Aula 3 DNA e RNA Nutr. (1)

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ÁCIDOS NUCLEICOS 
DNA E RNA 
DNA – ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO 
 
• Em 1953, o norte americano James Watson e o britânico Francis 
Crick, propuseram o modelo da dupla hélice antiparalela para a 
estrutura do DNA. 
 
• A molécula de DNA (ADN) (ácido desoxirribonucléico), que forma os 
cromossomos é uma dupla-hélice, constituída por duas cadeias 
polinucleotídicas, que se unem como se fossem metades de um zíper. 
A estrutura do DNA 
Molécula de DNA 
Fig. A – Reconstrução tridimensional 
Fig. B – Representação no espaço 
Ácidos nucleicos 
 
 
Macromoléculas encontradas em todas as células 
vivas, que constituem os genes, responsáveis pelo 
armazenamento, transmissão e tradução das 
informações genéticas. 
 
 Recebem esse nome devido ao seu caráter ácido e 
também por terem sido descobertos no núcleo 
celular. 
 
 
Existem dois tipos de ácido nucleico: 
 
 
 Ácido desoxirribonucleico (DNA) e 
 
 
 Ácido ribonucleico (RNA). 
 
 
 
Os ácidos nucleicos são constituídos por nucleotídeos que 
por sua vez são formados por três diferentes componentes: 
 
Nucleotídeo 
• Contém: fosfato, açúcar (desoxirribose) e uma base 
nitrogenada. 
Pentoses: são carboidratos cuja 
molécula é formada por cinco 
carbonos. 
 
A pentose que forma o DNA é 
conhecida como desoxirribose, 
enquanto a do RNA é chamada 
ribose (daí os nomes 
desoxirribonucleico e 
ribonucleico). 
Açúcar 
 
 RNA DNA 
 
Bases Nitrogenadas: são compostos 
cíclicos que contêm nitrogênio. 
 
As bases nitrogenadas são cinco: 
adenina, citosina, guanina, timina e 
uracila; e destas somente as três 
primeiras são encontradas tanto no 
DNA quanto no RNA. 
 
A base nitrogenada timina ocorre 
somente no DNA, enquanto a uracila é 
uma base exclusiva do RNA. 
ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS 
As bases nitrogenadas podem ser divididas em dois grupos de acordo 
com sua estrutura: 
Purinas Pirimidinas 
 
Fosfato: um radical derivado da 
molécula do ácido fosfórico, 
composto químico responsável pelo 
caráter ácido dos ácidos nucleicos. 
 Ambos os tipos de ácidos nucleicos são compostos por uma 
sequência de nucleotídeos, que são ligados entre si por meio dos 
radicais fosfatos, formando longas cadeias polinucleotídicas. 
 
 
 Os nucleotídeos detêm grandes quantidades de energia, o que 
contribui para a realização de diversos processos metabólicos. 
 Os nucleotídeos ligam-se uns aos outros na cadeia longitudinal por 
meio de ligações fosfodiéster. 
 
 O carbono 5’ da pentose realiza uma ligação fosfodiéster com o 
carbono 3’ da pentose de outro nucleotídeo juntamente com o grupo 
fosfato. 
 As moléculas de DNA são constituídas por duas cadeias 
polinucleotídicas enroladas uma sobre a outra, o que se 
assemelha com uma grande escada helicoidal. 
 
 
 
 Essas duas cadeias se unem por meio de pontes de 
hidrogênio entre determinados pares de bases nitrogenadas: 
 
A = T e G C 
 As duas cadeias mantêm-se unidas porque as bases formam 
ligações químicas entre si  pontes de hidrogênio. 
Timina Adenina 
Citosina Guanina 
Timina (amarelo)= T Guanina (verde) = G 
Adenina (Azul) = A Citosina (vermelho) = C 
 A quantidade de T é sempre igual à quantidade de A, 
e a quantidade de C é sempre igual à quantidade de 
G. 
 
 A quantidade de A+T não é necessariamente igual a 
quantidade de G+C 
 
 A proporção A+T/G+C varia entre organismos 
diferentes. 
Exemplo: Se o conteúdo GC de uma molécula 
de DNA é de 56%, quais são as porcentagens 
das quatro bases (A, T, G, C)? 
• Se o conteúdo de GC é de 56%, então, como G=C, o 
conteúdo de G é de 28%, e o conteúdo de C também é 
de 28%. 
 
 
• O conteúdo de AT é 100 – 56 = 44%. 
 Como A=T, o conteúdo de T e A é de 22% cada. 
ONDE 
ENCONTRAMOS 
DNA 
RNA – ÁCIDO RIBONUCLEICO 
 As moléculas do RNA são cadeias simples, formadas por 
uma única fita polinucleotídica. 
 
 Constituição RNA - nucleotídeo: 
Fosfato, 
O açúcar é ribose, 
A, C, G e U (Uracila no lugar de Timina). 
 
OBS: no RNA a adenina emparelha-se com a uracila. 
Esses ribonucleotídeos são ligados entre si através de uma ligação 
fosfodiéster entre o carbono 3' do nucleotídeo de "cima" e o carbono 5' 
do nucleotídeo de "baixo“. 
 A cadeia de DNA é separada através de enzimas que promovem a quebra 
das pontes de hidrogênio. 
 
 Quando as hélices estão separadas, uma enzima chamada RNA 
polimerase une-se a uma das extremidades da fita, pois apenas uma fita 
é copiada, e segue pela cadeia, formando os pares: A->U e C->G. 
 
 Ao término do processo, a molécula de RNA se desprende e as fitas de 
DNA voltam a se unir. 
 
 O começo e o fim de uma cadeia são limitados por sequências específicas 
reconhecidas pela polimerase. 
 
 A partir do DNA são transcritas as moléculas de 
RNA, que podem ser de três tipos principais: 
RNA mensageiro (RNAm), RNA transportador 
(RNAt), RNA ribossômico (RNAr). 
TIPOS DE RNA: 
RNA MENSAGEIRO (RNAm) 
 
 Responsável pelo transporte das informações genéticas 
contidas no núcleo até os ribossomos no citoplasma, 
onde ocorre a síntese proteica. 
 
 O RNA mensageiro possui as informações para a 
síntese do proteica. 
 
 RNAm é sintetizado a partir do DNA. 
RNA TRANSPORTADOR (RNAt) 
 
 É sintetizado no núcleo sendo imediatamente transportado para o 
citoplasma. 
 
Transporta os aminoácidos até os ribossomos para a produção das 
proteínas. 
 
 Existe pelo menos 1 RNAt para cada 1 dos 20 aá. e cada um 
deles têm uma estrutura ligeiramente diferente do outro. 
 
Cada RNAt possui um sítio especial, numa das suas 
extremidades, com um grupamento e 3 nucleotídeos 
(sempre CCA, ou seja, “citosina citosina adenina”), por 
onde ele se combina com um determinado aminoácido. 
 
Mas o aminoácido que ele vai identificar e reter será 
determinado pela sequência de três nucleotídeos que 
constituem o anticódon. 
 
A partir daí, existem numerosas possibilidades de 
combinação. A análise combinatória desses nucleotídeos 
permite reconhecer 64 anticódons distintos. 
 
 CÓDIGO GENÉTICO 
 
 
 Cada trinca de nucleotídeos corresponde a um aminoácido (aa) na 
proteína 
 
 A combinação das 4 letras (TACG), 3 a 3, permite obter 64 trincas 
diferentes 
 
 61 trincas correspondem a aminoácidos e 3 a códons de terminação: 
UAA, UAG, UGA 
 Após identificado o seu aminoácido, o RNAt se liga a ele e passa a 
conduzi-lo em direção à molécula do RNAm. 
 
 
 O mesmo anticódon que identificou o aminoácido vai procurar ao 
longo da cadeia do RNAm, um códon que combine perfeitamente 
com ele. 
 
 
 Deste modo, o RNAt se aproxima, liga seu anticódon ao códon do 
RNAm, enquanto o aminoácido trazido por ele se combina com o 
aminoácido que lhe antecedeu nessa operação, através de uma 
ligação peptídica. 
As moléculas que se formam a partir da ligação de aminoácidos são 
conhecidas como peptídeos. 
 
Oligopepídeos = moléculas formadas por aminoácidos (do grego 
oligo, pouco); 
 
 
Polipeptídios = moléculas compostas por muitos aminoácidos (do 
grego poli, muitos). 
 
Uma proteina, portanto, pertence à categoria dos polipeptídios, já 
que são constituídas por um número expressivo de aminoácidos. 
Aminoácidos naturais 
 
 Também chamados de não essenciais, são produzidos pelo próprio 
organismo. O organismo animalé capaz de produzir apenas 12 dos 20 
aminoácidos existentes na natureza, devendo os demais serem 
retirados da alimentação. 
 
 Já os vegetais são capazes de produzir os 20 aminoácidos. 
 
Aminoácidos essenciais 
 
 São os aminoácidos que os animais não conseguem produzir, mas são 
obrigatórios na fabricação das proteínas. 
Aminoácidos 
Naturais Essenciais 
Glicina Fenilalanina 
Alanina Valina 
Serina Triptofano 
Cisteína Treonina 
Tirosina Lisina 
Ácido Aspártico Leucina 
Ácido Glutâmico Isoleucina 
Arginina Metionina 
Histidina 
Asparagina 
Glutamina 
Prolina 
É sintetizado no 
nucléolo e migra 
para o citoplasma 
RNA RIBOSSÔMICO (RNAr) 
 
RNA RIBOSSÔMICO (RNAr) 
 
 Participa na produção de ribossomos, que por sua vez 
produzem proteínas. 
Ribossomo: Organela complexa que catalisa a tradução do 
mRNA em uma sequência de aminoácidos. 
 
 
 
O que é Silenciamento por RNA? 
• miRNAs (microRNAs) 
• São riboreguladores, que induzem a destruição de RNAs 
mensageiros ou impedem sua tradução, foram observados pela 
primeira vez controlando o desenvolvimento larval do nematóide 
Caenorhabditis elegans. 
• Já foram descritos em plantas e animais. 
 
• Os miRNAs têm como alvo mRNAs endógenos que irão codificar 
proteínas. 
 
 
• siRNAs (pequenos RNAs interferentes) 
• desencadeiam um processo chamado de interferência por RNA (RNAi) 
em animais e silenciamento gênico pós-transcricional (PTGS) em 
plantas silenciam genes depois de sua transcrição em um mRNA. 
 
• Os siRNAs têm como alvo mRNAs derivados de transgene, vírus ou genes 
endógenos. 
 
• Para que serve o Silenciamento por RNA 
ou Silenciamento Genético? 
 
• O silenciamento por RNA tem constituído uma 
importante ferramenta, pois estes RNAs 
desempenham função de “sistema imune” 
protegendo o genoma contra a ação de ácidos 
nucléicos invasores (vírus, transgenes ) 
Exercícios: 
1) Utilizando o conceito da complementariedade no 
DNA responda: 
Se uma molécula de DNA tem 15% de timina, quais 
as porcentagens de todas as outras bases? 
Resposta: 
 
15 T ----- 15 A = 30% 
70% G+C ou seja 
 
35% G ------ 35% C 
2) Se uma das fitas do DNA tem a seguinte sequência 
de nucleotídeos: 
 5´ CATTGACCGA 3´ 
 
Qual seria a sequência da fita complementar? 
Resposta: 
 
3´GTAACTGGCT 5´