Aula e resumo de Nucleotideos

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NUCLEOTÍDIOS
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Nucleotídios
-um açúcar ribose (desoxitibose OH é substituído por H).
uma base nitrogenada 
um grupo fosfato.
Nucleosídio não tem grupo fosfato
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Bases nitrogenadas 
	bases púricas
	 
 bases pirimídinicas
	
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Açúcares dos ácidos nucléicos:
	
Grupo fosfato – Ligado ao oxigênio do C5’ da ribose
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A ligação entre nucleotídios se dá através dos grupos fosfatos
-o fosfato ligado no C5’ de um nucleotídio se liga à hidroxila do C3’ de outro nucleotídio
-o grupo fosfato serve de ponte entre as duas moléculas de pentose 
-dessa maneira o esqueleto covalente do ácido nucléico consiste de resíduos de pentose e fosfatos alernantes
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O ácido nucléico tem, portanto uma extremidade 5’ e outra extremidade 3’ que não possuem nucleotídios ligados
-a extremidade 5’ pode conter um grupo fosfato que fica livre
-o mesmo ocorre para extremidade 3’ que pode ou não apresentar um grupo fosfato ou manter a hidroxila do C3’ livre
Por convenção uma fita única de DNA ou RNA é sempre escrita com a extremidade 5’ à esquerda e a extremidade 3’ à direita
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As bases púricas e pirimidínicas
-hidrofóbicas
-tem estruturas planares
-esta estrutura planar permite o empilhamento das bases para fugir da água (interações hidrofóbicas)
-o empilhamento envolve ainda interações de van der Waals e dipolo -dipolo
-possuem carbonilas, nitrogênio no anel, grupo NH2 e hidroxilas 
- fazem, portanto, importantes ligações de H que estabilizam as estruturas dos ácidos nucléicos
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DNA 
Formado por nucleotídios contendo as bases: A,C, G, T
armazena a informação genética
-composição de bases geralmente varia de uma espécie para a outra
-amostras de DNA de diferentes tecidos da mesma espécie possui a mesma composição em bases
-A composição de bases num mesmo indivíduo não se altera com idade ou fatores nutricionais ou ambientais
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-Em todos os DNAs independente da espécie o número de resíduos de Tiamina=Adenina e o de Guanina =Citosina
-logo se tem que A+G=T + C número de purina é igual ao de pirimidinas
Essas constatações foram a base para a determinação da estrutura tridimensional do DNA e de como o DNA passava a informação genética de geração em geração
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DNA – dupla hélice- duas fitas helicoidas entrelaçadas formando uma hélice (modelo de Watson e Crick)
-determinada por difração de RX
-obedece o estabelecido anteriormente do número de bases A=T e C=G
-A de uma fita se liga por 2 ligações de H a uma T da outra fita 
-C de uma fita se liga por 3 ligações de H com C da outra fita
-logo uma fita é complementar a outra em relação às bases
-como C se liga por 3 ligações de H com G quanto maior o número de ligações CG num DNA mais difícil é separar as duas fitas
-outros pareamentos de bases diferentes do estabelecido tendem a desestabilizar a estrutura da dupla hélice
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-as duas fitas da hélice são antiparalelas, as ligações fosfodiéster 3’5’ ocorrem em direções contrárias
-10 pares de bases em cada vota completam a dupla hélice
-a dupla hélice é mantida por ligações de H entre as bases e pelas interações de empilhamento entre elas (principalmente)
-a característica principal desse modelo é a complementaridade das fitas 
-este modelo é o mais estável em condições fisiológicas
-em estruturas cristalinas outras formas do DNA foram encontradas: A e Z que são duplas hélices também, mas com diferenças no sentido da hélice e no número de empilhamento das bases
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Diferentes formas tridimensionais do DNA
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O DNA contem a informação genética
-o DNA dos eucariontes está confinado no núcleo e a síntese protéica ocorre nos ribossomos no citoplasma
-uma molécula diferente do DNA deve transportar a mensagem genética até os ribossomos: m RNA
RNA mensageiro : carrega o molde que especifica a sequência de aa numa cadeia polipepetídica
mRNA de genes diferentes podem variar grandemente em comprimento, os RNAs de um gene em particular tem o mesmo tamanho
O processo de formação de um mRNA a partir do DNA é chamado de transcrição
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DNA –fita dupla complementarias
RNA-fita única cópia de uma das fitas do DNA (transcrição)
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mRNA
-transporta a código para apenas uma um polipeptídio: monocistrônico (eucariontes)
codifica para dois ou mais polipeptídios diferentes: policistrônico (procariontes)
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O comprimento mínimo de um mRNA é dado pelo tamanho da cadeia polipeptídica (proteína) que ele codifica
-cadeia com 100 resíduos de aa: mRNA com no mínimo 300 nucleotídios (tamanho mínimo). Porque?
Cada aa é codificado por uma trinca de nucleotídios:
Met- AUG Ala-GCU Cys- UGU
Ainda tem espaços não codificadores e sequências reguladoras na síntese protéica
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Outros RNAs
-tRNA: possui numa extremidade um aminoácido e na outro o anticódon do mRNA
-rRNA: onde se dá a síntese protéica
-ribozimas : que são pedaços no mRNA que se auto- eliminam (íntrons) do primeiro transcrito 
A diversidade de estruturas e funções do RNA é muito mais complexa que a do DNA
Apesar de ser uma cópia de uma das fitas do DNA, no RNA o pareamento de bases é A=U e C=G
A fita do RNA que foi transcrita do DNA é antiparalela à fita do DNA que lhe deu origem 
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A química dos ácidos nucléicos
-DNA e RNA sofre desnaturação pelos mesmos agentes que desnaturam proteínas, mas sem quebra de ligação covalente
-as duas fitas se separam completamente ou parcialmente
-podem ser renaturados quando as condições extremas são removidas
-se a separação foi parcial a renaturação é rápida
-se foi completa é mais lenta, colisões aleatórias forma o primeiro segmento curto de dupla hélice, depois é só fechar pelo pareamento rápido das bases.
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Nucleotídios e ácidos nucléicos sofrem transformações não enzimáticas
-alterações espontâneas na estrutura dos nucleotídios
-alterações lentas, mas fisiologicamente significantes devido à baixa tolerância das células para a alteração da sua informação genética
-mutações : alterações na estrutura do DNA que produzem mudanças permanentes na informação genética- ligação intima no processo de envelhecimento e carcinogênese 
-desaminação espontânea: perda do grupo amino exocíclico das bases
-desaminação da C fornece U: por isso o DNA contém T no lugar de U. Quando U é formado um sistema de reparo o remove do DNA, se o DNA contivesse U como base esse sistema de reparo não reconheceria qual dos U remover
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-reação de hidrólise da ligação N-beta-glicosidica entre a base e a pentose
-reações promovida por luz UV: reações entre as base, principalmente entre as bases pirimidinicas adjacentes formando dímeros de pirimidinas
-reações promovidas por radiações ambientais e usadas em exames- 10% de todas as lesões do DNA
-reagentes químicos: provocam desaminação (ácido nitroso) e alquilação de bases em locais que impedem o pareamento
-lesões oxidativas causadas por peróxidos, radicais hidroxilas e radicais superoxidos
O DNA ainda mantém sua estrutura muito mais protegida do que o RNA e proteínas a esses agentes que causam alterações devido ao seu sistema de reparo
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Certas bases do DNA são metiladas enzimaticamente
A e C mais frequentemente que G e T
Metilação restrita a certas regiões do DNA
As metilases usam a adenosilmetionina como grupo doador de metila
Algumas funções da metila são desconhecidas
Na E. coli serve de defesa –distinção do seu DNA de um DNA estranho
Parte de um sistema de reparo para bases não pareadas corretamente durante a replicação do DNA
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Outras funções dos nucleotídios
-transporte de energia nas células: ATP, GTP, UTP, CTP através dos seus grupos fosfatos
 A hidrolise dos nucleotídios trifosfatos libera energia para processos biossintéticos
-co-fatores enzimáticos: nucleotídios de adenosina se ligam a enzimas, não participa da função primária da enzima, mas sua
remoção altera a velocidade da catalise 
Porque a Adenosina? 
ATP com a evolução tornou-se a fonte universal de energia por isso desenvolveram-se sistemas para sintetizar mais ATP do que os outros nucleotídios, logo porque é abundante se tornou a escolha lógica para a incorporação numa série de estruturas
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-moléculas reguladoras: sinais hormonais e químicos se ligam a receptores específcos na superfície celular, frequentemente produzindo mensageiros secundários que por muitas vezes são nucleotídios. 
AMP cíclico-mensageiro secundário formado a partir do ATP em reação catalisada pela adenil ciclase em resposta a hormônios e outros sinais químicos
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