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Estrutura e Funcao de Acidos Nucleicos

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Estrutura e Função de 
Ácidos Nucléicos 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
INSTITUTO DE QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA 
QBQ0313 
Flavia Carla Meotti 
Os Ácidos Nucléicos 
DNA – ácido desoxirribonucléico: 
armazenador da informação genética na 
maioria dos seres vivos 
Função: armazenamento e transmissão da 
informação genética 
RNA – ácido ribonucléico: armazenador da 
informação genética em alguns vírus, 
importante na transmissão da informação 
Os Ácidos Nucléicos 
O Dogma Central da Biologia Molecular 
Os Ácidos Nucléicos 
Os ácidos nucléicos são unidades de NUCLEOTÍDEOS 
• Base nitrogenada 
• Grupo fosfato 
• Pentose – desoxirribose (DNA) e ribose (RNA) 
 
Fosfato 
Base 
púrica ou 
pirimídica 
Pentose 
Os Ácidos Nucléicos 
• Bases nitrogenadas dos ácidos nucléicos 
Purinas 
adenina guanina 
citosina timina 
(DNA) 
uracila 
(RNA) 
Pirimidinas 
Os Ácidos Nucléicos 
• Nucleotídeos (DNA) 
Desoxiadenosina 
5’ monofosfato 
A, dA, dAMP 
Desoxiguanosina 
5’ monofosfato 
G, dG, dGMP 
Desoxitimidina 
5’ monofosfato 
T, dT, dTMP 
Desoxicitinina 
5’ monofosfato 
C, dC, dCMP 
Os Ácidos Nucléicos 
• Nucleotídeos (RNA) 
Adenosina 5’ 
monofosfato 
A, AMP 
Guanosina 5’ 
monofosfato 
G, GMP 
Citinina 5’ 
monofosfato 
C, CMP 
Uridina 5’ 
monofosfato 
U, UMP 
Os Ácidos Nucléicos 
• Os nucleotídeos são 
unidos por ligações 
fosfodiéster entre a 5’P de 
um resíduo com a 3’OH 
do resíduo seguinte para 
formarem os ácidos 
nucléicos 
Propriedades Químicas dos Ácidos Nucléicos 
Formas tautoméricas das bases nitrogenadas 
 As bases nitrogenadas são pouco solúveis em água em 
pH 7,0 
 Interações entre os anéis cíclicos levam a um 
empilhamento das bases em uma conformação planar 
 O empilhamento das bases é mantido por interações 
eletrônicas (forças de van der Waals, dipolo-dipolo)  reduz 
o contato com a água e o espaço entre as bases  
estabilização da estrutura tridimensional dos ácidos 
nucléicos 
Propriedades Químicas dos Ácidos Nucléicos 
 Pontes de hidrogênio entre bases complementares e o 
pareamento de bases na estrutura do DNA 
Propriedades Químicas dos Ácidos Nucléicos 
1953 – JAMES WATSON e 
FRANCIS CRICK 
 Pontes de hidrogênio entre bases complementares 
Propriedades Químicas dos Ácidos Nucléicos 
adenina 
guanina 
timina 
citosina 
Fitas antiparalelas 
O DNA é flexível 
 Estrutura do DNA 
A dupla hélice do DNA 
Estrutura do DNA 
Fenda ou 
sulco maior 
Fenda ou 
sulco menor 
Formas estruturais da dupla hélice 
Estrutura do DNA 
O DNA aparece com variações estruturais 
Forma B (DNA-B) 
-Forma mais estável (padrão) 
-Predominante no DNA 
cromossômico 
-10,5 bases por volta 
Forma A (DNA-A) 
Estrutura do DNA 
-Variante da forma B  pela 
redução da umidade relativa 
em 75% 
-11 pares de bases por volta 
-Predominante em híbridos 
DNA-RNA ou RNA-RNA (dupla 
fita) 
 
Formas estruturais da dupla hélice 
Forma Z (DNA-Z) 
Estrutura do DNA 
-Rotação para a esquerda 
-12 pares de base por volta 
-Devido à sequencias repetidas 
C e G (G pode assumir 
conformação syn) 
-Suspeita-se que é importante 
para a regulação da expressão 
gênica e recombinação 
 
Formas estruturais da dupla hélice 
O DNA pode adquirir formas menos usuais 
Quais? 
- Arranjos cruciformes 
- Fita tripla 
- Dobramento 
Importantes no processo 
de reconhecimento do 
DNA por certas proteínas 
e enzimas 
Por que acontece? 
Devido a presença de sequências específicas no DNA 
O DNA pode adquirir formas menos usuais 
Sequências específicas que levam a variações estruturais 
no DNA 
Sequência Palíndrome 
Repetição em Espelho 
O DNA pode adquirir formas menos usuais 
Sequências palíndromes podem formar estruturas: 
hairpins cruciformes 
O DNA pode adquirir formas menos usuais 
Triplete de DNA 
 
- Ligações de hidrogênio adicionais 
O DNA pode adquirir formas menos usuais 
Desnaturação e Renaturação 
Propriedades químicas da fita de DNA 
A Separação das fitas de DNA ocorre pela destruição das 
ligações de hidrogênio se: 
• O pH de uma solução de DNA for alterado 
• A solução for aquecida (temperatura de fusão) 
• Desnaturação: perda da estrutura helicoidal do DNA 
• Renaturação: refazer a dupla hélice com as fitas 
complementares de DNA 
Propriedades químicas da fita de DNA 
O DNA pode hibridizar 
Propriedades químicas da fita de DNA 
Esta propriedade pode ser 
empregada na detecção de 
sequências específicas do DNA 
importantes na expressão de 
determinadas proteínas 
Testes em Biologia Molecular, o 
DNA pode hibridizar com 
sondas marcadas 
As bases nitrogenadas do DNA podem sofrer metilação 
- Reconhecimento do 
próprio DNA em 
comparação com DNA 
exógeno não metilado 
 
- Mecanismo de 
defesa: importante no 
reparo do DNA em 
caso de erro na 
replicação 
 
Alterações na estrutura dos nucleotídeos do DNA 
As bases podem sofrer desaminação → mutação 
Alterações na estrutura dos nucleotídeos do DNA 
HNO2 
Conservantes 
em alimentos 
As bases podem sofrer alteração por radiação 
Alterações na estrutura dos nucleotídeos do DNA 
dobra 
Estrutura do DNA : 
Supertorção 
DNA de plasmídeos 
Estrutura do DNA – Supertorção 
Aumento da torção da esquerda para direita 
Estrutura do DNA – O DNA circular 
 Células procarióticas: O DNA se apresenta em forma circular, na 
qual a dupla hélice se fecha por seus extremos. Apresentam um 
único cromossomo associado a histonas  NUCLEÓIDE. 
Também presente como DNA extracromossomal (DNA de 
plasmídeos) 
 Células eucarióticas: DNA presente na mitocôndria 
 O DNA é superenrolado (super-hélice) 
 O DNA empacotado com proteínas formando a cromatina 
Associado a proteínas de caráter básico (Histonas)  
empacotam e organizam o DNA em NUCLEOSSOMOS  
CROMOSSOMOS 
O DNA em células de eucariontes 
Histonas H1, H2A, H2B, H3 e H4  empacotam o 
DNA formando o nucleossomo e a fibra de 30 nm 
O DNA em células de eucariontes 
O DNA em células de eucariontes 
Histonas H1, H2A, H2B, H3 e H4  empacotam o 
DNA formando o nucleossomo e a fibra de 30 nm 
O DNA em células de eucariontes 
ESTRUTURA DO RNA 
- Polímero de ribonucleosídeos 5’monofosfatos 
- Ligações 3’,5’-fosfodiéster linear de fita simples, 
RNA de fita dupla pode estar presente em 
genomas virais 
- Podem apresentar uma estrutura secundária e 
terciária que envolve o pareamento de bases 
intramoleculares, empilhamento de bases e 
pontes de hidrogênio entre diferentes parte da 
molécula 
ESTRUTURA DO RNA 
Pareamento de bases intramoleculares 
ESTRUTURA DO RNA 
Ex.: RNA transportador 
Empilhamento de 
bases no tRNA 
Haste aceptora 
ESTRUTURA DO RNA 
TIPO DE RNA 
RNA mensageiro mRNA 
RNA ribossômico rRNA 
RNA transportador tRNA 
ESTRUTURA DO RNA 
mRNA 
- Contém a informação codificada no DNA, a qual será 
traduzida em proteína 
- O mRNA pode ser monocistrônico ou policistrônico 
eucariontes 
procariontes 
ESTRUTURA DO RNA 
rRNA 
- O ribossoma é o aparelho 
da síntese protéica (65% 
RNA e 35% proteína) 
- O rRNA corresponde a 80 % 
do RNA celular 
ESTRUTURA DO RNA 
rRNA 
- Contém uma 
subunidade catalítica 
responsável pela 
formação da ligação 
peptídica 
ESTRUTURADO RNA 
tRNA 
- “Ativa” os aminoácidos (haste 
aceptora) para que a formação da 
ligação peptídica seja 
energeticamente favorável 
- Reconhece códons no 
mRNA alça do anticódon 
ESTRUTURA DO RNA 
Resumo da aula 
 Funções dos ácidos nucléicos DNA e RNA 
 Estrutura e propriedades químicas dos nucleotídeos 
 União dos nucleotídeos e formação das fitas 
 O pareamento de bases complementares e o modelo 
da dupla hélice por Watson e Crick (1953) 
 Estrutura tridimensional e propriedades químicas da 
estrutura do DNA e RNA 
 Tipos de DNA e RNA 
 Organização do DNA em cromatina em procariontes 
e eucariontes

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