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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!
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