Aula_8_-_Acidos_Nucleicos_-_ESA_UFMT_-_Bioquimica_Ambiental

Prévia do material em texto

26/07/2014
1
Cuiabá-MT,
Julho / 2014.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FAET - ENGENHARIA SANITÁRIA E 
AMBIENTAL
Bioquímica Ambiental
Ácidos Nucléicos
Profª Amanda Finger
1
Ácido Nucleico é um tipo de composto químico, de
elevada massa molecular, que possui ácido
fosfórico, açúcares e bases purínicas e pirimidínicas;
São portanto macromoléculas formadas
por nucleotídeos;
Ocorrem em todas as células vivas e são responsáveis
pelo armazenamento e transmissão da
informação genética e por sua tradução que é expressa
pela síntese precisa das proteínas;
São as biomoléculas mais importantes do controle
celular, pois contêm a informação genética;
Existem dois tipos de ácidos nucleicos: ácido
desoxirribonucleico - DNA e ácido ribonucleico - RNA.
ÁCIDOS NUCLÉICOS E NUCLEOTÍDIOS
2
Watson e Crick sugeriram que a molécula de DNA
era composta de duas cadeias de nucleotídeos
dispostas em espiral em torno de um mesmo eixo
imaginário, formando uma estrutura de dupla hélice.
ESTRUTURA DO DNA
3
ÁCIDOS NUCLEICOS
Estrutura Molecular
O ácido nucléico é formado por um grande polímero de
moléculas individuais chamadas de nucleotídeos;
Cada nucleotídeo é formado por:
1. uma base nitrogenada, que pode ser uma purina
(adenina ou guanina) ou uma pirimidina (timina ou
citosina no DNA; uracila ou citosina no RNA)
2. Uma pentose (desoxirribose no DNA, e ribose no
RNA)
3. um grupo fosfato (PO4
-)
Nucleosídio: conjunto de base + açúcar
Nucleotídeo: conjunto de base + açúcar + fosfato 4
26/07/2014
2
ÁCIDOS NUCLÉICOS
Estrutura Molecular
Nucleosídio: conjunto de base + açúcar
Nucleotídeo: conjunto de base + açúcar + fosfato
5
ÁCIDOS NUCLEICOS
Bases Nitrogenadas:
São composto orgânicos nitrogenados de cadeia
fechada;
São classificadas em dois grupos: Púricas e
Pirimídicas;
1. As bases Púricas apresentam dois anéis, adenina (A)
e guanina (G).
2. As bases Pirimídicas apresentam um só anel, adenina
(A), timina (T) e uracila (U).
6
Uracila Timina
Citosina 2´desoxirribose
Ribose
Adenina Guanina
Ácido fosfórico
COMPONENTES DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS
7
ÁCIDOS NUCLEICOS
Há dois tipos de ácidos nucleicos
Ácido ribonucléico – RNA: contém açúcar ribose de
cinco carbonos;
Ácido desoxirribonucléico – DNA: no qual o grupo
hidroxila na posição 2 da ribose é trocado por um
hidrogênio, e uma molécula de oxigênio é perdida, de
onde vem o prefixo desoxi;
Os nucleotídeos sucessivos são ligados por ligações
covalentes fosfodiéster, em que um grupo fosfato liga o
carbono 3’ de um açúcar ao carbono 5’ do açúcar vizinho.
8
26/07/2014
3
ÁCIDOS NUCLÉICOS
Há dois tipos de ácidos nucléicos
RNA: açúcar ribose de cinco carbonos;
DNA: o grupo hidroxila na posição 2 da ribose é
trocado por um hidrogênio, e uma molécula de oxigênio é
perdida, de onde vem o prefixo desoxi.
9
ÁCIDOS NUCLÉICOS
A Ligação Fosfodiéster
Ocorre entre o fosfato do carbono 5 da pentose de um
nucleotídeo e a hidroxila do carbono 3 da pentose do
nucleotídeo seguinte;
A cadeia resultante é bastante polar, e possui:
Uma extremidade 5’ – Fosfato de carbono 5 da pentose
livre;
Uma extremidade 3’ – Hidroxila de carbono 3 da
pentose livre;
Por convenção, as bases de uma sequência são
sempre descritas da extremidade 5’ para a extremidade
3’.
10
ÁCIDOS NUCLÉICOS
A Ligação Fosfodiéster
11
ÁCIDOS NUCLÉICOS
A Ligação Fosfodiéster
As ligações fosfodiéster podem ser quebradas
enzimaticamente por enzimas chamadas nucleases, que
se dividem em:
Endonucleases: quebram ligações no meio da
molécula
Exonucleases: quebram ligações nas extremidades
da molécula
12
26/07/2014
4
ÁCIDOS NUCLÉICOS
Localização dos ácidos nucléicos
RNA está presente no citoplasma e em concentrações
particularmente altas no nucléolo do núcleo;
DNA é achado principalmente nos cromossomos, mas
também está presente nas mitocôndrias e em
cloroplastos das células de plantas.
13
ÁCIDOS NUCLÉICOS
Representação das bases nitrogenadas
Na formação dos ácidos nucléicos as bases púricas se
combinam com as bases pirimídicas da seguinte forma:
DNA:
RNA:
Púricas Pirimídicas
Adenina (A) Timina (T)
Guanina (G) Citosina (C)
Púricas Pirimídicas
Adenina (A) Uracila (U)
Guanina (G) Citosina (C)
14
ESTRUTURA DO DNA
Cada cadeia de DNA tem sua polaridade determinada
pela orientação de uma ligação entre um açúcar e um
fosfato;
As duas moléculas de DNA que formam a dupla hélice
estão unidas por fracas pontes de hidrogênio;
Essas ligações dispõem-se entre bases opostas das
duas fitas de DNA formando pares de base de acordo
com as regras de Watson e Crick: purina sempre pareia
com pirimidina (adenina com timina e citosina com
guanina).
15
ESTRUTURA DO DNA
16
26/07/2014
5
ESTRUTURA DO DNA
17
ESTRUTURA DO DNA
As ligações ocorrem dessa maneira porque o
espaço ocupado por duas bases oponentes é
pequeno, e duas bases grandes não caberiam nesse
espaço, assim como duas pequenas não se
aproximariam o suficiente para interagir;
Desse modo são criadas cadeias complementares;
Como resultado, a composição de bases do DNA
não é randomizada, havendo as mesmas quantidades
de bases púricas e pirimídicas, de tal forma que A+G
= T+C .
18
19
ESTRUTURA DO DNA ESTRUTURA DO RNA
É sintetizado pelo DNA;
É constituído por fita única de nucleotídeos;
Bases nitrogenada: Adenina, Guanina, Citosina, Uracila;
Existem três tipos principais de RNA que participam
do processo da síntese proteica:
1.RNA ribossômico (RNAr)
2.RNA transportador (RNAt)
3.RNA mensageiro (RNAm)
Os três principais tipos de RNA diferem um do outro
em termos de tamanho, função e modificações
estruturais especiais.
20
26/07/2014
6
ESTRUTURA DO RNA
É constituído por fita única de nucleotídeos
21
ESTRUTURA DO RNA
1. RNA ribossômico (RNAr)
É o da cadeia mais longa;
É o mais abundante nas células;
É encontrado em associação com uma série de
proteínas diferentes, como componente dos ribossomos;
forma a estrutura complexa que serve como sítio para a
síntese de proteínas;
No citosol eucariótico, existem quatro espécies de
RNAr de tamanhos diferentes;
Migram para o citoplasma, formando os ribossomos,
que por sua vez produzem proteínas.
22
ESTRUTURA DO RNA
2. RNA transportador (RNAt)
Tem forma de folha de trevo, sendo o menor dos RNAs;
Transporta os aminoácidos até o RNAm;
Apresenta-se dobrado sobre si mesmo.
23
ESTRUTURA DO RNA
2. RNA transportador (RNAt)
RNA transportador: é a menor das três principais
moléculas de RNA, tendo entre 74 e 95 resíduos de
nucleotídeos de tamanho;
Existe no mínimo um tipo específico de molécula de
RNAt para cada um dos 20 aminoácidos comumente
encontrados nas proteínas;
Juntos, eles constituem cerca de 15% do RNA da
célula;
Cada RNAt serve como um "adaptador", que transporta
seu aminoácido específico ao sítio de síntese de
proteínas, onde reconhece o códon que especifica a
adição de seu aminoácido à cadeia peptídica em
formação.
24
26/07/2014
7
ESTRUTURA DO RNA
3. RNA mensageiro (RNAm)
É sintetizado pelo DNA no processo de transcrição;
Apresenta fita de comprimento intermediário, é o tipo
mais heterogêneo de RNA em termos de tamanho;
É o que se apresenta em menor quantidade,
compreendendo somente cerca de 5% do RNA da
célula;
O RNAm transporta a informação genética do DNA ao
citosol, onde é usado como molde para a síntese de
proteínas;
Conduz a mensagem do núcleo para o citoplasma
através de CÓDONS.
25
ESTRUTURA DO RNA
3. RNA mensageiro (RNAm)
26
DIFERENÇA ENTRE DNA E RNA
27 28