN, 2018). 
Os nucleotídeos que compõem a estrutura do DNA apresentam flexibilidade e seus 
átomos podem mudar ligeiramente de posição. Assim, a estrutura tridimensional das 
moléculas de DNA é capaz de exibir algumas variações. 
In vitro, ao menos seis formas estruturais do DNA podem ocorrer, como as formas 
A e Z do DNA. A forma A do DNA também se refere a uma estrutura em dupla-hélice 
à direita, embora esta seja mais larga, já que o número de bases por volta helicoidal 
é maior (11) que no B-DNA. Ainda, no A-DNA, o plano das bases apresenta inclinação 
em relação ao B-DNA, resultando em uma hélice com sulco maior mais aprofundado 
e sulco menor mais superficial e largo. O A-DNA ocorre preferencialmente em solu-
ções livres de água. Enquanto isso, o Z-DNA se refere a uma estrutura helicoidal com 
rotação à esquerda, em que cada volta apresenta 12 pares de bases. A forma Z do DNA 
apresenta uma diferença estrutural bastante grande em relação à forma B. O Z-DNA 
organiza-se em uma hélice orientada para a esquerda, mais delgada e alongada que 
a forma B da molécula e apresenta uma conformação em “ziguezague”. A forma Z do 
DNA se dá em regiões com repetições guanina-citosina e acredita-se que ela ocorra 
em segmentos do B-DNA que desenrolaram ligeiramente em função da cópia do 
segmento, por exemplo (NELSON; COX, 2014; BROWN, 2018).
O DNA é a molécula que armazena a nossa informação genética. A sequência de bases 
nucleotídicas em uma fita de DNA é utilizada para a formação de novas fitas de DNA, 
fornecendo as informações que serão herdadas pelas células-filhas, e para a síntese de 
RNA e, assim, para a produção de proteínas necessárias para o funcionamento celular. 
Assim, a molécula de DNA funciona como um molde. No link a seguir, você poderá 
compreender melhor o papel do DNA. 
https://qrgo.page.link/jd5sr
Ácidos nucleicos e nucleotídeos10
Comparando o DNA e o RNA
O RNA representa a segunda maior forma de ácidos nucleicos presentes nas 
células. Esse ácido nucleico pode apresentar diferentes funções celulares, sendo 
extremamente importante na produção de proteínas. Na síntese proteica, três 
formas de RNA participam do processo: RNA ribossômico (rRNA), RNA 
transportador (tRNA) e RNA mensageiro (mRNA). Algumas moléculas de 
RNA também podem apresentar função catalítica, sendo, nesse caso, cha-
madas de ribozimas (Harvey e Ferrier, 2012). As ribozimas frequentemente 
apresentam atividade relacionada à clivagem de ácidos nucleicos (RODWELL 
et al., 2016). Outro tipo de RNA encontrado em células eucarióticas é o RNA 
nuclear pequeno (snRNA). Essas moléculas exercem funções relacionadas ao 
processamento do RNA. Ainda, o RNA pode representar o material genético 
de alguns tipos de vírus, como o vírus de imunodeficiência humana (HIV) 
(RODWELL et al., 2016). 
O RNA também é formado por uma cadeia de nucleotídeos unidos por 
ligações fosfodiéster, na orientação 5’ 3’. Apesar de essa característica ser 
compartilhada pela molécula de DNA, esses dois ácidos nucleicos apresentam 
diferenças estruturais bastante importantes entre si. Como vimos anterior-
mente, a ose presente nos nucleotídeos que compõem o RNA é a ribose e, no 
DNA, a desoxirribose. As estruturas tanto do RNA quanto do DNA apresentam 
as bases purínicas adenina e guanina. Porém, em relação às bases pirimídicas, 
o RNA apresenta citosina e uracila, em vez da citosina e da timina, encontrada 
no DNA.
A molécula de RNA também é consideravelmente menor que a de DNA e 
está organizada em uma fita simples ou única, em vez da fita dupla helicoidal 
do DNA. Entretanto, a fita de RNA pode se dobrar, originando estruturas 
tridimensionais complexas (HARVEY; FERRIER, 2012), como quando a fita 
de RNA exibe um segmento com sequência de bares complementares com 
polaridade oposta. Nesse caso, a fita de RNA pode se dobrar, adquirindo um 
aspecto de “grampo de cabelo”. Com isso, o RNA assume a característica de 
dupla fita, em que as bases C e G assim como A e U pareiam (RODWELL 
et al., 2016). A estrutura em grampo é a estrutura secundária mais comum 
adotada pela molécula de RNA. 
Um ponto importante que devemos destacar reside no fato de que como o 
RNA é constituído por uma fita simples, seu conteúdo de bases pirimídicas 
e purínicas pode ser diferente, isto é, o número de resíduos de citosina não 
precisa ser igual ao de guanina, assim como o de adenina não necessariamente 
seja igual ao de uracila (RODWELL et al., 2016).
11Ácidos nucleicos e nucleotídeos
A maior parte da função das moléculas de RNA está relacionada à expressão 
gênica e à síntese de proteínas, a partir do DNA. Em eucariotos, o DNA está 
confinado no núcleo das células e a síntese de proteínas ocorre no citoplasma 
destas. O RNA é encontrado tanto no núcleo quanto no citoplasma. Assim, 
ele atua como um intermediário da síntese proteica, codificando a informação 
contida no DNA para os ribossomos, especificando a sequência de aminoácidos 
que deve ser inserida na proteína em formação (NELSON; COX, 2014). As 
moléculas dos diferentes tipos de RNA — tRNA, rRNA e mRNA — estão 
envolvidas no processo de síntese proteica e apresentam variações entre si em 
relação ao tamanho, à estrutura e à função.
O mRNA é responsável por transportar a informação contida em um gene do 
DNA para os ribossomos, portanto trata-se de um codificador da informação. 
O RNA mensageiro pode ser classificado em monocistrônico e policistrônico. 
O mRNA moncistrônico carrega a informação de apenas um gene, sendo 
comum nas células eucariontes. Enquanto isso, o mRNA policistrônico car-
rega informações de mais de um gene, ocorrendo principalmente nas células 
procariontes. Essa classe de RNA representa cerca de 5% do conteúdo de RNA 
das células e é bastante heterogêneaem relação ao tamanho e à sequência de 
bases. O mRNA apresenta regiões chamadas “não codificadoras” em suas 
extremidades. Em células eucariontes, como as nossas, o mRNA apresenta 
a extremidade 5’ unida a um trifosfato de 7-metilguanosina ligado a um 
2’-O-metilribonucleosídeo, que formam um “capuz” (ou 5-cap). Esse capuz 
está envolvido no reconhecimento da molécula de mRNA pela maquinaria 
de síntese proteica e na estabilização dessa molécula. Enquanto isso, a ex-
tremidade 3’ do mRNA apresenta uma sequência longa de nucleotídeos de 
adenina, chamada cauda poli-A, que auxilia na manutenção da estabilidade 
das moléculas de mRNA e facilita o processo de tradução.
O RNA transportador ou RNA de transferência é uma molécula adaptadora, 
que atua na tradução da informação contida no mRNA para aminoácidos 
específicos. As moléculas de tRNA são menores que as moléculas de mRNA 
ou rRNA, apresentando cerca de 74 a 95 nucleotídeos, correspondem a 15% do 
RNA intracelular e dispõem de uma alta proporção de bases modificadas em 
suas cadeias. Ainda, a fita de tRNA apresenta vários segmentos nos quais as 
bases têm pareamento que causa a formação de estruturas tridimensionais na 
molécula. Para cada tipo de aminoácido encontrado na estrutura das proteínas, 
existe um tipo específico de tRNA — assim, cada célula apresenta, no mínimo, 
20 tipos de tRNA. O tRNA liga-se em sua extremidade 3’ a um aminoácido 
Ácidos nucleicos e nucleotídeos12
específico correspondente e o carrega até o local de síntese proteica, no qual 
reconhece a sequência genética do mRNA, de modo que o aminoácido possa 
ser unido corretamente à sequência do peptídeo em crescimento (HARVEY; 
FERRIER, 2012; NELSON; COX, 2014; RODWELL et al., 2016).
As moléculas de RNA ribossômico são componentes dos ribossomos, 
organelas responsáveis pela síntese de proteínas. Quatro tipos de rRNA são 
encontrados nas células eucariontes e três tipos nas células procariontes. Essas 
moléculas apresentam diferentes tamanhos e pesos moleculares. As moléculas 
de rRNA representam cerca de 80% do conteúdo de RNA de uma célula. 
A descoberta da estrutura do DNA, que marcou um grande avanço da ciência e permitiu 
o desenvolvimento de várias tecnologias, foi possível graças a diferentes estudos, que 
fizeram com que Watson e Crick desenvolvessem o modelo da dupla hélice. No link a 
seguir, você poderá ler um pouco mais sobre essa importante descoberta.
https://qrgo.page.link/MGRX2
A descoberta da estrutura do DNA contribuiu para o desenvolvimento de várias 
tecnologias, como a reação em cadeia da polimerase (PCR), técnica na qual muitas 
cópias de uma região específica do DNA são feitas in vitro.
Conhecendo uma pequena região do DNA de interesse, um oligonucleotídeo pode 
ser desenvolvido. Chamado primer, esse oligonucleotídeo apresenta uma sequência 
de bases complementares de interesse da molécula de DNA. Durante a PCR, o DNA da 
amostra é desnaturado e o primer é ligado a uma das suas fitas moldes. Essa ligação 
ocorre a partir do pareamento de bases complementares. A partir da ligação do 
primer, uma enzima chamada DNA polimerase inicia a replicação da fita de DNA. Ao 
final dessa reação, um grande número de cópias daquele segmento de DNA é gerado.
A técnica da PCR é utilizada em diferentes situações, como pesquisa científica, 
sequenciamento genético, diagnóstico de diversas doenças e análises forenses de 
DNA (NELSON; COX, 2014).
13Ácidos nucleicos e nucleotídeos
BROWN, T. A. Bioquímica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. 
HARVEY, R. A.; FERRIER, D. R. Bioquímica ilustrada. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Artmed, 2014.
RODWELL, V. et al. Bioquímica ilustrada de Harper. 30. ed. Porto Alegre: AMGH, 2016.
VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. 4. ed. Porto Alegre: Armed, 2013.
Ácidos nucleicos e nucleotídeos14
Dica do professor
Os ácidos nucléicos são as macromoléculas bioquímicas responsáveis pela informação genética de 
um organismo. Eles são divididos em dois tipos principais: DNA e RNA. Para conhecer as 
propriedades dos ácidos nucléicos, acompanhe a Dica do Professor a seguir:
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Exercícios
1) Qual das seguintes afirmações sobre a estrutura dos nucleotídeos é CORRETA? 
A) O componente açúcar de um nucleotídeo é sempre ribose.
B) O componente açúcar de um nucleotídeo é sempre desoxirribose.
C) As bases dos nucleotideos estão ligadas às pentoses por uma ligação glicosídica.
D) O componente açúcar de um nucleotídeo está na configuração L.
E) As bases dos nucleotídeos estão ligadas às pentoses por uma ligação peptídica.
2) Além dos elementos orgânicos padrão carbono, hidrogênio e oxigênio, qual o outro 
elemento presente nos ácidos nucléicos? 
A) Iodo.
B) Nitrogênio.
C) Cálcio.
D) Fósforo
E) Enxofre.
3) Quais compostos formam um nucleosídeo? E um nucleotídeo? 
A) O nucleosídeo é formado apenas pela união da base púrica ao açúcar, já o nucleotídeo pela 
união da base pirimídica ao açúcar. 
B) O nucleosídeo é formado apenas pela união da base pirimídica ao açúcar, já o nucleotídeo 
pela união da base púrica ao açúcar. 
C) O nucleosídeo é formado pela base nitrogenada e fosfato. Já o nucleotídeo pela base 
nitrogenada e açúcar. 
D) O nucleosídeo é formado pela base nitrogenada e açúcar. Já o nucleotídeo é um nucleosídeo 
fosforilado. 
E) O nucleosídeo é formado pelo açúcar e fosfato. Já o nucleotídeo pela base nitrogenada e 
fosfato. 
4) Sobre as diferenças na composição do RNA e DNA, quais elementos são típicos apenas no 
RNA? 
A) Uracila e ribose.
B) Citosina e guanina.
C) Desoxirribose e uracila.
D) Fosfato e ribose.
E) Adenina e uracila.
5) Lembrando que a ordem das bases nitrogenadas em uma molécula de RNA pode servir como 
molde para a formação de outro tipo de molécula, podemos afirmar que a sequência das 
bases nitrogenadas do RNA determina a sequência de: 
A) Aminoácidos em uma proteína.
B) Aminoácidos em um nucleotídeo.
C) Açúcares em uma proteína.
D) Grupos fosfato em um nucleotídeo.
E) Grupos fosfato em uma proteína.
Na prática
O DNA é a molécula responsável pelo armazenamento e transferência da informação genética dos 
seres vivos, e as suas unidades são os genes: segmentos da molécula de DNA que contêm a 
informação necessária para a síntese de um produto biologicamente funcional, seja proteína ou 
RNA. Já o RNA tem variedade de funções. Algumas são:
- RNA ribossomais (rRNAs) executam a síntese proteica. 
 
- RNAs mensageiros (mRNAs) são intermediários, carregando a informação genética de um ou 
poucos genes para o ribossomo, onde as proteínas correspondentes podem ser sintetizadas. 
 
- RNAs transportadores (tRNAs) são moléculas adaptadoras que traduzem fielmente a informação 
no mRNA em uma sequência específica de aminoácidos. 
 
Você sabia que as alterações que causam câncer têm origem no DNA?
As alterações na sequência de nucleotídeos do DNA (mutações) podem provocar mudanças na 
informação genética contida nessa molécula. Essas alterações, que podem ocorrer em genes 
específicos que controlam o ciclo celular, estão dessa forma diretamente ligadas ao processo de 
carcinogênese. Confira!
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
James Watson, um dos responsáveis por descrever a estrutura 
do DNA, conta como foi sua experiência:
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Veja como as ferramentas de edição gênica CRISPR permitem 
editar o DNA:
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Saiba mais com a Seção VII do livro Bioquímica Ilustrada de 
Haper que está em sua 30a edição:
Conteúdo interativo disponível na plataformade ensino!
https://www.ted.com/talks/james_watson_on_how_he_discovered_dna/transcript
https://www.ted.com/talks/jennifer_doudna_we_can_now_edit_our_dna_but_let_s_do_it_wisely