Bioquímica dos NUCLEOTÍDEOS

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Nucleotídeos & 
Ácidos Nucleicos
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Nucleotídeos
Principais Funções Bioquímicas dos nucleotídeos de Purina e Pirimidina:
-Transferência de grupo fosfato em numerosas reações: ATP e outros nucleotídeos que impulsionam as reações exotérmicas.
-Ativadores intermediários: na biossíntese de carboidratos UDP-glicose e UDP-Galactose, na biossíntese de lipídios o CDP-acylglicerol. 
-Na estrutura coenzimas: FAD, NAD+ , NADP+ , coenzimas e 		 S-adenosilmetionina.
-Efetores alostéricos em vias metabólicas
-Mediadores fisiológicos: Função de segundo mensageiro cAMP e cGMP.
-Unidades monoméricas precursores do RNA e DNA
-Análogos sintéticos fornecem potentes ferramentas terapêuticas para os médicos: no tratamento da Gota, inibição do crescimento celular (Câncer),Certas viroses. São alopurinol, 5-Fluoruracil, 5’ –iodo- 2’-deoxiuridina, 6-mercaptopurina, 6-tioguanina, 6-azauridina e arabinoslcitosina – drogas que inibem enzimas específicas sendo também valiosas na pesquisa biomédica.
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Propriedades químicas, estruturas e funções.
Nucleotídeos são notáveis pelo seu envolvimento em reações fundamentais para a manutenção e para propagação da vida.
Funções:
*Transferência de Energia.
*Forma Polimérica (Ácidos Nucléicos) Participantes básicos no armazenamento e na decodificação da informação genética.
*Estruturais e Catalíticas.
Nucleotídeos e Ácidos Nucleicos:
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Dogma Central
Replicação, Transcrição e Translação.
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Estrutura de Nucleotídeos
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Principais Bases Púricas e Pirimídicas
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Conformações da Ribose
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Desoxinucleotídoes e Ribonucleotídeos
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Bases Púricas e Pirimídicas Raras
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Alguns Tipos de Adenosina Monofosfato
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Nucleotídeos Fornecem Energia Química a Célula
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Algumas Coenzimas Contendo Adenosina
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Três Nucleotídeos Regulatórios
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Espetro de Absorção dos Nucleotídeos 
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Conformações Anti e Syn dos Nucleosídeos
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Propriedades Físicas das Bases
Formas Tautoméricas das Bases:
Amino Imino
Lactam Lactim
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Modelo das pontes de H entre as bases
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Pontes de H na Cadeia de DNA
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Ligação Fosfodiester na cadeia de DNA e RNA
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Estrutura do DNA
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Modelo de Difração de Raio X do DNA
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Regras de Chargaff
A análise de DNA de várias espécies mostrou que as 4 bases encontradas normalmente no DNA AGTC, não ocorrem em quantidades equimolares e que a quantidade relativa varia de espécie para espécie. 
No entanto foi contatado que A:T e G:C estão presente numa proporção 1:1 e que o número de resíduos de pirimidina é sempre igual ao número de resíduos de purina 
[A=T] e [G=C] =
[Purina] = [Pirimidina]
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Regra de Chargaff
[A]=[T] ; [C]=[G] ; [Pirimidina] = [Purinas]
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Composição de Bases DNA
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Hereditariedade
A seqüência de bases de uma das fitas apresenta uma complementariedade com relação a seqüência de bases da outra fita, ou seja, a informação genética contida na seqüência de uma das fitas e conservada na seqüência da outra fita
Isso implica que na duplicação do DNA as duas moléculas filhas carregam consigo a informação genética.
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A Natureza Antiparalela da Dupla Hélice de DNA
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Modelo de Watson-Crick da Estrutura do DNA
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Comparação das Formas A,B e Z do DNA
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Comparação das Formas A,B e Z da dupla Hélice do DNA
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Desnaturação do DNA pelo Calor
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Reações não Enzimáticas dos Nucleotídeos 
Desaminação:
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Reações não Enzimáticas dos Nucleotídeos 
Depurinação:
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Formação de Dímeros de Pirimidina induzidos pela Luz UV
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Xeroderma Pigmentosum
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Agentes Químicos que causam danos ao DNA
(a) Precursores do ácido nitroso que promovem reações de desaminação.
(b) Agentes Alquilantes
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Por que o DNA contém Desoxirribose ao invés de Ribose?
O RNA é menos estável do que o DNA porque seu grupamento vicinal 2’-OH torna a ligação 3’ fosfodíéster susceptível à clivagem nucleofílica
O DNA não apresenta 2’-OH, portanto não é susceptível à hidrolise alcalina, enquanto que o RNA é facilmente hidrolizado em uma solução diluída de NaOH. O DNA é hidrolizado com HCL 1mM com separação das bases purínicas por quebra da ligações glicosídicas dos nucleotídeos purínicos. As Ligações glicosídicas entre as bases pirimidínicas e a 2’-desoxirribose não são afetadas.
Estas diferenças tornam o DNA uma forma polimérica mais estável do que o RNA com significância óbvia da sua Função como Transportador hereditário da informação genética.
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Hidrólise do RNA sob condições Alcalina
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Diferenças Químicas entre DNA e RNA
Quais as conseqüências dessas diferenças?
Porque o DNA contém timina ao invés de Uracila?
A citosina desamina formando uracila. A conversão de C e U poderia potencialmente resultar numa mutação.
Supondo DNA com U ao invés de T.
A=U
C=G
C=G
A=U (C U)
U=G
 U=A ? (U correto, A mutante)
U no DNA é o 5-MetU= Timina
Dessa forma o problema acima é eliminado. O grupo 5Me Funciona como marcador da U, o que significa “este U é correto, não o substitua”.
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A Natureza Química do RNA difere do DNA
Diferenças específicas do RNA:
No RNA, a molécula do açúcar a qual o fosfato e as bases são ligadas é a ribose
O componente pirimídico do RNA é a Uracila
RNA existe como uma única cadeia
Disto resulta que o conteúdo de guanina não necessariamente é igual ao conteúdo de citosina; nem adenina é igual a uracila.
RNA pode ser hidrolisado por Álcali a 2’, 3’ diester cíclico do monossacarídeo
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Tipos de RNA
mRNA
5’m7 GPPP (AAA)n3’
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Sub-unidades do Ribossomo
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Estrutura Tridimensional 
do RNA Tranportador
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Algumas bases modificadas dos tRNAs, produzidos por reações Pós-transcricional.
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Estruturas Tridimensional no RNA
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Processamento do RNA mensageiro em Eucariotos
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Replicação, Transcrição e Translação.
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Infecção retroviral de uma célula de mamífero e integração do retrovirus no cromossomo hospedeiro.
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Compostos que Interferem com o metabolismo celular de purina e pirimidina nucleotídeos:
Agentes Quimioterápicos.
Classificação: Antimetabólitos
			Antifolatos
			Antagonistas de glutamina. Etc.
-Antimetabólitos: 6-Mercaptopurina
			 6- Tioguanina
			 Azatioprina (imunosupressão)
			 Aciclovir (infecção por Vírus da Herpes)
			 5-Fluoruracila 
			 Citosina Arabinosideo
Antifolatos: Metotrexato
Antagonistas da Glutamina: Azaserina, 6-diazo-5-oxo-L-Norleucina
Agentes antivirais: Aciclovir (acicloguanosina), 3’azido-desoxitimidina(AZT)
Leucemia aguda