Ácidos nucleicos (artigo)

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06/03/2020 Ácidos nucleicos (artigo) | Khan Academy
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BNCC Ciencias: EF09CI08
Estrutura e função do DNA e RNA. Nucleo�dios e
polinucleo�dios. mRNA, rRNA, tRNA, miRNA, and siRNA.
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Introdução
Ácidos nucleicos, e DNA em par�cular, são
macromoléculas chave para a con�nuidade da
vida. O DNA carrega a informação hereditária
que é passada de pais para filhos, fornecendo
instruções de como (e quando) fazer as muitas
proteínas necessárias para construir e manter o
funcionamento das células, tecidos, e
organismos.
Como o DNA carrega essa informação, e como
ela é colocada em ação pelas células e
organismos, é complexo, fascinante, e muito
alucinante, e vamos explorar isso em mais
detalhes na seção biologia molecular. Aqui,
vamos apenas olhar rapidamente os ácidos
nucleicos da perspec�va macromolecular.
Dogma central e o código
gené�co
Ciências Biologia Dogma
central (DNA a RNA a
proteína)
 
Dogma central e o
código gené�co
 
Replicação do DNA e
transcrição e tradução do
RNA
Alelos e genes
Introdução à expressão
dos genes (dogma central)
O código gené�co
Um gene, uma enzima
Ácidos nucleicos
Próxima lição
Ácidos nucleicos
Ciências Biologia
Dogma central (DNA a RNA a proteína)
Dogma central e o código gené�co
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Papéis do DNA e RNA nas
células
Ácidos nucleicos, macromoléculas feitas de
unidade chamadas nucleo�deos, vêm em duas
variedades naturais: ácido desoxirribonucleico
(DNA) e ácido ribonucleico (RNA). O DNA é o
material gené�co encontrado em seres vivos,
desde bactérias unicelulares até mamíferos
mul�celulares como você e eu. Alguns virus
usam RNA, não DNA, como seu material
gené�co, mas não são tecnicamente
considerados vivos (já que não podem reproduzir
sem ajuda de um hospedeiro).
DNA nas células
Em eucariontes, como plantas e animais, o DNA
é encontrado no núcleo, um cofre especializado
protegido por uma membrana, assim como em
outros �pos de organelas (como as mitocôndrias
e os cloroplastos das plantas). Nos procariontes,
como as bactérias, o DNA não está em um
envelope de membrana, apesar de estar
localizado em uma região celular especializada
chamada de nucleoide.
Nos eucariontes, o DNA é �picamente dividido
em um número de longos pedaços lineares
chamados cromossomos, enquanto que nos
procariontes como bactérias, os cromossomos
são muito menores e geralmente circulares (em
forma de anel). Um cromossomo pode conter
dezenas de milhares de genes, cada um
https://pt.khanacademy.org/science/biology/biology-of-viruses
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provendo instruções de como fazer um produto
específico que a célula precisa.
Do DNA para RNA, do RNA para
proteínas
Muitos genes codificam produtos proteicos, isto
é, especificam a sequência de aminoácidos
u�lizada para construir uma proteína em
par�cular. Antes que essa informação possa ser
u�lizada para a síntese de proteínas, no entanto,
uma cópia de RNA (resultante da transcrição) do
gene deve ser feita em primeiro lugar. Esse �po
de RNA é chamado de RNA mensageiro
(RNAm), por servir como mensageiro entre o
DNA e os ribossomos, máquinas moleculares
que leem as sequências de RNAm e as u�lizam
para construir proteínas. Essa progressão de
DNA para RNA para proteína é chamada de
"dogma central" da biologia molecular.
É importante observar que nem todos os genes
codificam produtos proteicos. Por exemplo,
alguns genes especificam RNAs ribossômicos
(RNAr), que servem como componentes
estruturais de ribossomos, ou RNAs
transportadores (RNAt), moléculas de RNA em
forma de trevo que trazem aminoácidos aos
ribossomos para a síntese proteica. Ainda outras
moléculas de RNA, como pequenos microRNAs
(miRNA), agem como reguladores de outros
genes, e novos �pos de RNAs não-codificadores
de proteínas estão sendo descobertos o tempo
todo.
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Nucleo�deos
DNA e RNA são polímeros (no caso do DNA,
geralmente polímeros muito longos), e são feitos
de monômeros conhecidos como nucleo�deos.
Quando esses monômeros se combinam, a
cadeia resultante é chamada de polinucleo�deo
(poli- = "muitos").
Cada nucleo�deo é feito de três partes: uma
estrutura anelar contendo nitrogênio chamada
de base nitrogenada, um açúcar de cinco
carbonos, e pelo menos um grupo fosfato. A
molécula de açúcar tem uma posição central no
nucleo�deo, com a base ligada a um de seus
carbonos e o grupo (ou grupos) fosfato ligado a
outro. Vejamos cada parte de um nucleo�deo
por vez.
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_Imagem modificada de "Nucleic acids: Figure 1," por OpenStax
College, Biology (CC BY 3,0)._
Bases nitrogenadas
As bases nitrogenadas de nucleo�deos são
moléculas orgânicas (com base de carbono) feitas
de estruturas anelares contendo nitrogênio. 
Cada nucleo�deo no DNA contém uma de
quatro possíveis bases nitrogenadas: adenina (A),
guanina (G), citosina(C),e �mina (T). Adenina e
guanina são purinas, o que significa que suas
estruturas contém dois anéis de carbono-
nitrogênio unidos. Citosina e �mina, em
contraste, são pirimidinas e têm um único anel
de carbono-nitrogênio. Os nucleo�deos de RNA
também podem apresentar as bases adenina,
guanina e citosina., mas em vez de �mina eles
têm outra base pirimidina chamada uracila (U).
Como mostrado na figura acima, cada base tem
uma estrutura única, com seu próprio conjunto
de grupos funcionais ligados à estrutura anelar.
Em biologia molecular abreviada, as bases
nitrogenadas geralmente são mencionadas por
suas letras, A, T, G, C e U. O DNA contém A, T, G
e C, enquanto o RNA contém A, U, G e C (isto é,
o U é colocado no lugar do T).
Açúcares
Além de terem conjuntos de bases ligeiramente
diferentes, os nucleo�deos de DNA e RNA tem
[Por que é chamada de base?]
http://cnx.org/contents/GFy_h8cu@9,87:yxeAKc4X@8/Nucleic-Acids
https://creativecommons.org/licenses/by/3,0/us/
javascript:void(0)
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açúcares ligeiramente diferentes. O açúcar de
cinco carbonos no DNA é chamado de
desoxirribose, enquanto que no RNA, o açúcar é
ribose. Esses dois são muito similares na
estrutura, com apenas uma diferença: o segundo
carbono da ribose liga-se a um grupo hidroxila,
enquanto o carbono equivalente da
desoxirribose tem um hidrogênio. Os átomos de
carbono de uma molécula de açúcar de
nucleo�deo são numerados como 1', 2', 3', 4', e 5'
(1' é lido como "um linha"), como mostrado na
figura acima. Num nucleo�deo, o açúcar ocupa
uma posição central, com a base ligada a seu
carbono 1' e o grupo (ou grupos) fosfato ligado(s)
ao carbono 5'.
Fosfato
Os nucleo�deos podem ter um único grupo
fosfato, ou uma cadeia de até três grupos
fosfato, ligados ao carbono 5' do açúcar.
Algumas fontes, em química, u�lizam o termo
"nucleo�deo" apenas para o caso de fosfato
único, mas na biologia molecular, a definição
mais ampla é geralmente aceita
Em uma célula, um nucleo�deo prestes a ser
adicionado ao final de uma cadeia de
polinucleo�deos estará ligado a uma série de
três grupos fosfato. Quando o nucleo�deo se
junta a cadeia crescente de DNA ou RNA, perde
dois grupos fosfato. Portanto, em uma cadeia de
DNA ou RNA, cada nucleo�deo tem apenas um
grupo fosfato.
1
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Cadeias de polinucleo�deos
Uma consequência da estrutura de nucleo�deos
é que uma cadeia de polinucleo�deos tem
direcionalidade, ou seja, ela tem duas
extremidades diferentes uma da outra. Na
extremidade 5', ou início, da cadeia, o grupo
fosfato 5' do primeiro nucleo�deo da cadeia se
sobressai. Na outra extremidade, chamada de
extremidade 3', a hidroxila 3' do úl�mo
nucleo�deo adicionado à cadeia é exposta. Em
geral, sequências de DNA são escritas na direção
5' para 3', o que significa que o nucleo�deo na
extremidade 5' vem primeiro e que o
nucleo�deo na extremidade 3' vem por úl�mo.
Quando nucleo�deos são adicionados a uma fita
de DNA ou RNA, a fita cresce em seu final 3',
com o fosfato 5' de um nucleo�deo que entra se
ligando ao grupo hidroxila no final 3' da cadeia.
Isso faz uma cadeia com cada açúcar unido a
seus vizinhos por uma série de ligações
chamadas de ligação fosfodiéster.
Propriedades do DNA
As cadeias de ácido desoxirribonucleico, ou
DNA, são �picamente encontradas em uma
dupla hélice, uma estrutura na qual duas cadeias
correspondentes (complementares) estão ligadas,
como mostrado no diagrama à esquerda. Os
açúcares e fosfatos localizam-se na parte externa
da hélice, formando o arcabouço do DNA; esta
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porçao da molécula é algumas vezes chamada de
esqueleto de açúcar-fosfato. As bases
nitrogenadas se estendem para o interior, como
os degraus de uma escada, em pares; as bases de
um par se unem entre si por ligações de
hidrogênio.
Crédito da imagem: Jerome Walker/Dennis Myts.
As duas fitas da hélice vão em direções opostas,
isto é, o final 5' de uma fita é pareado como final
3' de sua fita correspondente. (Nos referimos a
isto como orientação an�paralela e é importante
ao copiar o DNA.)
Então, podem duas bases decidirem se juntar e
formar um par na dupla hélice? A resposta é
defini�vamente não. Por conta dos tamanhos e
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grupos funcionais das bases, o pareamento de
bases é muito específico: A pode apenas fazer
par com T, e G pode apenas fazer par com C,
como mostrado abaixo. Isso significa que as duas
fitas da dupla hélice de DNA tem uma relação
bem previsível uma com a outra.
Por exemplo, se você sabe que a sequência de
uma fita é 5' -AATTGGCC-3’, a fita
complementar deve ter a sequência 3’-
TTAACCGG-5’. Isso permite que cada base se
combine com sua parceira:
Quando duas sequências de DNA se combinam
desse jeito, possibilitando a ligação entre si de
modo an�paralelo e formando uma hélice, elas
são consideradas complementares.
Imagem adaptada de OpenStax Biology.
Propriedades do RNA
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O ácido ribonucleico (RNA), diferente do DNA, é
geralmente de fita única. Um nucleo�deo em
uma cadeia de RNA conterá ribose (o açúcar de
cinco carbonos), uma das quatro bases
nitrogenadas (A, U, G ou C), e um grupo fosfato.
Aqui, olharemos os quatro �pos principais de
RNA: RNA mensageiro (RNAm), RNA
ribossômico (RNAr), RNA transportador (RNAt) e
RNAs reguladores.
RNA mensageiro (RNAm)
RNA mensageiro (RNAm) é um intermediário
entre um gene codificador de proteína e seu
produto proteico. Se uma célula precisa fazer
uma proteína em especial, o gene codificador da
proteína será "ligado", isto é, uma enzima RNA
polimerase virá e fará uma cópia de RNA, ou
transcrição da sequência de DNA do gene. A
cópia carrega a mesma informação da sequência
de DNA de seu gene. No entanto, na molécula
de RNA, a base T é subs�tuída por U. Por
exemplo, se uma fita de DNA codificadora tem a
sequência 5’-AATTGCGC-3’, a sequência do RNA
correspondente será 3’-UUAACGCG-5’.
Uma vez que um RNAm é produzido, será
associado a um ribossomo, uma máquina
molecular que é especializada em montar
proteínas a par�r de aminoácidos. O ribossomo
usa a informação no RNAm para fazer uma
proteína de uma sequência específica, "lendo" os
nucleo�deos de RNAm em grupos de três
(chamados códons) e adicionando um
aminoácido par�cular a cada códon.
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Figura: OpenStax Biology.
RNA ribossômico (RNAr) e RNA
transportador (RNAt)
O RNA ribossômico (RNAr) é um componente
importante dos ribossomos, ajudando o mRNA a
se ligar no local certo para que a sequência de
informações possa ser lida. Alguns RNAr
também atuam como enzimas, o que significa
que eles ajudam a acelerar (catalisar) reações
químicas – neste caso, a formação de ligações
que unem os aminoácidos para formar uma
proteína. Os RNAs que atuam como enzimas são
conhecidos como ribozimas.
RNAs transportadores (RNAt) também estão
envolvidos na síntese proteica, mas seu trabalho
é agir como carregadores - trazer aminoácidos
ao ribossomo, assegurando que o aminoácido
adicionado a cadeia é o especificadopelo RNAm.
RNAs transportadores consistem de uma fita
única de RNA, mas essa fita tem segmentos
complementares que ficam juntos para fazer
regiões de fita dupla. Esse pareamento de bases
cria uma estrutura 3D complexa importante à
função da molécula.
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Imagem adaptada de Protein Data Bank (trabalho do governo dos EUA).
RNA regulatório (miRNAs e
siRNAs)
Alguns �pos de RNAs não codificadores (RNAs
que não codificam proteínas) ajudam a regular a
expressão de outros genes. Esses RNAs podem
ser chamados de RNAs regulatórios. Por
exemplo, microRNAs (miRNAs) e RNAs de
pequena interferência siRNA são pequenas
moléculas de RNA regulatório de 22
nucleo�deos de extensão. Elas se ligam a
moléculas específicas de RNAm (com sequências
parcial ou completamente complementares) e
reduzem sua estabilidade ou interferem em sua
tradução, fornecendo uma maneira de a célula
diminuir ou ajustar níveis desses RNAm.
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Estes são apenas alguns exemplos de vários
�pos de RNAs regulatórios e não codificadores.
Cien�stas ainda estão descobrindo novas
variedades de RNA não codificador.
Resumo: caracterís�cas do DNA
e RNA
DNA RNA
Função Repositório
de
informação
gené�ca
Envolvido em
síntese proteica e
regulação genica;
portador de
informação
gené�ca em
alguns vírus
Açúcar Desoxirribose Ribose
Estrutura Dupla hélice Geralmente de fita
única
Bases C, T, A, G C, U, A, G
Tabela adaptada de OpenStax Biology.
[Mais sobre RNAs regulatórios]
[Créditos e referências]
Classificar por: Mais bem votado
P t Di d i t
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Fabio Araújo há 4 anos
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qual a função do DNA e RNA?
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Vinicius Barbosa
há 4
anos
m…
→O DNA é a informação gené�ca
presente nos ser vivos,
basicamente sua função é
controlar seu corpo, cada
pedacinho do DNA tem uma
caracterís�ca (�po cor da pele, dos
olhos, etc..)
Suas bases são Guanina Citosina
Adenina e Timina
→O RNA é a metade do DNA
Suas bases são Guanina Citosina
Adenina e Uracila
Existem 3 �pos de RNA
1 = RNA ribossômico : é
cons�tuinte majoritário do
ribossomo, organóide relacionado à
síntese de proteínas na célula.
2 = RNA mensageiro : atua
conjuntamente com os ribossomos
na síntese proteica.
3 = RNA transportador : é o
responsável transportar os
Perguntas Dicas e agradecimentos
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aminoácidos que serão u�lizados
na síntese de proteínas.
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