AULA 1 Introdu o ao estudo dos cidos nucleicos

Prévia do material em texto

23/08/2016
1
Profª Drª Danielle Ribeiro
dannyrrc_bio08@yahoo.com.br
Aracaju/2016.2
ÁCIDOS NUCLEICOS
 Os ácidos nucleicos são assim chamados por
seu caráter ácido, e por terem sido originalmente
descobertos no núcleo das células.
 A partir da década de 1940, os ácidos
nucleicos passaram a ser intensivamente
estudados, pois se descobriu que eles formam os
genes responsáveis pela herança biológica.
A molécula de DNA possui
uma configuração estrutural
bastante distinta. O modelo
inicial que explica a
estrutura do DNA foi
proposto por James D.
Wastson e Francis H.C.
Crick em 1953.
Ácidos Nucleicos
Segundo eles, a molécula de DNA é uma fita dupla constituída por duas
cadeias paralelas que correm em direções opostas. Os emparelhamentos são
estabelecidos graças à afinidade química entre as bases adenina e timina (A-
T) e guanina e citosina (G-C).
23/08/2016
2
Notamos que a ligação se faz sempre entre
uma base púrica e uma base pirimídica e que há
afinidade química somente entre adenina, e
timina, e guanina e citosina.
Na verdade, essa afinidade pode ser
constatada observando-se as ligações que se
estabelecem entre as bases e que se chamam
ponte de hidrogênio. Estas são ligações fracas
que ocorrem entre átomos de hidrogênio e alguns
outros maiores que ele, entre os quais estão o
oxigênio,o nitrogênio e o flúor.
Os ácidos nucleicos são constituídos por três
tipos de componentes:
• glicídios do grupo das pentoses;
• ácido fosfórico;
• bases nitrogenadas.
Esses componentes organizam-se em trios
moleculares denominados nucleotídios, que se
encadeiam às centenas ou aos milhares para formar
uma molécula de ácido nucleico. Representação de nucleotídio
NUCLEOTÍDEO basenitrogenada
desoxirribose
ácido fosfórico
Imagem: NEUROticker / public domain
23/08/2016
3
Há dois tipos de ácidos nucleicos:
• ácido desoxirribonucleico conhecido como DNA;
• ácido ribonucleico conhecido como RNA.
Essas substâncias apresentam,
respectivamente, desoxirribose e ribose em suas
moléculas. Dos cinco tipos de base nitrogenadas
presentes nos ácidos nucleicos, três ocorrem tanto
no DNA quanto no RNA.
adenina (A), citosina (C), guanina (G)
 A base nitrogenada
timina (T) ocorre
exclusivamente no DNA,
enquanto a base uracila(U)
ocorre exclusivamente no
RNA.
 Disso decorre que
uma molécula de DNA, por
maior que seja, terá apenas 4
tipos de nucleotídeos, todos
possuindo DESOXIRRIBOSE,
no entanto, diferindo quanto
ao tipo de base. Já numa
molécula de RNA, os 4 tipos de
nucleotídeos terão a RIBOSE, e
uma das 4 bases nitrogenadas.
Representação de bases nitrogenadas, açucares e ácido fosfórico.
BASES PIRIMÍDICAS
AÇÚCARES ÁCIDO FOSFÓRICO
Citosina Timina Uracila
Desoxirribose Ribose
BASES PÚRICAS
Adenina Guanina
NUCLEOTÍDEO
(DNA)
Im
age
ns 
de
 cim
a p
ara
 ba
ixo
 e d
a e
squ
erd
a p
ara
 a d
ire
ita
: (
a) 
Mi
ch
ał S
ob
ko
ws
ki 
/ G
NU
 Fr
ee
Do
cu
me
nta
tio
n L
ice
nse
. (b
) c
acy
cle
 / G
NU
 Fr
ee 
Do
cu
me
nta
tio
n L
ice
nse
. (c
) N
EU
RO
tic
ker
 /
pu
bli
c d
om
ain
. (d
) Y
ikr
azu
ul 
/ p
ub
lic 
do
ma
in.
 (e
)R
ich
ard
 W
he
ele
r /
GN
U F
ree
Do
cu
me
nta
tio
n L
ice
nse
. (f
) N
EU
RO
tic
ker
 / p
ub
lic 
do
ma
in.
 (g
) c
acy
cle
 / G
NU
 Fr
ee
Do
cu
me
nta
tio
n L
ice
nse
. (h
) E
d (
Ed
gar
181
) / 
pu
bli
c d
om
ain
. (i
) N
EU
RO
tic
ker
 / p
ub
lic
do
ma
in.
As bases nitrogenadas são classificadas em
pirimídicas e púricas .
A bases pirimídicas são formadas por uma
cadeia fechada com quatro átomos de carbono e
dois de nitrogênio. São elas: citosina (C), timina
(T), uracila (U).
As bases púricas, por sua vez, apresentam
estrutura química constituída por duas cadeias
fechadas, e também chamadas aneis. São elas:
adenina (A) ou guanina (G).
23/08/2016
4
Estrutura dos ácidos nucleicos
Moléculas de DNA são constituídas por duas
cadeias de nucleotídeos enroladas uma sobre a
outra, lembrando um escada helicoidal.
As duas cadeias mantêm-se unidas entre si
por meio de um tipo especial de ligação, a ligação
de hidrogênio (ou ponte de hidrogênio) entre pares
de bases específicos.
Diferentes formas de representar uma molécula de DNA: representação plana: duas cadeias por duas bases
nitrogenadas, representada na seleção retangular acima um nucleotídeo. Representado da dupla-hélice no
espaço, mostrando as ligações de ponte de hidrogênio. Representação dos átomos por modelos de esfera.
Nucleotídeo
Bases nitrogenadas Pontes dehidrogênio
Cadeia de açúcares
e fosfatos
Im
age
ns 
da
 es
qu
erd
a p
ara
 a d
ire
ita
: (a
) M
irm
illo
n /
 pu
bli
c d
om
ain
. (b
) Z
ep
hy
ris
/ G
NU
 Fr
ee 
Do
cu
me
nta
tio
n L
ice
nse
. (c
) E
lap
ied
 e S
tw
 / p
ub
lic 
do
ma
in.
O modelo adotado até hoje abriu um novo e
importante campo de estudo: o da genética molecular.
Isso rendeu a Watson, a Crick e a Wilkins o prêmio
Nobel de Medicina e Fisiologia de 1962.
Detalhe de uma molécula de DNA,
evidenciando o pareamento de bases
nitrogenadas
Im
age
m:
 M
irm
illo
n /
 pu
bli
c d
om
ain
Molécula de DNA dupla-hélice.
Im
age
m:
 Gi
ac8
3 /
 pu
bli
c d
om
ain
O RNA tem origem a partir da molécula de
DNA.
O RNA, ou ácido ribonucleico, é uma molécula
em cadeia simples, apresentando uma estrutura
primária semelhante à do DNA. Como principais
diferenças em relação ao DNA, o RNA :
Im
age
m:
Est
rut
ura
 qu
ím
ica
 do
 RN
A /
Na
ray
an
ese
 / G
NU
 Fr
ee 
Do
cu
me
nta
tio
n
Lic
en
se
Im
age
m:
 Joz
134
0 /
 Pu
bli
c D
om
ain
.
23/08/2016
5
Representação estrutural de um
ribonucleotídeo, mais especificamente da uridina-
5'-monofosfato (ou ácido 5'-uridílico).
Os RNA, existem na célula como produto
direto de genes e pertencem a 3 classes distintas:
• o RNA mensageiro (mRNA), o qual alberga
informação que posteriormente será traduzida
numa proteína;
• o RNA ribossomal (rRNA), componente principal
do ribossoma;
• e o RNA de transferência (tRNA), que funciona
como uma molécula transportadora de
aminoácidos no decorrer do processo de
tradução.
Im
age
m:
 Au
tor
 de
sco
nh
eci
do
 / d
om
íni
o p
úb
lico
Citoplasma
Transcrição
Núcleo
Translação Proteína
Ribossoma
(Complexo rRNA/Proteína)
AUCG’s
DNA
ácido
desoxirribonucleico
RNA
ácido
ribonucleico
esqueleto
fosfoglicídico
par de bases
ATCG’s
bases
azotadas basesazotadas
citosina citosina
guanina guanina
adenina adenina
timin
a uracilo
Substitui timina no RNA
Imagem: Da lateral esquerda: (a) Michał Sobkowski / GNU Free Documentation License; (b) Ed (Edgar181) / public domain.(c) cacycle / GNU Free
Documentation License. (d) cacycle / GNU Free Documentation License. Central: (e) Boumphreyfr / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0
Unported. (f) Boumphreyfr / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Da lateral direita: (g) Michał Sobkowski / GNU Free Documentation
License. (h) Ed (Edgar181) / public domain. (i) cacycle / GNU Free Documentation License. (j) NEUROticker / public domain.
23/08/2016
6
A duplicação do DNA
O modelo estrutural do DNA proposto por
Watson e Crick explica a duplicação dos genes:
as duas cadeias do DNA se separam e cada uma
delas orienta a fabricação de uma metade
complementar.
O experimento dos pesquisadores
Meselson e Stahl confirmou que a duplicação do
DNA é semiconservativa,isto é, que metade da
molécula original se conserva íntegra em cada
uma das duas moléculas-filhas (7).
No processo de duplicação do DNA, as pontes de
hidrogênio entre as bases se rompem e as duas cadeias começam a
se separar. À medida que as bases vão sendo expostas,
nucleotídeos que vagam pelo meio ao redor vão se unindo a elas,
sempre respeitando a especificidade de emparelhamento:
Im
age
m:
Ma
dp
rim
e/ 
Cr
eat
ive
 Co
mm
on
s
At
trib
uti
on
-Sh
are
 Al
ike
 3.0
Un
po
rte
d
A com T, T com A, C com G e G com C.
Uma vez ordenados sobre a cadeia que está
servindo de modelo, os nucleotídeos se
ligam em sequência e formam uma cadeia
complementar sobre cada uma das cadeias
da molécula original.
Assim, uma molécula de DNA
reproduz duas moléculas idênticas a ela
(8).
Timina
Adenina
Guanina
Citosina
Esquema de duplicação de DNA
Im
age
m:
 M
ad
pri
me
 / C
rea
tiv
e C
om
mo
ns
At
trib
uti
on
-Sh
are
 Al
ike
 3.0
 Un
po
rte
d
23/08/2016
7
Ácidos
Nucléicos
23/08/2016
8
Orientação antiparalela
As duas fitas possuem uma orientação antiparalela, o que significa
que a fita molde para a síntese de DNA tem orientação oposta à fita de
DNA que está sendo sintetizada.
Sequência Gênica
23/08/2016
9
Animação DNA Aplicações
Perguntas para pesquisa
1-O que você entende por “orientação antiparalela” das fitas de
DNA?
2-Os ácidos nucleicos são constituídos por cadeias
polinucleotídicas. Descreva resumidamente este tipo de
composto.
3-Quais as principais características da molécula de DNA?
4-Explique o que é e porque ocorre a complementaridade de
bases nitrogenadas.
5- Busque em artigos como a tecnologia do DNA está sendo na
sua futura área de atuação (Fisioterapia ou Enfermagem).
Bom Descanso!