Aula 1_ Estrutura do DNA e do RNA

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Biologia Molecular
Estrutura dos ácidos nucleicos
O DNA é um polímero de unidades de desoxirribonucleotídeos. Este polímero é constituído de uma macromolécula filamentar muito longa. 
O RNA é um polímero de ribonucleotídeos. 
Os nucleotídeos são compostos por: 
 - um açúcar (pentose): a desoxirribose (DNA) ou a ribose (RNA), 
 uma base nitrogenada (base nitrogenada heterocíclica) ligada ao carbono 1’ da pentose e
 um ou até 3 grupos fosfatos (PO4-), ligados ao carbono 5’ da pentose
As bases ligam-se ao carbono 1’ da pentose através de uma ligação glicosídica . 
Pentoses
Ribose 
(RNA)
2’ desoxirribose
 (DNA)
Adenina
Guanina
Purina
Citosina
Timina
Uracila
Pirimidina
Bases Nitrogenadas
Os desoxirribonucleotídeos formam cadeias ligadas entre si por pontes fosfodiésteres estabelecidas entre o grupo fosfato ligado ao carbono 5’ e o grupo OH (hidroxila) do carbono 3’ do nucleotídeo seguinte.
Imagem: http://profs.ccems.pt/OlgaFranco/11ano/estruturaRNA.htm
Todos os nucleotídeos na cadeia polipeptídica (DNA) têm a mesma orientação relativa. Estando o carbono 5’ da pentose voltado para cima, todos os demais nucleotídeos da cadeia estarão na mesma posição. Isso confere às cadeias polinucleotídicas direcionalidade. 
Na extremidade 5’ da cadeia, um grupo fosfato está presente e, na extremidade 3’, um grupo OH. As cadeias polipeptídicas são, por convenção, representadas na orientação 5’  3’ e apenas as letras indicativas das bases nitrogenadas são representadas.
Direcionalidade
orientação 5’  3’ 
5’ ACTG 3’
Dupla-Hélice do DNA:
		
Em 1953, James Watson e Francis Crick propuseram um modelo de estrutura tridimensional do DNA, baseado, principalmente, nos estudos de difração de raio X de Rosalind Franklin e Maurice Wilkins e em estudos químicos da molécula.
Este modelo demonstrou que o DNA é uma dupla-hélice e que duas fitas de DNA se enrolam em torno do eixo da hélice.
As ligações fosfodiésteres nas duas fitas estão em direções opostas:
5’  3’ 
3’  5’ antiparalelas
Os anéis aromáticos das bases nitrogenadas são hidrofóbicos e ficam orientados para o interior da estrutura e as desoxirribose ficam externas exposta ao meio aquoso.
As bases estão pareadas entre as duas fitas da moléculas, mantendo sua estrutura. Este pareamento de bases é fundamental para a manutenção das dupla-hélice.
T e U podem parear com A – formando 2 pontes de hidrogênio. 
C pode parear com G - formando 3 pontes de hidrogênio.
As ligações glicosídicas no DNA, entre as desoxirriboses e as bases nitrogenadas, não estão diretamente opostas na dupla-hélice, gerando duas cavidades desiguais em seu contorno. 
As duas cavidades são denominadas de:
cavidade (ou sulco) maior e cavidade (ou sulco) menor
Estrutura do RNA
Existem semelhanças entre a estrutura do RNA e do DNA. Ambos são polímeros lineares de subunidades ligadas entre si por ligações fosfodiésteres 5’  3’. Entretanto, na molécula de RNA, o açúcar presente é a ribose, e a timina (T) é substituída pela uracila (U). As outras 3 bases adenina, citosina e guanina estão presentes. 
O RNA está normalmente na forma de fita simples, embora pareamento entre C e G e entre A e U possam ocorrer entre regiões da própria cadeia, formando estruturas secundárias que são importantes na função dos RNAs e no reconhecimento proteínas-RNA.
Os híbridos RNA-DNA são formados em diferentes processos na célula, como por exemplo na transcrição.