estruturaatividadeacidosnucleicos 110714052621 phpapp02

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Estrutura e Atividade 
dos Ácidos Nucléicos 
Ácidos Nucléicos – O Código 
da Vida 
 
DNA e RNA 
  
Cadeia de polinucleotídeos 
 
 
Composição dos Nucleotídeos 
1) Açúcar (pentose) 
 Ribose: -D-ribofuranose (RNA) 
 Desoxirribose: -D-2´-desoxirribofuranose (DNA) 
 
2) Base nitrogenada: ligado ao carbono 1 do açúcar 
 Purinas: adenina, guanina 
 Pirimidina: citosina, timina, uracila 
 
3) Grupo Fosfato: ligado ao carbono 5 do açúcar 
 
Obs: Nucleosídeo = açúcar + base nitrogenada 
 
Pentoses 
O HOH2C 
H 
H 
H H H 
OH 
OH 
Desoxirribose 
1´ 
5´ 
4´ 
3´ 2´ 
Ribose 
O HOH2C 
H 
OH 
H H H 
OH 
OH 
1´ 
5´ 
4´ 
3´ 2´ 
Citosina 
H 
H 
N 
H 
O 
N 
N 
H H 
H 
N 
H 
O 
O 
N 
H3C H 
Timina 
Guanina 
O 
N 
N N 
H 
N 
N H 
H 
H 
H 
Purinas 
Pirimidinas 
Adenina 
N 
H 
N 
H N 
H 
N 
N 
H 
H 
H 
N 
H 
O 
O 
N 
H H 
Uracila 
Bases Nitrogenadas 
O CH
2 
H 
H 
H H H 
O
H 
Desoxirribose 
O P P O O P -O 
O O O 
O- 
Fosfato 
O- O- 
Adenina NH2 
N 
H N 
H 
N 
N 
H 
 
 
 
Nucleotídeos 
O CH
2 
H 
H 
H H H 
OH 
Desoxirribose 
O P P O O P -O 
O O O 
O O O 
Fosfato 
Base 
nitrogenada 
Adenina 
Nucleotídeos 
O CH
2 
H 
H 
H H H 
OH 
Desoxirribose 
O P P O O P -O 
O O O 
O O O 
Fosfato 
Base 
nitrogenada 
Guanina 
Nucleotídeos 
O CH
2 
H 
H 
H H H 
OH 
Desoxirribose 
O P P O O P -O 
O O O 
O O O 
Fosfato 
Base 
nitrogenada 
Timina 
Nucleotídeos 
O CH
2 
H 
H 
H H H 
OH 
Desoxirribose 
O P P O O P -O 
O O O 
O O O 
Fosfato 
Base 
nitrogenada 
Citosina 
Nucleotídeos 
DNA 
 Ácido Desoxirribonucléico 
É o material genético da 
quase totalidade dos 
seres vivos. 
 
DNA 
 É grande e complexo e 
possui grande quantidade 
de informações. 
 Cada gene é um segmento 
de DNA, que contém a 
informação para fabricar 
uma determinada proteína. 
 Cada cromossomo é 
composto por uma série de 
genes. 
DNA 
 Cada gene transporta informação em sua banda de DNA. 
 Por exemplo, um gene pode carregar informação para cor 
dos olhos e um outro, para o tipo de cabelo. 
 Esse armazenamento de informação no gene é denominado 
informação genética. 
 Centrômero 
Telômero 
DNA 
 Pode se duplicar, 
gerando cópias perfeitas 
de si mesmo. 
 Comanda a síntese de 
proteínas, controla o 
metabolismo e a 
arquitetura da célula. 
Molécula de 
DNA parental 
Fita filha 
Molécula de 
DNA filha (dupla 
hélice) 
 Uma das funções do DNA 
dos cromossomos é servir 
de molde para sua própria 
duplicação na fase S do 
ciclo celular, sendo as 
cópias distribuídas para as 
células-filhas. 
 Outra função do DNA é a 
passagem da informação 
nele contida para as 
moléculas dos três tipos 
de RNA: RNA 
transportador, RNA 
mensageiro e RNA 
ribossômico. 
DNA 
Origem da 
replicação 
Origem da 
replicação 
Origem da 
replicação 
Fita parental 
Fita filha 
Duas moléculas de DNA 
Duplicação ou Replicação do 
DNA 
 A duplicação é 
semiconservadora. 
 Origina-se em sítios 
específicos. 
 Ocorre em ambas as 
direções. 
 Enzimas auxiliam o 
processo. 
 Graças à abertura da 
cadeia dupla inicial e 
à posição dos 
nucleotídeos 
correspondentes em 
cada semicadeia, 
formam-se duas 
cadeias, cópias 
exatas da inicial. 
Cadeias originais do DNA em azul; cadeias novas 
em laranja. 
DNA 
 O DNA é geralmente fita 
dupla. 
 No DNA o número de 
Timinas (T) é igual ao 
número de Adeninas (A) 
e o número de Guanina 
(G) é igual ao de Citosina 
(C). 
 DNA 
 O modelo de Watson e 
Crick (1953) mostra o 
DNA como uma fita 
retorcida (Dupla Hélice). 
 As ligações na mesma 
fita são do tipo 
fosfodiéster. 
DNA 
 As interações entre as 
fitas são do tipo ligações 
(pontes) de hidrogênio 
 Entre A e T são duas e 
entre C e G são três. 
 
A = T 
G  C 
Bases são complementares. 
Pontes de hidrogênio são formadas entre as bases: 
A = T  2 pontes de hidrogênio 
G  C  3 pontes de hidrogênio 
 
G  C É MAIS ESTÁVEL 
Pareamento de Bases 
Pontes de hidrogênio 
CH2 
O 
OH 
Guanina 
O
 
N
 
N
 
N
 
H
 
N
 
N
 
H
 
H
 
H
 
O 
H2C 
OH 
Citosina 
H 
H 
N 
O 
N 
N 
H H 
Pareamento dos Nucleotídeos 
Pontes de hidrogênio 
CH2 
O 
OH 
Adenina 
N
 H
 
N
 H
 
N
 
H
 
N
 
N
 
H
 
O 
H2C 
OH 
H 
N 
O 
O 
N 
H3C H 
Timina 
Pareamento dos Nucleotídeos 
OH 
O 
H2C 
P 
O 
O O 
O 
P P O 
O 
O 
P O 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
O H2C 
OH 
P 
O 
O O 
O 
5´ 
3´ 
Polimerização 
OH 
O H2C 
P 
O 
O O 
O 
O H2C 
P 
O 
O O 
O 
O H2C 
P 
O 
O O 
O 
O H2C 
P 
O 
O O 
O 
O H2C 
P 
O 
O O 
O 
O H2C 
OH 
P 
O 
O O 
O 
3´ 
3´ 
5´ 
5´ 
 Invertido e 
 Complementar 
Pareamento 
das Fitas de 
DNA 
 O DNA controla a célula 
pela transferência de 
informação codificada 
para o RNA. 
Como o DNA controla a Célula? 
 A informação no RNA é 
usada para a síntese de 
proteínas. 
Figure 4.10 
Síntese de 
RNAm no 
núcleo 
1 
2 Movimento do 
RNAm para o 
citoplasma via 
poro nuclear 
3 Síntese de 
proteína 
no citoplasma. 
DNA 
RNAm 
NÚCLEO 
Citoplasma 
RNAm 
Ribossomo 
Proteína 
RNA 
Ácido Ribonucléico 
 O RNA é geralmente fita 
simples. 
 É menor que o DNA. 
 É relacionado com a 
síntese protéica. 
 Material genético de 
alguns vírus. 
 
 
Principais Tipos de RNA 
RNA mensageiro (RNAm) 
 O número de nucleotídeos é 
diretamente proporcional ao 
tamanho da proteína que 
codifica. 
 Carrega as informações do 
núcleo até o citoplasma. 
Principais Tipos de RNA 
RNA ribossômico (RNAr) 
 É a maior molécula de RNA. 
 É o mais abundante (80% do RNA celular). 
 Constitui os ribossomos junto com as protéinas. 
Composto por RNAr + Proteínas 
Pode ser encontrado: 
 Livre no hialoplasma (inativo) 
 
Formado por 2 subunidades 
unidas por íons de Mg++ 
 Preso ao RNAm: 
 Síntese de proteínas 
para consumo interno 
 Preso ao 
Ergastoplasma: 
 Síntese de proteínas 
para a exportação 
 
Ribossomos 
 
Principais Tipos de RNA 
RNA transportador (RNAt) 
 Menor molécula de RNA. 
 Liga-se a um aminoácido para 
conduzi-lo até o local onde está 
ocorrendo a síntese protéica. 
 Existe no mínimo um RNAt para 
cada tipo de aminoácido. 
(a) 
3 
C 
C 
A 
C 
G 
C 
U 
U 
A 
A 
G A C A C 
C U * 
G 
C 
* * 
G U G U * 
C U 
* G A G 
G 
U 
* 
* A 
* 
A 
A G 
U 
C 
A 
G 
A 
C 
C 
* 
C G A G 
A G G 
G 
* 
* 
G A 
C U C * A 
U 
U 
U 
A 
G 
G 
C 
G 
5 
Amino acid 
attachment site 
Hydrogen 
bonds 
Anticodon 
A 
3’ 
RNAm 
5’ 
RNAr 
Aminoácid
o 
5´ 
3´ 
RNAt 
Anticódon 
Principais Tipos de RNA 
Diferenças entre RNA e DNA 
RNA DNA 
Açúcar Ribose Desoxirribose 
Bases 
nitrogenadas 
Guanina (G) 
Citosina (C)Adenina (A) 
Uracila (U) 
Guanina (G) 
Citosina (C) 
Adenina (A) 
Timina (T) 
Número de fitas 
Geralmente 
simples 
Dupla 
Termoestável? 
 
Não Sim 
Atividade dos Ácidos Nucléicos 
Duplicação ou Replicação 
 Objetivo: Gerar cópias (Mitose ou meiose). 
 É um processo Semiconservativo. 
 Enzimas envolvidas: 
 Helicase – Rompimento das pontes de Hidrogênio, ou 
seja, separação dos filamentos da dupla hélice que vai ser 
copiada). 
 DNA polimerase – Encaixe de novos nucleotídeos 
obedecendo a correspondência: A e T, C e G. 
 Topoisomerase – Desdobramento das voltas da hélice 
dupla (consome energia = ATP). 
 
 Proteínas envolvidas: 
 Proteínas SSP (Single Strand Proteins) – impedem que as 
pontes de Hidrogênio entre as bases se refaçam depois de 
desfeitas pela helicase. 
Duplicação ou Replicação 
 Os quatro desorribonucleotídeos trifosfato necessários a 
síntese de DNA são dATP, dCTP, dTTP, dGTP, contendo as 
bases adenina, citosina, timina e guanina. 
 A DNA-polimerase não consegue iniciar a síntese de DNA 
sem o auxílio de um iniciador ou primer de RNA, porque ela 
só é capaz de adicionar nucleotídeos a um polinucleotídeo 
preexistente. 
 
Duplicação ou Replicação 
 Os dois filamentos da hélice 
dupla são antiparalelos, isto é, 
um deles tem direção 5’-3’ e o 
outro a direção 3’-5’. 
 A replicação do DNA é 
extremamente precisa, 
estimando-se que é cometido 
apenas um erro na replicação 
de 109 bases. 
 Leading: filamento que é 
sintetizado inteiro. 
 Lagging: filamento que é feito 
em pedaços que depois são 
soldados (cada pedaço começa 
por 5’ e termina em 3’). 
Lagging 
Leading 
Duplicação ou Replicação 
 A replicação inicia-se, 
simultaneamente em vários 
pontos do cromossomo. 
 Uma vez iniciada a replicação 
em locais predeterminados 
situados ao longo dos 
cromossomos, os locais de 
iniciação, ele se propaga para 
os dois lados (replicação 
bidirecional), até encontrar a 
replicação do segmento vizinho. 
 Cada segmento de DNA capaz 
de iniciar a replicação chama-se 
réplicon. 
Forquilha de 
Replicação 
Transcrição 
 Objetivo: Gerar o RNA. 
 Ocorre no núcleo. 
 Enzima envolvida: 
 RNA polimerase. 
 Forma as moléculas de RNA tendo como molde uma 
das fitas do DNA. 
Transcrição 
Transcrição 
 A transcrição é feita por RNA-polimerases dependentes de 
DNA, que apresentam características comuns a todas elas: 
1. Só realizam a polimerização de ribonucleotídeos, para formar 
RNA, na presença de um modelo ou “template” de DNA, que 
pode ser um filamento simples de DNA ou uma dupla hélice. 
2. São necessários os quatro trifosfatos de ribonucleosídeos 
precursores do RNA, ou seja, ATP, CTP, GTP e UTP. 
3. As RNA-polimerases requerem os cátions Mn 2+ ou Mg2+ para 
exercerem atividade enzimática. 
4. A transcrição tem lugar apenas num filamento de DNA de 
determinado local da dupla hélice, tratando-se assim de uma 
transcrição assimétrica. 
5. As RNA-polimerases não dependem de um iniciador ou primer, 
ao contrário do que acontece com as DNA-polimerases. 
RNA 
polimerase 
Nucleotídeos do 
RNA 
RNA 
recém 
formado 
Direção da 
transcrição 
“Template” 
da fita de DNA 
Transcrição 
Transcrição 
 Nas células eucariontes, o RNA é transcrito como 
moléculas maiores que são reduzidas de tamanho por 
um processo intranuclear de acabamento. 
 Nesse processo está incluído o splicing, que consiste 
na remoção e digestão de segmentos chamados íntrons 
e junção dos segmentos funcionais, os éxons, que vão 
constituir a molécula final de RNAm. 
 O splicing, processo de acabamento do RNA, é muito 
complexo e preciso, porque a molécula de RNA 
inicialmente transcrita deve ser cortada em locais exatos, 
e as partes funcionais ou éxons devem ser emendadas 
também de maneira exata. 
DNA 
RNA 
transcrito 
RNAm 
Íntrons 
removidos 
Éxons 
unidos 
Núcleo 
Citoplasma 
Transcrição 
 
Transcrição - Processamento do RNAm 
Durante a transcrição 
– O gene determina a seqüência de bases ao longo da molécula 
de RNAm. 
Molécula 
de 
DNA 
Gene 1 
Gene 2 
Gene 3 
Fita de 
DNA (template) 
TRANSCRIÇÃO 
RNAm 
Proteína 
TRADUÇÃO 
Aminoácido 
A C C A A A C C G A G T 
U G G U U U G G C U C A 
Trp Phe Gly Ser 
Codon 
3 5 
3 5 
Transcrição 
DNA 
Núcleo 
Transcrição 
RNA 
Tradução 
Proteína 
Citoplasma 
 Síntese Protéica 
 Ocorre no citoplasma 
 Personagens 
– RNAm 
– Ribossomos 
– Aminoácidos 
– RNAt 
– Enzimas e ATP 
 Códon 
 Anticódon 
 Código genético 
universal 
Tradução 
TRANSCRIÇÃO 
TRADUÇÃO 
DNA 
RNAm 
Ribossomo 
Polipeptídeo 
Polipeptídeo 
Aminoácidos 
 
RNAt com aminoácidos 
aderidos 
Ribossomo 
RNAt 
Anticódon 
RNAm 
Gly 
A A A 
U G G U U U G G C 
Códons 5 3 
Códon e Anticódon 
O Código Genético 
Um códon no RNAm 
– Serve tanto para a tradução em um aminoácido ou serve como um sinal 
para o término da tradução (códon de terminação). 
Segunda base do RNAm 
U C A G 
U 
C 
A 
G 
UUU 
UUC 
UUA 
UUG 
CUU 
CUC 
CUA 
CUG 
AUU 
AUC 
AUA 
AUG 
GUU 
GUC 
GUA 
GUG 
Met 
Iniciação 
Phe 
Leu 
Leu 
lle 
Val 
UCU 
UCC 
UCA 
UCG 
CCU 
CCC 
CCA 
CCG 
ACU 
ACC 
ACA 
ACG 
GCU 
GCC 
GCA 
GCG 
Ser 
Pro 
Thr 
Ala 
UAU 
UAC 
UGU 
UGC 
Tyr Cys 
CAU 
CAC 
CAA 
CAG 
CGU 
CGC 
CGA 
CGG 
AAU 
AAC 
AAA 
AAG 
AGU 
AGC 
AGA 
AGG 
GAU 
GAC 
GAA 
GAG 
GGU 
GGC 
GGA 
GGG 
UGG 
UAA 
UAG Terminação 
Terminação UGA Terminação 
Trp 
His 
Gln 
Asn 
Lys 
Asp 
Arg 
Ser 
Arg 
Gly 
U 
C 
A 
G 
U 
C 
A 
G 
U 
C 
A 
G 
U 
C 
A 
G 
P
ri
m
e
ir
a
 b
a
s
e
 n
o
 R
N
A
m
 (
e
x
tr
e
m
id
a
d
e
 5
)
 
T
e
rc
e
ir
a
 b
a
s
e
 n
o
 R
N
A
m
 (
e
x
te
m
id
a
d
e
 3
)
 
Glu 
O Código Genético 
 A tabela anterior mostra os códons para os 20 aminoácidos,verificando-se 
que 61 codificam aminoácidos e três servem para determinar que a 
molécula protéica deve ser terminada. 
 São os códons de terminação UAA, UAG e UGA. 
 O códon AUG, conhecido como códon de iniciação, é a parte do sinal 
para início da cadeia polipeptídica. Isso quando ele está localizado na 
extremidade do RNAm; qaundo está situado em outra posição na molécula 
do RNAm, codifica o aminoácido metionina. 
 O exame da tabela anterior mostra que, com exceção dos códons para 
metionina e triptófano, todos os outros aminoácidos têm mais de um códon. 
 Por outro lado, o código genético é universal, sendo o mesmo para todos 
os organismos procariontes e eucariontes. 
Primeira etapa é a ativação dos aminoácidos por ATP, com a formação de 
aminoacil-adenilatos, seguida pela combinação do grupo carboxila do 
aminoácido com o respectivo RNAt. 
Aminoácido 
ATP 
Adenosina 
Pirofosfato 
Adenosina 
Adenosina 
Fosfatos 
RNAt 
P P P 
P 
P Pi 
Pi 
Pi 
P 
AMP 
Aminoacilação 
do RNAt 
Aminoacil- sintetase RNAt 
 (enzima) 
 Ativa os sítios de ligação do 
aminoácido e ATP. 
1 
 ATP perde dois grupos P 
e junta-se ao aminoácido como AMP. 
2 
3 Ligação 
 covalente 
 do RNAt com 
 o aminoácido, 
 liberando AMP. 
 O aminoácido ativado 
 é liberadopela enzima 
4 
Tradução 
Tanto a formação dos 
aminoacil-adenilatos 
como a ligação destes 
com os RNAt são 
catalisadas pela mesma 
enzima chamada 
aminoacil-sintetase 
RNAt 
Cada aminoácido é 
ativado por uma sintetase 
que tem especificidade 
dupla: para o aminoácido 
e para os respectivos 
RNAt. 
 Cadeia polipeptídica em crescimento 
Aminoácido 
RNAt 
RNAm 
Códons 
3 
5 
 
Depois da aminoacilação do RNAt, os eventos da síntese protéica passam a ter lugar nos 
ribossomos. Os ribossomos oferecem locais onde os outros componentes da síntese protéica 
(RNAm, aminoacil-RNAt, cadeia polipeptídica em formação, fatores protéicos solúveis, 
moléculas de GTP) se colocam em posição que torna possível ao código genético contido no 
RNAm ser traduzido corretamente. Cada ribossomo recebe duas moléculas de RNAt 
simultaneamente. Os eventos que ocorrem nos ribossomos envolvem proteínas do citossol que 
participam das diferentes etapas da síntese protéica. 
Tradução 
Subunidade 
maior do 
ribossomo 
2 
RNAt 
iniciador 
RNAm 
Sítio de ligação ao RNAm Subunidade 
menor do 
ribossomo 
Complexo de iniciação 
Sítio P 
GDP GTP 
Códon de iniciação 
1 
U A C 
A U G 
E A 
3 
5 
5 
3 
3 5 3 5 
Tradução 
O início da tradução 
― A síntese protéica se continua com a ligação do aminoacil-adenilato mais o RNAt 
iniciador à subunidade menor do ribossomo. Nas bactérias, mais bem estudadas do 
que as células eucariontes, o iniciador é sempre a N-formilmetionil RNAt (fMet RNAt). 
Em seguida, o RNAm junta-se ao complexo formado pela subunidade menor + fMet 
RNAt + GTP, de modo que o códon de iniciação, AUG, interage com o anticódon da 
fMet RNAt, formando assim o complexo de iniciação. Em seguida, a subunidade 
maior (50 S) do ribossomo junta-se ao complexo, formando o ribossomo completo com 
70 S (célula procarionte). É interessante notar que a fMet liga-se à subunidade 
ribossômica menor sem interferência do RNAm, que é adicionado posteriormente. Nas 
células eucariontes, o iniciador é a metionina não-formilada ligada ao seu RNAt. 
O alongamento da 
cadeia polipeptídica 
– Como os ribossomos 
têm dois locais para a 
entrada dos aminoacil-
RNAt, ocorre uma 
ligação peptídica entre 
os dois aminoácidos 
próximos e, 
imediatamente, o 
deslocamento de um 
deles para fora do 
ribossomo. Assim, fica 
um local vago no 
ribossomo para entrada 
de novo aminoacil-
RNAt, conforme códon 
do RNAm. 
Polipeptídeo 
mRNA 
Ribossomo pronto para 
receber o próximo 
Aminoacil-RNAt 
P A 
P A 
P A 
P A 
GDP 
GTP 
GTP 
GDP 
2 
2 
5 
3 
TRANSCRIÇÃO 
TRADUÇÃO 
DNA 
RNAm 
Ribossomo 
Polipeptídeo 
Tradução 
– Sempre que sai um 
aminoácido, já inserido 
na nova cadeia 
polipeptídica, há 
transferência do que ficou 
no ribossomo para o sítio 
de saída (sítio P), ficando 
vazio o sítio de entrada 
(sítio A). 
O término da tradução 
– O alongamento da cadeia polipeptídica se continua até o ribossomo encontrar 
no RNAm, um código ou um trio de terminação, o que determina a liberação do 
último aminoácido e a separação das duas subunidades ribossômicas, que 
podem ser usadas novamente para produzir outras novas cadeias 
polipeptídicas. 
Polipeptídeo 
livre 
Códon de terminação 
(UAG, UAA, or UGA) 
5 
3 3 
5 
3 
5 
Tradução 
 O polirribossomo se forma porque vários ribossomos 
traduzem simultaneamente a mesma molécula de RNAm. 
Polipeptídeos em 
crescimento 
Polipeptídeo 
completo 
Subunidades 
ribossômicas 
separadas 
Extremidade 
5 do RNAm 
 
Extremidade 
3 do RNAm 
 
Um molécula de RNAm é geralmente traduzida simultaneamente por alguns 
ribossomos em conjunto, formando polirribossomos. 
(a) 
Ribossomos 
RNAm 
Eletrofotomicrografia de transmissão mostrando um grande polirribossomo em 
célula procarionte. 
0.1 µm 
(b) 
Tradução 
Ribossomo 
Término da síntese 
Ribossomo 
libera-se do RNAm Proteína 
formada 
Ribossomo 
Início da síntese 
de proteína 
Resumo da Tradução 
Polissomos ou polirribossomos 
Proteína: 
início da síntese 
RNAm 
FIM