Nucleotídeos e Ácidos Nucleicos

Prévia do material em texto

Universidade do estado de santa Catarina – udesc
Centro de ciências da saúde e do esporte – cefid
Bioquímica – Segunda Fase Bacharelado
Acadêmicos: Eduardo Hebbel
 	Gustavo R. da Silva
 Gustavo S. Pereira
 	 Jorge E. Junkes
 Vitor C. Carvalho
Nucleotídeos e ÁCIDOS nucleicos
Florianópolis, 2012
Introdução
Nucleotídeos são compostos ricos em energia e que auxiliam os processos metabólicos, principalmente as biossínteses, na maioria das células. Funcionam ainda como sinais químicos, respondendo assim a hormônios e outros estímulos extracelulares; eles são também componentes estruturais de cofatores enzimáticos, intermediários metabólicos e ácidos nucleicos. Compostos por uma base nitrogenada, uma pentose e um grupo fosfato. As bases nitrogenadas podem ser classificadas em: pirimidinas e púricas. A base está ligada ao carbono três da pentose e o fosfato está esterificado ao carbono cinco da mesma.						São especializados no armazenamento, na transmissão e no uso da informação, por isso são macromoléculas de grande importância biológica. São eles o DNA e RNA. Carregam o material genético, que é o grande foco de estudos na área de medicina a fim de curar doenças hereditárias. A aprendizagem de manusear com perfeição um nucleotídeo e as suas trincas é a chave de muitas pesquisas ainda não concluídas pelos cientistas como a clonagem, e a criação de novas espécies perfeitas.
Funções:
Atuam como precursores e formadores dos ácidos desoxirribonucleicos (DNA) e ribonucleico (RNA)
Carregadores e fonte de energia química na forma de ATP (adenosina trifosfato)
Atua na constituição de enzimas como a coenzima A.
É um regulador fisiológico como sinalizador celular como o AMP (adenosina monofosfato).
Estrutura primária do DNA e RNA:
Em suas estruturas primárias os ácidos nucleicos podem ser vistos como uma cadeia linear composta de unidades químicas simples chamadas nucleotídeos. Um nucleotídeo é um composto químico e possui três partes: um grupo fosfato, uma pentose (molécula de açúcar com cinco carbonos) e uma base orgânica. Nas moléculas de DNA a pentose é uma Desoxirribose enquanto RNA a pentose é a Ribose. A base orgânica também conhecida como base nitrogenada, é quem caracteriza cada um dos nucleotídeos através da sequencia de nucleotídeos ou sequencia de bases. As bases são:									
 Adenina (A)
Guanina (G)
Citosina (C)
Timina (T)
Uracila (U) 
As duas primeiras são chamadas de purinas e as três ultimas são chamadas de primidinas. O DNA possui as bases, A, G, C e T. O RNA possui as bases A, C, G e U.													A Cadeia de DNA apresenta-se enrolada em uma estrutura dupla-hélice que uma vez no núcleo recebe a ação de histonas e se enovela para formar as cromatinas.												Para formar a cadeia em dupla-hélice, característica do DNA, a Adenina se liga por meio de pontes de hidrogênio à Timina, e a Citosina se liga à Guanina. As pontes de hidrogênio que se formam entre as bases nitrogenadas mantêm unidas as duas cadeias da molécula do DNA. Entre a adenina e a timina se formam duas pontes de hidrogênio e entre a guanina e a citosina formam-se três.
DNA – Estrutura
O DNA é a sigla para deoxyribonucleic acid (ADN, em português: acido desoxirribonucleico). São moléculas que contêm informações na célula para orientação na fabricação de novas proteínas. O DNA é formado por vários nucleotídeos ligados em bloco dando uma configuração final semelhante a uma escada caracol. Cada nucleotídeo é composto por um açúcar (desoxirribose) ligado a um fosfato e a uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas são classificadas em purinas (estruturas aneladas duplas) e pirimidas (aneladas simples). Abaixo as quatros bases do DNA:
Adenina (A) – Purina
Citosina(C) – Pirimida
Guanina(G) – Purina
Timina(T) – Pirimida
Para a formação da dupla-hélice do DNA, a adenina (A) liga-se exclusivamente com a timina(T) e citosina(C) com a guanina(G). Assim no centro ficam as bases ligadas por frágeis pontes de hidrogênio e na lateral os açucares e os fosfatos fazem fortes ligações covalentes. 
	Organismos complexos como os animais possuem de 50 a 100 mil genes. Um gene é um segmento do DNA que carrega as informações para a formação de 1 proteína. No núcleo da célula o DNA está enrolado em proteínas em forma de bolha, chamadas histonas. Então novamente as histonas são enroladas fortemente para finalmente formarem os cromossomos.
REPLICAÇÃO DNA
Para que o processo de replicação se inicie, é necessária a atuação de uma enzima, a helicase. A enzima liga-se à cadeia de DNA e desliza sobre esta, quebrando as ligações entre as duas cadeias de nucleotídeos - ligações de hidrogênio - ficando então as duas cadeias de DNA separadas. Em seguida, os nucleotídeos livres existentes no núcleo ligam-se, por complementaridade de bases, à cadeia de DNA. De uma cadeia original de DNA formam-se duas. A replicação do DNA é o processo de autoduplicação do material genético, mantendo o padrão de herança ao longo das gerações.
SíNTESE de RNA
A síntese do RNAm ocorre da seguinte forma:
* Rompimento das pontes de hidrogênio, separando os dois filamentos da molécula de DNA; 
* Encaixe dos nucleotídeos livres da RNA; 
O encaixe dos nucleotídeos de uma determinada molécula de RNA ocorre apenas sobre uma das fitas de DNA, chamada fita-molde.
* Formação da molécula de RNA, que se destaca da fita-molde e migra para o citoplasma;
* Pareamento das duas fitas de DNA que haviam separado.
TIPOS DE RNA
RNA mensageiro (RNAm): Esta é formada pelo processo de transcrição. A cadeia de DNA atua como um modelo na formação desta vertente do RNA. O mRNA transporta o código genético do ADN para o citoplasma para os ribossomos para a tradução do RNA em um fio de proteína ou polipeptídio.
RNA transportador (RNAt): É formado por uma só cadeia de nucleotídeos, que se dobra sobre si próprio em forma de trevo. É o RNA responsável por “guiar” os aminoácidos aos locais onde está ocorrendo à síntese protéica.
RNA ribossômico (RNAr): É o RNA presente em maior quantidade na célula (cerca de 80%). É inicialmente armazenado nos nucléolos (corpo esférico coloração escura presente no núcleo da célula) e passa para o citoplasma, associando-se a proteínas para formar os ribossomos que, por sua vez, são responsáveis pela síntese protéica (formação de proteínas).
SINTESE PROTEICA
A transcrição é um processo de decodificação da mensagem contida Num gene para uma fita de RNA e é realizado por uma enzima chamada RNA polimerase. Pelo fato dos promotores (seqüências regulatórias dos genes) possuírem seqüências de nucleotídeos comuns (conservadas), esta enzima as reconhece e liga-se nelas, dando início à síntese da molécula de mRNA (transcrição),o que explica como a enzima RNA polimerase consegue reconhecer o lugar onde se ligar. A molécula de RNA que é produzida pode ser um mRNA(RNA mensageiro), um rRNA (RNA ribosomal) ou um tRNA(RNA transportador). Uma molécula de RNA mensageiro contém a informação para produzir proteínas. A tradução é o processo de síntese ou fabricação de proteínas (construção da cadeia de aminoácidos). 							Para a fabricação das proteínas é necessário que estruturas celulares chamadas ribossomos decodifiquem a mensagem contida na molécula de mRNA(RNA mensageiro) para uma cadeia de aminoácidos. A decodificação está baseada em trincas de nucleotídeos, chamadas códons, que são usados para especificar o aminoácido. A correspondência entre uma trinca de nucleotídeos e um aminoácido é chamada de código genético. Combinando os quatro nucleotídeos em triplas obtém-se 64 combinações. Embora esse número seja superior aos 20 aminoácidos existentes, mais do que um códon pode representar um mesmo aminoácido. Dentre os códons possíveis, três não especificam aminoácidos, e referem-se a sinais de terminação da síntese de uma cadeia de aminoácidos. Esses códons são chamados de códons de parada (stop códons). 										O código genético estabelece também um códon de início (start códon), pelo qual começa o processo de tradução do mRNA. Na maioriadas proteínas o códon de início especifica o aminoácido metionina, que também está presente no interior das cadeias. Sumariamente, o processo de tradução é realizado da seguinte maneira: ao combinar-se com os ribossomos, o mRNA tem sua seqüência de códons lida, e para cada códon o respectivo tRNA é atraído até os ribossomos, e pela complementaridade de bases é feita a ligação entre o códon (do mRNA) e o anticódon (do tRNA), liberando o aminoácido carregado pelo tRNA que é então ligado à cadeia crescente do polipeptídio. Moléculas de tRNA ou RNA transportador (transfer RNA) agem como adaptadores entre a seqüência codificadora dos nucleotídeos do mRNA e o aminoácido que é codificado. Uma ponta dessa molécula carrega o aminoácido e outra ponta consiste de uma seqüência de três nucleotídeos conhecida como anticódon. A síntese da proteína é encerrada quando os ribossomos encontram um códon de parada no mRNA.
MUTAÇÃO
No momento de copia da sequencia de DNA, podem ocorrer erros, como por exemplo, uma base em um gene ser trocado e assim substituída por outra. Isso é chamado de mutação ou variação no gene. Em virtude de o código genético ter redundâncias, esse erro pode não ter muito efeito na proteína. Porém em alguns casos, o erro o erro pode afetar partes cruciais da proteína deixando-a sem função ou ainda pior transformando-a em uma proteína diferente que desempenha outra função. Esse tipo de alteração pode levar a doenças como o albinismo.
	Outros tipos de mutações podem ocorrer quando pequenos segmentos de DNA rompem-se do cromossomo. Esses segmentos podem retornar para outro ponto do cromossomo e interromper o fluxo normal de informações. Geralmente tem graves consequências. Exemplo disso é a síndrome de Down.
	As mutações podem ser causadas por erros de copia durante a divisão celular, por exposição à luz ultravioleta ou ionizante, mutagênicos ou vírus. A célula pode também causar mutações deliberadamente durante processos conhecidos como hipermutação. 
Em organismos multicelulares, as mutações podem ser divididas em mutações germinativas e mutações somáticas. Elas ainda podem ser favoráveis, neutras e desfavoráveis. Na maioria das vezes são do tipo neutra e não causam nenhuma alteração na aptidão do ser. Além disso, mecanismos de reparo são capazes de corrigir a maioria das mudanças antes delas se tornarem permanentes. Complementar a isso existem os mecanismos que eliminam as células somáticas modificadas.
As mutações permitem a seleção natural, permitindo a variabilidade genética, fazendo as características vantajosas passarem para as gerações seguintes e as características deletérias desaparecerem com os seres fracos que não conseguiram gerar descendentes.
IMPORTÂNCIA DA BIOLOGIA MOLECULAR
A Biologia Molecular consiste principalmente em estudar as interações entre os vários sistemas da célula, partindo da relação entre o DNA, o RNA e a síntese de proteínas, e o modo como essas interações são reguladas. Algumas funções:
* Utilização em diagnósticos médicos;
* Utilização em pesquisas avançadas na identificação de mutações genéticas;
* Monitoramento da evolução de patologias infecciosas;
* Perícia.
REFERENCIAS
http://saude.hsw.uol.com.br/dna1.htm
http://saude.hsw.uol.com.br/dna6.htm
http://www.brasilescola.com/biologia/nucleotideo.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3tido
http://www.infoescola.com/citologia/nucleotideos/
http://www.bioq.unb.br/htm/textos_explic/moleculas-intro/nucleot_intro.htm
http://www.nutritotal.com.br/perguntas/?acao=bu&categoria=21&id=309
http://www.johnkyrk.com/DNAanatomy.pt.html
http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_grad2005_2/constituintes/links/sintese.htm