Resumo - Bioquímica Estrutura dos Ácidos Nucleicos

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Nucleotídeos no DNA e RNA
base nitrogenada heterocíclica + açúcar + fosfato
DNA: bases púricas (adenina e guanina) e pirimídicas (citosina e timina)
açúcar desoxirribose
RNA: sem timina, uracila no lugar (uma timina sem um metil)
açúcar ribose
Polinucleotídeos: sequências lineares de nucleotídeos
ligações fosfodiéster 3'→5' entre açúcares
Estrutura do DNA
dupla fita (antiparalelas)
uma de 5' → 3' e outra inverso
unidas por pontes de H
Transcrição gera RNA
principais tipos: mensageiro, ribossomal e transportador
Estrutura do RNA
mRNA tem capa (cap) na posição 5'
e cauda poli[A] na terminação 3'
e região codificadora com códons no centro
cada códon é uma sequência de 3 nucleotídeos
rRNA e tRNA fazem parte do aparato de síntese proteica mas não codificam proteínas
rRNA com intenso pareamento interno de bases → partículas ribonucleoproteicas (ribossomos)
ligam mrna e trna na tradução
cada tRNA liga-se a um aa específico
única sequência trinucleotídeos (anticódon)
similar a um trevo
Sala de Espera
Ivy Sharer Usuária de drogas IV
26 anos
compartilhou seringas não esterilizadas por anos
Suores noturnos intensos
5 meses antes com síndrome semelhante à gripe
febre, mal-estar, dores musculares
aumento generalizado de linfonodos, anorexia e diarréia
perda de 9,7kg
Testes positivos para AIDS
esquema com múltiplos fármacos (zidovudina incluso)
anteriormente chamada de AZT (azidotimidina)
Colin Tuma Pólipos intestinais removidos por colonoscopia aos 45
Não retornou aos exames
Fezes com cor de piche (melena) aos 56 
= sangramento intestinal
Adenocarcinoma crescendo a partir de pólipo cônico
Tumor invadiu parede intestinal e perfurou peritônio visceral
linfonodos com células cancerígenas e nódulos encontrados no fígado (metástases)
Tratamento paliativa com 5-fluoruracil (5-FU) + quimioterápicos
Agneu ("neu") Moania Queixa de febre e tosse
escarro amarelo-pardo espesso
diplococos gram-positivos
Pneumonia por St. pneumoniae confirmada
sensível à penicilina, eritromicina e tetraciclina
por histórico de alergia penicilina, tratamento com eritro
I. Estrutura do DNA
A. Localização do DNA
Em procariotos não é separado do restante do conteúdo celular
Em eucariotos, é isolado pela membrana nuclear no núcleo
é ligado às histonas, formando cromatina
parte densa (heterocromatina)
parte difusa (eucromatina)
Pré-mitose: cromátides irmãs
Durante metáfase: cromossomos visíveis bem definidos
Menos de 0,1% na mitocôndria
menos de 20000 pares
lembram mais sistema de bactérias
sugere que mitocôndrias provém de espécies invasoras
Vírus
não possuem sistemas completos de replicação
parasitas intracelulares obrigatórios
Bacteriófagos (fagos): infectam bacs
plasmídeos
sem potencial infeccioso
entram na bac e replicam autonomamente
engenharia genética
usa para transferência de genes à bactéria
B. Determinação da estrutura do DNA
1865: Frederick Meischer isolou o primeiro DNA
inicialmente tratado como armazenamento de fosfato da célula
1953: Detalhes melhores explicados
9 anos depois de ter sido identificado como material genético
Pólipos adenomatosos = adenomas que 
crescem no lúmen do colo ou reto
Podem espalhar por sangue ou linfa 
por metástase
designação pb usada para quantificar DNA
pares de bases
200 pb = 400 bases
Resumo - Bioquímica: Estrutura dos Ácidos Nucleicos
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9 anos depois de ter sido identificado como material genético
Bases AGTC e desoxirribose sem OH no C2 da ribose
Nucleosídeos
base nitrogenada ligada por ligação N-glicosídica ao carbono anomérico do açúcar, ribose ou desoxirribose
Nucleotídeo = nucleosídeo + Pi
em desocinucleotídeos, d precede
GDP = difosfato de guanosina
dATP = trisfosfato de desoxiadenosina
Nomes das Bases de seus Nucleosídeos
Base Nucleosídeo
Adenina A Adenosina
Guanina G Guanosina
Citosina C Citidina
Timina T Timidina
Uracil U Uridina
Hipoxantina I Inosina
Hipoxantina não é encontrado no DNA, nucleosídeo produzido durante síntese de nucleotídeos púricos
1944: Oswald Abery estabelece DNA como material genético
fosfato inorgânico une monômero de nucleotídeos (ligação fosfodiéster entre carbono 3' de açúcar e 5' do seguinte)
Erwin Chargaff: qte de adenosina é igual timina, guanosina é igual citosina (em condições molares)
James Watson e Francis Crick: digração de Raios-x: modelo da dupla hélice
C. Conceito de pareamento de bases
Pontes de hidrogênio entre as bases
Uma purina com uma pirimidina
Adenina e timina com duas pontes de H
Guanina e citosina com três pontes
Fitas complementares A corresponde à T e C à G sempre
Pontes de hidrogênio são mais fracas que covalentes para permitir separação das fitas na transcrição e replicação
Pareamento de bases permite que uma fita sirva de molde para produzir outra
também para síntese complementar de RNA
D. Fitas de DNA são Antiparalelas
Orientam-se em direções opostas
do C5' para o 3'
na outra fita do C3' para o 5'
E. A dupla hélice
Elétrons dos pares de bases adjacentes interagem e formam forças de empilhamento
ajudam estabilizar a hélice
Terceiro agrupamento OH do fosfato livre e dissocia próton em pH fisiólogico
cada hélice tem cargas negativas envolvendo superfície
facilitam ligações com histonas positivas, por exemplo
Sulcos de tamanho alternado
bases expostas que interagem com proteínas
Watson e Crick descreveram a forma B
direcionada para o lado direito
3,4A entre pares bases e 10,4 bases por volta
Predominante em seres vivos
Forma A: predomina em híbridos DNA-RNA
Mais compacta que B
2,3A entre bases e 11 pares por volta
Forma Z: 
3,8A entre bases e 12 bases por volta
em cada fita uma linha conecta fosfatos em zigue-zague
F. Características do DNA
Espiral se afastando em sentindo horário: hélice orientada para direita
se afastando em sentido anti-horário: orientada para a esquerda
Ivy Sharer
Zicovudina similar à timina encontrada 
no DNA
adicionada à extremidade 3' em 
crescimento pela transcriptase reversa
essa tem maior afinidade pelo 
ZDV do que polimerases 
humanas
Tratar câncer
Doxorrubicina (adriamcina)
Inibe a replicação e a transcrição
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se afastando em sentido anti-horário: orientada para a esquerda
Álcalis promovem separação das fitas, mas não quebram ligações fosfodiéster do DNA
mas as do RNA são quebradas
assim, são usados para remover RNA do DNA
Aquecimento converte dupla fita DNA em simples fita
ponto de fusão: temperatura em que 50% das fitas estão separadas
se temperatura diminuída lentamente, podem reparear
renaturação, reanelamento ou hibridização
quando DNA pareia com RNA também se chama hibridização
II. Estrutura dos Cromossomos
A. Tamanho das moléculas de DNA
Em células procarióticas: 4x106 pares de bases
2 mm se fosse linear
Em eucariotos: 1000x maior
cromossomo mais longo com 7cm de comprimento
DNA total até 2 metros e 6x106 pares
B. Acondicionamento do DNA
eucariótico liga-se a um peso igual de histonas
pequenas proteínas básicas com grande qte de arginina e lsiina
complexo da cromatina
controle da transcrição e empacotamento
formam contas chamadas de nucleossomos nucleares
4 classes de histonas H2A, H2B, H3 e H4
140 pares de bases enrolados
DNA unindo os núcleos complexado dom H1 (quinta classe de histona)
compactação adicional
forma estrutura solenoide
Subestruturas nucleossomais da cromatina
+ ptnas cromossomais não-histonas
diferentes tecidos com diferentes qtes e qualidades
C. O genoma Humano
Conteúdo genético total
23 cromossomos
Óvulo haplóide + espermatozoide haplóide = zigoto diplóide
diplóides = 22 autonômicos cada par com dois homólogos + 2 sexuais (XX ou XY)
Total = 46
Locus genético é uma posição específica no cromossosmo
alelos são versões alternativas de um gene no mesmo locus
há dois alelos de cada gene
se diferem: duas versões da mesma ptna com algum diferença na estrutura primária
Genoma de célula haplóide contém de 30000 a 50000 genes
10 a 15 vezes o da E. coli
III. Estrutura do RNA
A. Características gerais do RNA
Uracil e timina são idênticos exceto por um metila mais na timina
no RNA o açúcar é a ribose, com hidroxila no C2
o que permite clivagem em soluções alcalinas
Geralmente cadeias de fita simples 
mas ainda mantém considerável estrutura secundária e terciária
pareamento entra bases é complementar e antiparalelo
adenina pareica com uracil ao invés de timina
três tipos principais
mRNA, tRNA, rRNA
síntese de proteínas
Outros tipo
ribozimas
atividade enzimática (catálise de reações)
mas é modificado, então não é enzima propriamente dita
ribonucleases
clivam outros RNA 
peptidil-transferase
catalisa a formação de ligações peptídicas
B. Estrutrua do mRNA
sequência de nucleotídeos é convertida na seq. de aa de uma cadeia polipep. na tradução
Topoisomerases diminuem tensão nas 
histonas para desenrolar fitas
Will Sichel com anemia falciforme
homozigoto para gene da HbS
se heterozigoto relação de 60:40 HbA-HbS
Variações diferentes por mutações adicionais são 
chamadas de talassemias
Colin tuma tratado com 5-fluoruracil
inibe produção de timina para replicação do DNA
taxa de proliferação celular diminui
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sequência de nucleotídeos é convertida na seq. de aa de uma cadeia polipep. na tradução
segmentos intermediários chamados de pré-mRNA ou hn-RNA (nuclear heterogêneo)
eucariótico consiste em sequência líder no extremo 5' (começa em estrutura cap)
região codificadora (contém códon de iniciação) e região sinalizadora no 3' (cauda poliA com guanosina terminal)
C. Estrutura do rRNA
Ribossomos = ribonucleotídeos para síntese de proteínas
Diferentes tipos encontrados em procariotos, citoplasma e mitocôndrias
procarióticos contém três tipos de moléculas de rRNA 
subunidades 30S e 50S se unem para formar 70S
em eucariotos subunidades 40S e 60S formam ribossomo 80S
mitocondriais não menores que citoplasmáticos, coeficiente de 55S
mais próximos aos 70S de procariotos
D. Estrutura do tRNA
Transportam aa para os ribossomos e asseguram incorporação na cadeia polipeptídica
pareamento de três bases do tRNA (anticódon) com três (códon) na região codificador do mRNA
células contém ao menos 20 moléculas diferentes de tRNA
um para cada aa
muitos aa tem mais de um tRNA
Contém não apenas nucleotídeos usuais, mas derivados que são produzidos por modificações pós-traducionais
10-20% dos nucleotídeos são modificados
ribotimidina T (uridina + metil)
diidruridina D (uma das duplas ligações é reduzida)
pseudouridina Y (uracil ligado à ribose por carbono ao invéz de carbono-nitrogênio)
todas as moléculas de tRNA formam uma estrutura semelhante a um trevo
E. Outros tipos de RNA
oligonucleotídeos
primers para replicaçãdo do DNA e RNA das ribonucleoproteínass
snTNP envolvidas no splicing
Doenças discutidas
Doença G/A Comentários
AIDS Ambiental Infecção por HIV
retrovírus contendo genoma de RNA
Deterioração genética progressiva
infecções oportunísticas
terapia medicamentosa possa diminuir a velocidade do curso da doença
Adenocarcinoma Ambos Use de análogos de nucleotídeos como agentes quimioterápicos
5-fluorouacil usado para inibir síntese de desoxitimidina monofosfato pela timidilato sintase
mata células que se proliferam rapidamente
Pólipos benignos no cólon ascendente
como o pai morreu de câncer, ele devia prestar atenão nisso
risco 3X maior
negligenciou e metastizou
Pneumonia Ambiental Doença induzida por bactérias primariamente nos pulmões
tratado com antibióticos
certos antibióticos atingem síntese bacteriana mas podem atingir mitocondrial também
desconforto epigástrico, diarréia e icterícia colestática (menos frequente)
Referências: Bioquímica MARKS. 2ed. C12
Neu Moania
Eritromicina inibe síntese protéica nos ribossomos 
procarióticos mas não nos eucarióticos
No entanto, nas mitocôndrias também pode ser 
inibida
efeitos colaterais 
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