Purinas e Pirimidinas

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BIOQUÍMICA – 26/02/2021 
Purinas e Pirimidinas 
 Ao pensar em purinas e pirimidinas, pensa-se 
em DNA e RNA 
 Bases nitrogenadas compõem essas 
purinas e pirimidinas 
 Todos os organismos são constituídos 
por bases nitrogenadas 
 Compostos formados por purinas e 
pirimidinas: 
1. DNA e RNA 
2. Proteínas 
3. Ribossomos 
4. RNAtransportador 
 
 Cadeias de DNA: adenina, citosina, guanina e 
timina 
 Uracila é uma base nitrogenada 
associada com o RNA 
 Todas essas bases, incluindo a 
uracila, possuem uma configuração 
comum - nucleotídeo: 
 
 Nucleotídeo é formado por: uma base 
nitrogenada, grupamento fosfato e 
pentose 
 Base nitrogenada vai 
depender da molécula que ela 
é, ou seja, pode ser uma 
purina ou uma pirimidina 
 Pentose é sempre um glicídio 
(tem 5 carbonos) 
 Está associado a outras 
diversas funções dentro da 
célula como moléculas 
isoladas: CoA, FAD, AMP-
cíclico, NAD, ATP, AMP, ADP, 
GTP, ADP-ribose, UDP-
diacilglicerol e UDP-glicose 
 
 
 Na base de uma pirimidina, tem-se um anel de 
pirimidina 
 Na base de uma purina, tem-se dois anéis 
 Presença de um anel de pirimidina e 
um anel imidazólico 
 
 
 Glicose é uma hexose, ou seja, é uma molécula 
que possui 6 carbonos 
 Formato “aberto” é o mais comum 
 Dentro da célula, apresenta uma 
configuração “fechada” (α-D-
glicopiranose) 
 Carbono anomérico é aquele que pode 
sofrer uma reação e, nesse caso, faz 
uma reação com o álcool 
 OH da molécula de D-glicose reage 
com a molécula de álcool (presente 
dentro da mesma cadeia) 
 Sofre uma ciclização 
 Reação entre o carbono 
anomérico e o álcool para 
formar o anel 
 Carbonos não perdem sua numeração, 
continua a mesma 
 No caso de uma molécula de frutose, tem-se 
uma molécula de aldeído, com 5 carbonos 
também 
 
 Somente os carbonos são numerizados 
 
 Quando a molécula apresenta uma numeração 
com “linha” serve para dizer que a pentose 
pertence ao nucleotídeo 
 Carbono 1’ = pentose de um 
nucleotídeo 
 A base nitrogenada SEMPRE estará ligada ao 
carbono 1’ de um nucleotídeo e, o grupamento 
fosfato, SEMPRE estará ligado ao carbono 5’ 
 Quando se fala de um grupamento 
fosfato, ele pode apresentar uma 
variação 
 
 
 Um nucleotídeo de RNA não pode se associar 
a uma cadeia de DNA 
 A mesma coisa acontece para um 
DNA 
 Isso acontece porque são moléculas 
diferentes e, essa diferença, já 
começa pelo nome: ácido 
desoxirribonucleico (DNA) e ácido 
ribonucleico (RNA) 
 Nome correto do DNA é 
ácido 2-desoxirribonucleico 
 No RNA, a molécula de glicídio está 
completa, ou seja, tem todos os seus 
OHs associados 
 No caso do DNA, perde um oxigênio 
no carbono 2’ 
 
 
 
 Se tiver na base nitrogenada uma uracila e 
não tiver um oxigênio no carbono 2’ será uma 
molécula de DNA 
 Quem define se é uma molécula de 
DNA ou RNA vai ser o carbono 2 da 
pentose, não é a base nitrogenada 
 Independente da base nitrogenada, o 
que tiver no carbono 2’ vai ser uma 
molécula de DNA ou RNA 
 Se tiver oxigênio: RNA 
 Sem oxigênio: DNA 
 
 Molécula que não tem o grupamento fosfato 
 Formação da base nitrogenada com a pentose, 
apenas 
 
PURINAS e PIRIMIDINAS 
 Purinas: adenina e guanina 
 São moléculas formadas por um anel 
de pirimidina e um anel imidazólico 
 Grupamento amina em carbonos 
diferentes para cada molécula de 
purina 
 
 Pirimidinas: citosina, timina e uracila 
 Uracila preferencialmente no RNA, 
mas não vai ser definido pela base 
nitrogenada e, sim, pelo carbono 
 Moléculas formadas por apenas um 
anel de pirimidina 
 Grupamento amina associado à 
citosina 
 Na timina, o grupamento amina é 
perdido e dá lugar a uma dupla 
ligação; além de ter um grupamento 
metil associado a um dos carbonos 
 No caso da uracila, grupamento metil 
presente na timina vai ser perdido 
 
 
 
 Purinas e pirimidinas vão ser sintetizadas na 
mesma linha de montagem 
 
 
NOMENCLATURA DE NUCLEOTÍDEO e ÁCIDO NUCLÉICO 
 
 
 A nomenclatura varia se for uma base, 
nucleosídeo ou nucleotídeo 
 As moléculas sempre são sintetizadas 
primeiro como RNA 
 Se o ácido nucleico contém 2-desóxi-D-
ribose, é um DNA por definição, mesmo que 
contenha uracila 
 Da mesma forma, se o ácido nucleico 
contém D-ribose, é RNA, 
independentemente da sua 
composição de base 
 
DESOXIRRIBONUCLEOTÍDEOS: 
 
 
 
 
 
RIBONUCLEOTÍDEOS: 
 
 
 
 
BASES PÚRICAS e PIRIMÍDICAS 
SECUNDÁRIAS 
 Ser secundária = sofreu alguma alteração 
 A primeira alteração que se tem é a 
METILAÇÃO 
 Adição de um grupo metil a uma 
molécula 
 Todas as bases de purinas e 
pirimidinas podem sofrer metilação 
 Essa metilação acontece na 
impressão gênica 
 A metilação do DNA significa que ele 
vai ser ou não expresso 
 
 Quando acontece a adição de 
um grupo metil em uma base 
nitrogenada de uma molécula 
de DNA, significa que a 
molécula de DNA pode ser 
expresso 
 Genoma humano é igual, a 
metilação do DNA é o que faz 
com que as pessoas 
apresentem características 
diferentes 
 Metilação que acontece no 
DNA faz com que ele seja 
mais expresso ou menos 
expresso 
 Oncogenes ao serem metilados, 
podem começar a ser expressos e 
causar um câncer 
 
EXEMPLOS DE BASES SECUNDÁRIAS: 
 
 
 
 
 Grupamento fosfato pode sofrer algumas 
alterações de posição 
 Uma das alterações mais conhecida é o AMP 
cíclico 
 Está relacionado com a cadeia de 
sinalização 
 AMP cíclico é uma adenosina onde o 
grupamento fosfato está ligado ao 
carbono 5’ e ao carbono 3’ 
 A mesma coisa pode acontecer com o 
GMP cíclico 
 
 
 As alterações que acontecem no grupamento 
fosfato estão relacionadas com a integridade 
e estabilidade de uma molécula de DNA/RNA 
 
LIGAÇÃO FOSFODIÉSTER 
 As ligações fosfodiéster ligam unidades 
nucleotídicas sucessivas 
 Nucleotídeos associados EM CADEIA 
para formar RNA ou DNA 
 Para ter a formação dessas moléculas 
os nucleotídeos devem estar 
associados em cadeia, caso contrário, 
são apenas nucleotídeos 
 O esqueleto de pentose e de grupos fosfato 
alternados nos dois tipos de ácidos nucleicos 
é altamente polar 
 As extremidades 5’ e 3’ da macromolécula 
podem estar livres ou ligadas a um grupo 
fosforila 
 A ligação acontece entre o carbono 5’ 
de uma pentose com um carbono 3’ de 
outra pentose 
 Ligações no sentido 5’  3’ 
 RNA veio primeiro que o DNA 
 Evolutivamente, a molécula de DNA é 
mais estável 
 Estabilidade está relacionada com o 
oxigênio presente no carbono 2’ 
 Quando se tem uma molécula de 
RNA, acontece um processo de 
hidrólise muito mais rápido que o do 
DNA 
 O grupamento 2’-hidroxila 
atua como grupamento 
 
nucleofílico no deslocamento 
intramolecular 
 O derivado 2’,3’-
monofosfato cíclico é 
posteriormente hidrolisado 
para gerar uma mistura de 
nucleosídeos 2’ e 3’-
monofosfato 
 O DNA, o qual não apresenta 
grupamentos 2’-hidroxila, é 
estável em condições 
semelhantes 
 Degradação de DNA ou de RNA 
significa a quebra entre as ligações 
fosfodiéster 
 
FORMAÇÃO DAS PURINAS e PIRIMIDINAS 
 A purina é um composto orgânico aromático 
heterocíclico que consiste em um anel de 
pirimidina fundido a um anel imidazólico 
 Dois tipos de vias levam aos nucleotídeos: 
1. Vias de novo: inicia com seus 
precursores metabólicos 
(aminoácidos, ribose-5-fosfato, CO2 
e NH3) 
2. Vias de recuperação: reciclam as 
bases livres e os nucleosídeos 
liberados a partir da degradação de 
ácidos nucleicos 
 As bases nitrogenadas só serão produzidas 
na sua forma de nucleotídeos 
 Para isso, precisam de uma pentose 
 Via das pentoses fosfato são 
provenientes dos carboidratos que 
vão ser metabolizados pelas células, 
entrar na corrente sanguínea e vão 
entrar no fígado como glicídios 
 Transformadoem glicose-6-
fosfato no fígado: faz com 
que a glicose fique presa 
dentro da célula 
 Produto formado pela 
glicólise é o piruvato que 
entra na cadeia respiratória 
para formar o ATP 
 Um dos produtos da via das 
pentoses fosfato é a ribose-
5-fosfato  sofre ciclização, 
para formar um anel, e vai ser 
processada por uma enzima 
(5-fosforribosil pirofosfato 
sintetase) que vai converter a 
ribose-5-fosfato em 5-
fosforribosil-1-pirofosfato 
 Molécula 5-fosforribosil-1-
pirosfosfato (PRPP) é 
fundamental para a formação 
das purinas e pirimidinas  
no carbono 1 tem o 
pirofosfato e, no carbono 5, o 
fosfato 
 
 
 
SÍNTESE DE NOVO DE NÚCLEOTÍDEOS 
PÚRICOS 
 Iniciação do zero 
 Os aminoácidos glutamina, glicina e aspartato 
fornecem todos os átomos de nitrogênio das 
purinas 
 São: 2 glutaminas oxidadas, 1 aspartato e 1 
glicina 
 Além disso, tem-se os carbonos: 1 vem do 
CO2, 2 do formato e 2 carbonos da glicina 
 
1ª etapa: 
 A molécula inicial para que se tenha a síntese 
da purina vai ser através de uma PRPP  um 
grupo amina, doado pela glutamina, é ligado ao 
carbono 1 do PRPP 
 Glutamina perde esse grupamento e vira um 
glutamato, além disso, tem a liberação de um 
grupo fosfato 
 Processo catalisado pela enzima glutamina-
PRPP-amidotransferase 
 A 5-fosforribosil-1-pirofosfato com a adição 
do grupamento amina forma a 5-fosfo-β-D-
ribosilamina 
 
 
2ª etapa: 
 Vai haver a adição de 3 átomos doados pela 
glicina 
 1 ATP é consumido para ativar o grupo 
carboxila da glicina para essa reação de 
condensação 
 5-fosfo-β-D-ribosilamina reage com uma 
glicina e forma a glicinamida-ribonucleotídeo 
(GAR) 
 Enzima envolvida é a GAR-sintetase 
 
 
3ª etapa: 
 Glicinamida-ribonucleotídeo (GAR) vai 
receber um outro carbono do formil (doa o 
carbono com a dupla ligação) 
 O grupamento amino da glicina, que 
foi adicionado, é então formilado pelo 
N10-formiltetra-hidrofolato 
 Vai haver a formação de formilglicinamida-
ribonucleotídeo (FGAR) 
 Enzima envolvida no processo é a GAR-
transformilase 
 
4ª etapa: 
 Próxima molécula a fazer uma doação é uma 
glutamina 
 Um nitrogênio é doado pela glutamina 
 Glutamina  glutamato 
 Vai ser doado para começar a 
formação do anel de pirimidina 
 Formação da formilglicinamidina-
ribonucleotídeo (FGAM) 
 Há o consumo de um ATP 
 Enzima envolvida no processo é a FGAR-
amidotransferase 
 
 
5ª etapa: 
 FGAM vai ser convertido em uma molécula de 
5-aminoimidazol-ribonucleotídeo (AIR), 
fechando o primeiro anel imidazólico 
 Enzima FGAM-ciclase (ou AIR-sintetase) vai 
unir os carbonos, fechando o anel 
 Formação do anel imidazólico do núcleo 
púrico, com cinco membros 
 Nesse processo, ocorre desidratação e 
fechamento do anel 
 Quando chega nessa etapa, três dos seis 
átomos necessários para o segundo anel da 
estrutura das purinas estão colocados no 
lugar 
 
 
6ª e 7ª etapas: 
 AIR vai formar uma estrutura chamada 
carboxiaminoimidazol-ribonucleotídeo 
(CAIR) 
 Duas possibilidades para essa 
formação: 
1. Enzima AIR-carboxilase vai 
adicionar um CO2 que vai ser 
o carbono do próximo anel  
em humanos 
2. AIR vai ser processado na 
molécula de 𝑁5-CAIR que 
resultará em uma molécula de 
CAIR  fungo e bactérias  
enzimas envolvidas são: 𝑁5-
CAIR sintetase e 𝑁5-CAIR-
mutase 
 
 
 
 
8ª etapa: 
 Próxima molécula a fazer uma doação é um 
aspartato 
 Doa seu grupo amina 
 Há formação de uma ligação amida 
com o consumo de um ATP 
 Formação de uma N-succinil-5-
aminoimidazol-4-carboxamida-
ribonucleotídeo (SAICAR) 
 Enzima envolvida é a SAICAR-sintetase 
 
 
9ª etapa: 
 Etapa importante para a remoção do corpo do 
aspartato 
 Eliminação do esqueleto de carbono 
do aspartato (como fumarato) 
 Enzima responsável é a SAICAR-liase 
 
 
10ª etapa: 
 Último carbono é doado pelo N10-
formiltetra-hidrofolato 
 AICAR forma a molécula N-
formilaminoimidazol-4-carboxamida-
ribonucleotídeo (FAICAR) 
 Todas as moléculas estão prontas para 
formar o anel, falta apenas fechá-lo 
 Ação da enzima FAICAR-transformilase 
 
 
 
 
11ª etapa: 
 Ocorre um segundo fechamento de anel, 
produzindo o segundo anel fundido ao núcleo 
púrico 
 O primeiro intermediário com um anel púrico 
completo é formato  iosinato (IMP) 
 É um produto comum aos dois tipos de 
purinas 
 Dessa molécula, tem-se duas 
possibilidades: formar um adenilil 
(AMP) ou um guanilato (GMP) 
 Formação do AMP: aspartato 
vai ser adicionado na dupla 
ligação com o oxigênio da 
molécula de IMP, libera 
fumarato e forma AMP 
 Formação do GMP: tem ação 
do NAD e quem doa o 
grupamento amina vai ser uma 
glutamina 
 GTP é a fonte do fosfato de 
alta energia para a síntese de 
adenilossuccinato com 
subsequente remoção do 
fumarato e formação de 
adenilil (AMP)  guanilato é 
produzido pela oxidação 
dependente de NAD1 no 
carbono 2 do inosinato, 
seguindo-se a adição de um 
grupo amina derivado da 
glutamina  na etapa final, 
um ATP é clivado em AMP e 
fosfato inorgânico 
 Enzima envolvida é a IMP-sintetase 
 
 
SÍNTESE DE NOVO DE NUCLEOTÍDEOS 
PIRIMÍDICOS 
 Quem faz a doação dos átomos para que a 
síntese seja feita é o aspartato 
 Todos os átomos serão provenientes do 
aspartato ou do carbamoil-fosfato 
 Os ribonucleotídeos pirimídicos comuns são 
5’-monofosfato de citidina (CMP-citidilato) e 
5’-monofosfato de uridina (UMP-uridilato) 
 UMP é uma molécula de RNA 
 
1ª etapa: 
 Carbamoil-fosfato, juntamente com a adição 
do aspartato, formando uma molécula de N-
carbamoil-aspartato 
 Anel está praticamente montado, no 
entanto, ele ainda se encontra aberto 
 Reação é catalisada pela aspartato-
transcarbamoilase 
 
2ª reação: 
 Vai acontecer um processo de hidrólise para 
formar o orotato (já é o anel de pirimidina 
formado) 
 Principal molécula com anel já 
formado 
 Pela remoção de água do N-carbamoil-
aspartato, uma reação catalisada pela di-
hidro-orotase, o anel pirimídico vai ser 
fechado, formando l-di-hidro-orotato 
 L-di-hidro-orotato é oxidado, 
produzindo o derivado pirimídico 
orotato 
 Reação na qual NAD vai ser o aceptor 
final de elétrons 
 Nos eucariotos, as primeiras três 
enzimas dessa via (carbamoil-
fosfato-sintetase II, aspartato-
transcarbamoilase e di-hidro-
 
orotase) são parte de uma única 
proteína trifuncional  proteína CAD 
 
3ª etapa: 
 O PRPP (5-fosforribosil-1-pirofosfato) doa a 
ribose-5-fosfato para formar o orotidilato 
 Formação de um anel de pirimidina 
com um COO- associado 
 COO- vai ser removido 
 Reação realizada pela orotato-fosforribosil-
transferase 
 
4ª etapa: 
 Remoção do COO- do orotidilato forma 
uridilato (UMP) 
 Enzima envolvida na reação é a orodilato-
descarboxilase 
 
5ª etapa: 
 O uridilato é fosfotilado pela ATP para 
formar a uridina 5’-trifosfato (UTP) 
 São adicionados mais dois 
grupamentos fosfatos 
 Essa molécula está “livre” para 
formar um molécula de RNA 
 
6ª etapa: 
 UTP vai dar origem a citidina 5’-trifosfato 
(CTP) 
 Essa CTP pode ser processada depois 
pelo organismo 
 Tem ação da enzima citidilato-sintetase, com 
formação de um intermediário acil-fosfato 
 Consumindo um ATP 
 
 
 
 Purinas e pirimidinas são nucleotídeos de 
ribonucleotídeos 
 No carbono 2’ tem um OH completo 
 Quem determina se é uma molécula 
de DNA ou RNA é o carbono 2’ da 
pentose 
 Todos os desoxirribonucleotídeos 
são produzidos a partir dos 
ribonucleotídeos correspondentes, 
por redução direta do átomo de 
carbono 2’ da D-ribose, formando o 
derivado 2’-desóxi 
 Ação final da ribonucleotídeo-
redutase 
 Para que se tenha a formação de uma timina, 
primeiro, deve ser feita a conversão de 
uracila a DNA, para posterior conversão 
completada uracila em timina 
 Uracila perde o oxigênio, formando 
uma desoxiuracila (dUMP) 
 dUMP, por sua vez, vai formar uma 
desoxitimina (dTMP)  síntese da 
enzima timidilato-sintase 
 
 
 
DEGRADAÇÃO DAS PURINAS e PIRIMIDINAS 
 A degradação das PURINAS produz ÁCIDO 
ÚRICO 
 GMP ou AMP vai gerar, como produto 
final das purinas, um ácido úrico 
 Ácido úrico é uma molécula que vai 
ser produzida na via de degradação 
das purinas 
 GMP e AMP produzem xantina, 
oxidada pela enzima xantina-oxidase 
para formar o ácido úrico 
 Objetivo é ser eliminado na 
urina 
 
 
 A degradação das PIRIMIDINAS produz 
UREIA 
 Todas as pirimidinas são degradas da 
mesma forma 
 Ureia pode ser aproveitada pelas 
células ou ser eliminada 
 
 
CASO CLÍNICO 
Paciente do sexo masculino, 50 anos de idade, branco, 
com história de artrite gotosa havia 20 anos. As 
regiões habitualmente comprometidas eram os pés, 
joelhos e acromioclavicular esquerda. Episódios de 
lombalgia discreta e eventual havia dois anos. Há 15 
dias foi acometido de crise aguda de lombalgia, com 
irradiação difusa para membros inferiores, mais para 
o direito, que o impossibilitava de sentar ou 
deambular. Submetido a tratamento conservador de 
repouso, analgésicos de anti-inflamatório sem, 
contudo, obter qualquer alívio. Os exames 
laboratoriais mostraram apenas elevação da 
hemossedimentação (92mm na 1ª hora). A uricemia, 
na ocasião, era de 6,41mg/dl. Esses achados são 
comuns, mesmo na crise da gota 
 Aumento de ácido úrico pode estar 
relacionado com: doença renal, diabetes 
mellitus, hipotireoidismo, alguns tipos de 
câncer e quimioterapia, obesidade, 
alterações genéticas e estresse 
 Gota é uma doença relacionada com a 
degradação de ácido úrico 
 Apesar de ser solúvel, pode se 
acumular em grande quantidade nas 
articulações 
 Causa muita dor e impacto na vida do 
paciente 
 Quem tem maior risco de ter gota: 
 Homens de meia idade e mulheres na 
pós-menopausa 
 Pais, irmãos ou outros membros da 
família com gota (genético) 
 Dieta rica em purina como carnes 
vermelhas, miúdos e peixes 
 Consumo de álcool 
 Uso de medicamentos como 
diuréticos 
 Pressão alta, doença renal, tireóide, 
diabetes ou apneia do sono 
 
 
 
Gota é uma doença das articulações, causada pela 
concentração elevada de ácido úrico e nos tecidos 
 As articulações tornam-se inflamadas, 
doloridas e artríticas devido à deposição 
anormal de cristais de urato de sódio 
 Os rins também são afetados, pois o ácido 
úrico em excesso se deposita nos túbulos 
renais 
 Um grande alívios dos sintomas pode ser 
obtido pela administração de alopurinol 
que inibe a xantina-oxidase, a enzima que 
catalisa a conversão de purinas em ácido 
úrico