148683Aula 1 F.M. Biologia Jose Drummond Acidos Nucleicos

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Foca na Medicina 
Aula 1 – Biologia 
Material do Aluno 
Professores: José Drummond 
 
Ácidos Nucléicos 
1.Conceitos básicos 
 
Os ácidos nucleicos têm como função determinar as características genéticas que 
são transmitidas hereditariamente além de controlar as atividades metabólicas dos seres 
vivos. Existem dois tipos de ácidos nucleicos: DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido 
ribonucleico). 
O DNA é formado por genes que determinam as características dos seres vivos que 
são passadas através da reprodução. Já o RNA funciona como uma mensagem produzida 
a partir do DNA que permite o bom funcionamento da célula. 
 
São polímeros formados por um conjunto de nucleotídeos, formados por três unidades: 
 grupo fosfato (PO4-) 
 pentose – carboidrato com cinco carbonos – do tipo desoxirribose (C5H10O4) ou do tipo 
ribose (C5H10O5) 
 base nitrogenada – Adenina, Timina, Citosina, Guanina e Uracila 
 
 
 
 
 
Os nucleotídeos são denominados segundo a base nitrogenada que possuem, desta forma, 
teremos: 
 
Fosfato + pentose + adenina = Adenosina mono fosfato (AMP) 
Fosfato + pentose + guanina = Guanosina mono fosfato (GMP) 
Fosfato + pentose + citosina = Citidina mono fosfato (CMP) 
Fosfato + pentose + timina = timidina mono fosfato (TMP) 
Fosfato + pentose + uracil = uridina mono fosfato (UMP) 
 
Ligação Nucleotídica 
 
Os nucleotídeos são unidos um ao outro através de ligações fosfodiésteres. Estas são 
identificadas entre o carbono 3 de uma pentose com o carbono 5 de outra, levando em 
consideração que o grupo fosfato está presente entre as duas pentoses. 
 
 
 
 
Esses nucleotídeos podem ser classificados como: 
 
 Desoxirribonucleotídeos –associação de um grupo fosfato, uma pentose do tipo 
desoxirribose e uma base nitrogenada que pode ser do tipo Adenina, Timina, Citosina 
e Guanina. 
 Ribonucleotídeos – associação de um grupo fosfato, uma pentose do tipo ribose e 
uma base nitrogenada que pode ser do tipo Adenina, Uracila, Citosina e Guanina. 
 
Comparação DNA x RNA 
 
 DNA RNA 
FITA Dupla Simples 
PENTOSE Desoxirribose Ribose 
BASES NITROGENADAS 
 
 
 
Adenina 
Timina 
Citosina 
Guanina 
Adenina 
Uracila 
Citosina 
Guanina 
 
 
2. DNA (ácido desoxirribonucleico) 
 
A estrutura do DNA foi descoberta em 1953 por James Watson e Francis Crick. 
Identificaram que o DNA é formado por dois filamentos (dupla-hélice) de 
desoxirribonucleotídeos que interagem um com o outro através de ligações de hidrogênio. 
Essa interação é determinada pela presença de bases complementares, ou seja, a adenina 
se pareia com a timina através de duas ligações enquanto a citosina se pareia com a guanina 
através de três ligações. As fitas são classificadas também como antiparalelas, ou seja, os 
filamentos são dispostos em direções opostas. 
 
 
 
 
 
Importante (Lei de Chargaff) 
 
Por ser formado por duas fitas complementares, o percentual de adenina é igual ao 
de timina. Já o percentual de citosina é igual ao de guanina. 
 
ESTRUTURA MOLECULAR DO DNA 
 
Na estrutura de dupla hélice, do DNA, as cadeias estão pareadas de modo 
antiparalelo, isto é, o carbono 5 terminal de uma fita esta pareado com o carbono 3 terminal 
da outra fita. 
 
 
 
 
Podemos, portanto, designar um dos filamentos como 3’ – 5’ e o outro como filamento 
5’ – 3’. O filamento 3’-5’ é considerado filamento base e o 5’-3’ é designado como filamento 
complementar. 
 
3. RNA (ácido ribonucleico) 
 
O RNA é formado por um filamento de ribonucleotídeos e é produzido a partir de um 
gene, ou seja, de um molde de DNA. 
 
 
 
3.1 RNA mensageiro (RNAm) 
 
É uma mensagem, produzida a partir de um gene, que é transportada para o 
citoplasma e determina a sequência dos aminoácidos de um peptídeo (proteína), definindo, 
portanto, a estrutura primária proteica. É formado por um conjunto de trincas chamadas 
códons. 
 
3.2 RNA transportador (RNAt) 
 
Transporta o aminoácido na direção do RNA mensageiro. Apresenta duas regiões: 
uma extremidade que se liga ao aminoácido para transportá-lo e outra formada por três 
bases nitrogenadas, chamada anticódon, que se associam, de forma complementar, a 
molécula do RNAm. 
 
3.3 RNA ribossômico (RNAr) 
 
Um dos componentes dos ribossomos. Estes têm como função realizar a ligação 
peptídica promovendo a união de dois aminoácidos vizinhos. 
 
Propriedades do DNA 
 
4. Replicação 
 
Processo em que duas moléculas de DNA dupla-hélice são formadas a partir de uma. 
A enzima helicase promove a abertura das fitas e a DNA polimerase produz uma nova fita, 
através da união de desoxirribonucleotídeos, complementar a cada fita molde. E no final do 
processo, são produzidas duas duplas-hélices idênticas entre si e em relação à fita “mãe”. 
Cada “filha” apresenta um filamento antigo, proveniente da mãe, e um filamento novo 
(sintetizado pela DNA polimerase) fazendo com que esse processo seja classificado como 
sendo uma Replicação Semiconservativa. No DNA dos procariontes, o processo tem início 
em um único ponto chamado origem de replicação. Já nos eucariontes, a replicação ocorre 
a partir de vários pontos da fita. A origem de replicação é uma região específica na 
sequência de nucleotídeos de DNA, na qual a helicase se liga para abrir a dupla-hélice, 
permitindo o início da síntese de novas moléculas de DNA, através da DNA polimerase. Em 
células eucariontes, esse processo acontece no núcleo. 
 
 
Importante notarmos que as novas fitas de DNA, são produzidas em sentidos opostos. 
Toda a polimerização ocorre sempre no sentido 5’3’, desta forma uma das novas fitas é 
sintetizada continuamente, enquanto a outra é feita fragmentada (fragmentos de Okazaki). 
A fita contínua pode ser chamada de fita líder, enquanto a descontínua é chamada de fita 
retardada 
O inicio da polimerização a DNA polimerase, necessita de um apoio inicial, para 
começar o se trabalho de polimerização de novas fitas. Esse apoio vem através de um 
pequeno polímero de ribonucleotídeos, chamado primer. 
A replicação é chamada semiconservativa, isto é, cada molécula filha mantém a 
metade do material genético da molécula mãe. 
Em 1957, Meselson e Sthal provaram que a replicação é semiconservativa através de 
um experimento em que as fitas “mãe” e ”filhas” eram marcadas através da diferença de 
densidade. 
Inicialmente colocaram células que foram cultivadas em meio contendo N15, e que, 
portanto, tinham DNA com bases contendo N15, em um novo meio contendo N14, menos 
DNA - POLIMERASE 
denso, marcado estas moléculas com nitrogênios com densidade diferente, conseguiam 
separá-las pela diferença de densidade, quando colocadas em uma solução de cloreto de 
césio. 
Observamos no esquema o gradiente de sedimentação diferente nas gerações 
sucessivas. 
 
1. Transcrição 
 
Processo em que uma molécula de RNA mensageiro é produzida a partir de um gene 
(molécula de DNA) ativo. Nas células eucariontes, acontece no núcleo e o produto é 
transportado para o citoplasma celular onde determina a sequência de aminoácidos no 
peptídeo/proteína. 
O RNAm é formado por uma enzima chamada RNA Polimerase que utiliza uma fita 
de DNA como molde para produzir uma fita complementar. 
 
 
 
 
Qual a função de cada RNA? 
 
São moléculas produzidas a partir de genes específicos. O RNAm determina a 
sequência dos aminoácidos na proteína; o RNAt transporta os aminoácidos na direção do 
RNAm para serem utilizados na síntese proteica; e o RNAr participa da estrutura dos 
ribossomos. 
 
 
 
Hoje em dia, sabe-se que um RNAm, produzidoa partir de um DNA, pode sofrer 
modificações em sua sequência. Este processo, exclusivo de células eucariontes, é 
chamado Splicing do RNA e promove uma maior diversidade dessas moléculas pois tem a 
capacidade de remover alguns pedaços chamados Íntrons e a sequência mantida é chamda 
Éxon. 
 
 
 
 
2. Tradução 
 
Processo realizado pelos ribossomos que tem a capacidade de traduzir a fita simples 
de RNA, ou seja, produzir proteínas a partir de um molde de RNA mensageiro. Participam 
desse processo vários RNA transportadores que transportam os aminoácidos na direção do 
mensageiro. 
Uma vez que proteínas são cadeias de aminoácidos, podemos afirmar que na síntese 
protéica cada códon refere-se a um aminoácido. Assim sendo, a sequência de códons do 
RNAm é que definirá a sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica. 
A tabela abaixo relaciona cada códon a seu aminoácido correspondente. Note que o 
códon AUG corresponde ao aminoácido Metionina e ao códon de Início. E os códons UAA, 
UGA e UAG representam os códons de Fim. 
 
 
 
 
Passo-a-passo da tradução 
 
1. Identifique o códon de início (AUG) no RNA mensageiro 
2. A partir do códon de início, divida de três em três bases (códons) 
3. Para cada códon, identifique na tabela seu aminoácido correspondente até chegar ao 
códon de Fim, que não introduz nenhum aminoácido. 
 
 
 
Note que o ribossomo tem a capacidade de realizar a ligação peptídica, ou seja, 
ligação entre dois aminoácidos. 
 
 
Desenvolvendo Competências 
 
 
1. Dezenas de milhões de átomos de elementos químicos unem-se e formam os diferentes 
compostos orgânicos que constituem os seres vivos. Proteínas, glicídios e ácidos nucleicos 
são exemplos destes compostos orgânicos. 
 
Em relação a estes compostos, analise as proposições. 
 
I. Proteínas são compostos orgânicos constituídos por carbono, hidrogênio e oxigênio. 
II. O nitrogênio é um elemento comum tanto às proteínas quanto aos ácidos nucleicos. 
III. Um elemento fundamental na composição de glicídios, como a glicose e a frutose, é o 
nitrogênio. 
IV. Algumas proteínas podem apresentar em sua composição metais, a exemplo, o ferro ou 
o magnésio. 
 
Assinale a alternativa correta. 
 
a) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. 
b) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. 
c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. 
d) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. 
e) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. 
 
2. Sobre os ácidos nucleicos, assinale o que for correto. 
 
a) As cadeias de 
RNA
 mensageiros são formadas por enzimas que complementam a 
sequência de bases de um segmento da cadeia do 
DNA.
 
 
b) Uma cadeia polipeptídica é sintetizada por um ribossomo que se desloca sobre o 
RNA
 
mensageiro desde um códon 
AUG
 até um códon de parada. 
 
c) A duplicação do 
DNA
 é considerada conservativa uma vez que cada molécula filha é 
formada pelos filamentos antigos. 
 
d) Todas as fases do processo de síntese proteica ocorrem no interior do nucleoplasma. 
 
e) As ligações existentes entre os nucleotídeos para formação dos polinucleotídeos ocorrem 
entre a amina de uma unidade e a carboxila de outra. 
 
3. Adenina, guanina e citosina são bases presentes tanto na estrutura de 
DNA
 como na de 
RNA.
 Qual das moléculas abaixo também está presente em ambas? 
a) Uracil. 
b) Timina. 
c) Ribose. 
d) Fosfato. 
e) Desoxirribose. 
 
4. A molécula de DNA armazena informação genômica que é transcrita e traduzida por 
mecanismos elegantes como os de transcrição e tradução. Entretanto, entre os distintos 
indivíduos biológicos construídos por mensagem contida no DNA, há uma singularidade 
biológica que se repete, mas se diferencia pelo modo como esta é organizada. Essa 
descrição corresponde à(s) 
 
a) molécula de RNAr. 
b) moléculas de RNAt. 
c) bases nitrogenadas. 
d) molécula de RNAm. 
 
5. Considere uma molécula de DNA sem qualquer mutação e que apresente 16% de bases 
nitrogenadas de citosina. 
Determine os percentuais de guanina e de timina encontrados nessa molécula, justificando 
suas respostas. 
 
6. Alguns anos atrás, o Brasil foi notificado por exportar alimentos processados que não 
continham no rótulo a informação do tipo de carne componente do alimento. A análise 
realizada foi obtida por testes de DNA que identificaram os diferentes tipos de amostras. 
 
Amostras 
Bases nitrogenadas % Relações molares 
A G C T A/T G/C 
1 
28,9
 
17,9
 
17,8
 
27,4
 
1,05
 
1,00
 
2 
24
 
33
 
33
 
24
 
1,00
 
1,00
 
3 
12,4
 
14
 
14
 
12,4
 
1,00
 
1,00
 
4 
45,8
 
2,9
 
2,9
 
43,6
 
1,05
 
1,00
 
 
Com base nas informações da Tabela 1, pode-se afirmar que 
 
a) todas as amostras são provenientes de diferentes espécies. 
b) a amostra 3 possui o mais alto conteúdo de pares A e T. 
c) a amostra 2 apresenta DNA de fita simples. 
d) as amostras 2 e 3 apresentam alta homologia entre seus DNAs. 
e) a amostra 4 apresenta diferenças em suas bases, pois há presença de Uracil (U). 
 
7. Celulose, esteroides, RNA e albumina são exemplos dos seguintes tipos de moléculas 
orgânicas, respectivamente: 
 
a) proteína, carboidratos, lipídio, ácido nucleico. 
b) carboidrato, lipídios, ácido nucleico, proteína. 
c) carboidrato, proteínas, ácido nucleico, lipídio. 
d) lipídio, carboidratos, proteína, ácido nucleico. 
e) proteína, carboidratos, ácido nucleico, lipídio. 
 
8. Sobre os ácidos nucleicos (DNA e RNA) é correto afirmar que 
 
a) o RNA é formado por segmentos denominados genes, responsáveis pela produção de 
proteínas nos seres vivos. 
b) o processo de produção de uma molécula de RNA a partir de uma molécula de DNA é 
chamado de tradução. 
c) DNA é composto por uma desoxirribose e um grupo fosfato, sendo suas quatro bases 
nitrogenadas: adenina, citosina, guanina e timina. 
d) dentre as bases nitrogenadas, a timina é exclusiva do RNA. 
 
9. O esquema seguinte representa duas cadeias de ácidos nucleicos. 
 
 
 
Assinale a alternativa correta. 
 
a) I corresponde a uma cadeia de DNA e II a uma cadeia de RNA, que podem ser observadas 
em mitocôndria e retículo endoplásmico rugoso. 
b) I e II correspondem a duas moléculas de RNA e são encontradas apenas no núcleo das 
células. 
c) I e II correspondem a duas cadeias de uma molécula de DNA e podem ser encontradas 
nas mitocôndrias e complexo de Golgi. 
d) I e II correspondem a duas cadeias de uma molécula de DNA e encontram-se dispersas 
no citoplasma. 
e) I corresponde a uma cadeia de DNA e II a uma cadeia de RNA, que podem ser 
encontradas nas mitocôndrias e no retículo endoplasmático liso. 
 
10. Um pesquisador injetou uma pequena quantidade de timidina radioativa 
3( H timidina)
 em 
células com o propósito de determinar a localização dos ácidos nucleicos sintetizados a partir 
desse nucleotídeo, utilizando uma técnica muito empregada em biologia celular, a 
autorradiografia combinada com microscopia eletrônica. 
 
Assinale a alternativa que apresenta os dois compartimentos celulares nos quais o 
pesquisador encontrará ácidos nucleicos radioativos. 
 
a) Núcleo e mitocôndrias. 
b) Citosol e mitocôndrias. 
c) Núcleo e retículo endoplasmático. 
d) Citosol e retículo endoplasmático. 
e) Peroxissomos e retículo endoplasmático. 
 
Gabarito Comentado 
 
Resposta da questão 1: 
[E] 
 
[III] Falsa. Os monossacarídeos glicose e frutose apresentam fórmula molecular 
6 126(C H O )
 e 
não apresentam o elemento nitrogênio em sua composição química. 
 
Resposta da questão 2: 
02. 
 
[01] Falso. As cadeias de RNA mensageiros são formadas por nucleotídeos, cujas bases 
nitrogenadas são complementares às sequências de bases de um segmento da cadeia do 
DNA. 
[04] Falso. A duplicação do DNA é semiconservativa, uma vez que cada molécula filha é 
formada por uma cadeia antiga e uma nova. 
[08] Falso. A síntese ribossômica de proteínas ocorre no citosol, no retículo endoplasmático 
granuloso e no interior de organelas como mitocôndrias e cloroplastos. 
[16] Falso. As ligações entre os nucleotídeos para a formação de polinucleotídeos são do 
tipo fosfo-di-éster entre o carbono 3' de uma pentose e o grupo fosfato do nucleotídeo 
seguinte. 
 
Resposta da questão 3: 
[D] 
 
O grupo fosfato faz parte da estrutura molecular do DNA e do RNA. 
 
Resposta da questão 4: 
[C] 
 
As moléculas de DNA que constituem o material genético dos seres vivos são 
formadas por quatro tipos de nucleotídeos que se diferenciam pelas bases nitrogenadas A, 
T, C e G. A diferença consiste apenas no número e na ordem em que essas bases são 
encadeadas nos genes. 
 
 
 
 
 
Resposta da questão 5: 
 
 Devido ao pareamento obrigatório das bases nitrogenadas do DNA, a quantidade de 
citosina é igual à de guanina e a quantidade de adenina é igual à quantidade de timina. 
Dessa forma, temos: 16% de C e 16% de G, somando 32% das bases do DNA. O restante, 
68%, é dividido igualmente entre A e T. Logo, temos: 34% de A e 34% de T. 
 
Resposta da questão 6: 
[A] 
 
Todas as amostras são provenientes de diferentes espécies, porque todas 
apresentam a relação 
A T / G C 
 diferentes entre si. 
 
Resposta da questão 7: 
[B] 
 
A celulose é um polissacarídeo formado pela condensação de moléculas de glicose 
(monossacarídeo). Os esteroides são lipídios derivados do colesterol. O RNA é um ácido 
nucleico formado pela união de nucleotídeos contendo as bases nitrogenadas adenina, 
guanina, citosina e uracila. A albumina é uma proteína formada pela união peptídica de 
unidades estruturais denominadas aminoácidos. 
 
Resposta da questão 8: 
[C] 
 
Os genes são segmentos do DNA. A produção do RNA a partir de um molde de DNA 
é denominado transcrição. A base nitrogenada timina ocorre no DNA. 
 
Resposta da questão 9: 
[A] 
 
A cadeia I corresponde a um segmento de DNA por conter a base nitrogenada timina 
(T). A cadeia II representa um trecho do RNA, porque possui a base nitrogenada uracila (U). 
As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas que contêm DNA e RNA. O retículo 
endoplasmático rugoso contém ribossomos que sintetizam proteínas sob comando do RNA 
mensageiro. 
 
Resposta da questão 10: 
[A] 
 
A timidina radioativa 
3( H timidina)
 será incorporada ao DNA nuclear e mitocondrial.