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8 de jun. de 2017
3 de mai. de 2017
5 de abr. de 2017
26 de fev. de 2016
ÁCIDOS NUCLEICOS
Posted by Katia on 07:14
Os ácidos nucléicos são macromoléculas responsáveis pelo armazenamento e transmissão da informação genética entre as células.
Existem dois tipos de ácidos nucléicos: o ácido desoxirribonucléico (DNA) e o ácido ribonucléico (RNA), ambos constituídos pela polimerização de nucleotídeos. Cada nucleotídeo é composto por um grupo fosfato, um açúcar (pentose) e uma base nitrogenada (Figura 01). A pentose presente no DNA é a desoxirribose enquanto que no RNA encontramos a ribose (Figura 02). Esses açúcares possuem cinco carbonos em sua estrutura e se diferenciam pela ausência de um grupo hidroxila (-OH) no carbono 2’ da desoxirribose, fato que confere à molécula de DNA uma maior estabilidade em relação ao RNA (Snustad & Simmons, 2010).
As bases nitrogenadas que compõem os ácidos nucléicos podem ser de dois tipos: purinas, compostas por dois anéis aromáticos, e pirimidinas, compostas por apenas um anel aromático.
As bases adenina (A) e guanina (G) são purinas enquanto que as bases citosina (C), timina (T) e uracila (U) são pirimidinas.
As bases A, T, C e G são encontradas no DNA e no RNA; a base T é substituída pela U, ou seja, no RNA encontramos A, U, G e C (Figura 03).
As cadeias de ácidos nucléicos são formadas por uma ligação fosfosdiéster estabelecida entre o grupo fosfato e o grupo hidroxila (-OH) do carbono 3’ entre nucleotídeos adjacentes. Dessa forma, os nucleotídeos componentes de uma cadeia têm a mesma orientação, ou seja, se o carbono 5’ da pentose estiver voltado para cima, os demais nucleotídeos desta cadeia estarão voltados para a mesma posição. Consequentemente, uma extremidade terá um grupo fosfato presente (extremidade 5’) e a outra extremidade terá um grupo hidroxila presente (extremidade 3’) (Figura 04) (Pierce, 2011).
A molécula de DNA é composta por duas cadeias de nucleotídeos e as ligações fosfodiéster nessas cadeias paralelas estão em direções opostas, ou seja, uma fita está orientada na direção 5’ 
3’ enquanto que a outra fita está no sentido 3’ 5’. Essas fitas antiparalelas são unidas por ligações, denominadas pontes de hidrogênio, as quais são estabelecidas entre as bases nitrogenadas das cadeias opostas. A base T, bem como U, possui um grupo ceto (C=O) o qual estabelece uma ponte de hidrogênio com a base A, que possui um grupo amino (C-NH2). As bases G e C possuem, cada uma delas, um grupo ceto e um grupo amino, portanto, são estabelecidas duas pontes de hidrogênio entre essas bases por meio desses grupos. Uma outra ponte de hidrogênio é formada em todos os pareamentos entre os nitrogênios dos anéis aromáticos das bases. Assim, na molécula de DNA, entre as cadeias antiparalelas, são observadas duas pontes de hidrogênio no pareamento A e T e três pontes de hidrogênio no pareamento G e C. Graças ao pareamento, as cadeias da molécula de DNA são ditas complementares e, conhecendo-se uma delas, é possível a construção da cadeia complementar (Zaha, 2003).
3’ enquanto que a outra fita está no sentido 3’ 5’. Essas fitas antiparalelas são unidas por ligações, denominadas pontes de hidrogênio, as quais são estabelecidas entre as bases nitrogenadas das cadeias opostas. A base T, bem como U, possui um grupo ceto (C=O) o qual estabelece uma ponte de hidrogênio com a base A, que possui um grupo amino (C-NH2). As bases G e C possuem, cada uma delas, um grupo ceto e um grupo amino, portanto, são estabelecidas duas pontes de hidrogênio entre essas bases por meio desses grupos. Uma outra ponte de hidrogênio é formada em todos os pareamentos entre os nitrogênios dos anéis aromáticos das bases. Assim, na molécula de DNA, entre as cadeias antiparalelas, são observadas duas pontes de hidrogênio no pareamento A e T e três pontes de hidrogênio no pareamento G e C. Graças ao pareamento, as cadeias da molécula de DNA são ditas complementares e, conhecendo-se uma delas, é possível a construção da cadeia complementar (Zaha, 2003).
Normalmente, a molécula de RNA é fita simples, porém, pareamentos podem ocorrer formando estruturas importantes na função do RNA. Diferentes tipos de RNA estão presentes nas células e os principais tipos são mensageiro (mRNA), o qual transfere a informação genética contida na cadeia de DNA aos ribossomos, para que ocorra a síntese de proteínas, o ribossômico (rRNA), componente majoritário dos ribossomos, e o transportador (tRNA), responsável por carregar os aminoácidos até o sítio de síntese de proteínas. Todos os RNAs são sintetizados por um processo conhecido como transcrição. Esse procedimento é feito com base na sequência de nucleotídeos de apenas uma das fitas do DNA. A fita do DNA molde para a transcrição possui orientação 3’ 
5’ já que o sentido de crescimento dos ácidos nucléicos é 5’ 3’. As mesmas regras de pareamento da replicação do DNA são aplicadas na transcrição, com exceção do pareamento entre as bases nitrogenadas A e T, pois no RNA a base T é substituída pela U. Dessa forma, a sequência da fita 3’ 
5’ será complementar à fita RNA sintetizada enquanto que a fita do DNA de orientação 5’ 
3’ é idêntica ao RNA, sendo as timinas substituídas pelas uracilas (Pierce, 2011).
5’ já que o sentido de crescimento dos ácidos nucléicos é 5’ 3’. As mesmas regras de pareamento da replicação do DNA são aplicadas na transcrição, com exceção do pareamento entre as bases nitrogenadas A e T, pois no RNA a base T é substituída pela U. Dessa forma, a sequência da fita 3’ 5’ será complementar à fita RNA sintetizada enquanto que a fita do DNA de orientação 5’ 3’ é idêntica ao RNA, sendo as timinas substituídas pelas uracilas (Pierce, 2011).
A informação armazenada no mRNA será lida nos ribossomos para a síntese de proteínas, mecanismo conhecido como tradução. O mRNA é lido a cada três nucleotídeos (códon) e, através do código genético, essa pequena sequência está associada a um dos 20 aminoácidos para a síntese da cadeia polipeptídica (para uma compreensão didática do código genético e tradução veja Mori et al. 2009).
A presente atividade tem como objetivo auxiliar o aluno na compreensão da estrutura dos ácidos nucléicos, podendo ser ampliada para o estudo da replicação, da transcrição, da tradução e da variabilidade genética. O uso dessas atividades teórico-práticas pode facilitar a compreensão do estudante sobre o conteúdo ministrado, visto que os alunos ficam entusiasmados com a proposta de integrar a teoria a uma dinâmica.
Compreendendo e preparando a atividade
Inicialmente a atividade simula a replicação do DNA, a qual será realizada com peças que se encaixam. Essas peças correspondem aos diferentes nucleotídeos encontrados no DNA. As peças poderão ser feitas em papel, recortadas para que os alunos colem as mesmas entre si, ou ainda, podem ser feitas em folhas de Etil Vinil Acetato (E.V.A.), para serem reutilizadas em outras oportunidades. As peças deverão ser construídas já com o encaixe correspondente ao número de pontes de hidrogênio entre os pareamentos pré-estabelecidos. Além disso, as peças possuem setas indicativas da ligação entre os nucleotídeos adjacentes. É válido lembrar que as peças deverão ser confeccionadas de modo a obedecer a orientação antiparalela das fitas complementares da molécula de DNA (Figura 05). Para que todas as possibilidades de encaixe de cada nucleotídeo sejam obedecidas, para cada nucleotídeo contendo uma base nitrogenada serão possíveis quatro peças (Figura06).
Os alunos serão divididos em grupos e com as peças em mãos, deverão construir uma cadeia de DNA com um número de nucleotídeos múltiplos de três, já que os códons que serão usados posteriormente na tradução (Figura 07-A). É importante que cada grupo receba as mesmas peças. Após a construção de uma das fitas de DNA, os alunos deverão montar a cadeia complementar antiparalela respeitando o pareamento entre as bases (Figura 07-B). Cada grupo formará moléculas de DNA com sequências nucleotídicas diferentes, gerando mRNA distintos, os quais serão traduzidos em diversas cadeias polipeptídicas para que se possa discutir a variabilidade genética com os alunos.
Após a montagem da molécula fita dupla de DNA, a mesma deverá ser “desnaturada” para que a fita-molde seja utilizada para a construção do mRNA (Figura 08). Para isso, cada grupo receberá novas peças contendo nucleotídeos para montagem do RNA. Em seguida, o mRNA de cada grupo será traduzido com auxílio de uma tabela do código genético (Mori et al. 2009). Cada grupo deverá anotar a sequência de aminoácidos gerada para que possa ser feita uma comparação entre as cadeias polipeptídicas formadas. A partir dos resultados, o professor poderá fazer uma discussão sobre o pareamento pré-estabelecido entre as bases nitrogenadas que compõem a molécula de DNA, sobre a transcrição de uma das fitas de DNA para formar o RNA, sobre a tradução do mRNA em códons para formar a cadeia polipeptídica e, ainda, sobre a possibilidade de serem formadas diferentes moléculas de DNA com as mesmas peças e, consequentemente, diferentes cadeias polipeptídicas serem obtidas.
Pentose
Figura 01- Estrutura química de um nucleotídeo, formado por um grupo fosfato, uma pentose e uma base nitrogenada.
Figura 02- Pentoses componentes dos ácidos nucléicos
Figura 03- Bases nitrogenadas purinas e pirimidinas componentes dos ácidos nucléicos
Figura 04- Fita simples de DNA formada pela ligação fosfodiéster entre nucleotídeos adjacentes
Figura 05- Peças de nucleotídeos a serem utilizadas na construção dos ácidos nucléicos
Figura 06- Quatro possibilidades de peças a serem confeccionadas para um único tipo de nucleotídeo
Figura 07- A) Fita simples de DNA com orientação 5’
3’ e B) Molécula fita dupla de DNA formada por fitas complementares e antiparalelas.
Figura 08- Molécula de mRNA com orientação 5’
3’ transcrito a partir da fita molde de DNA 3’ 5’.
Paula Fernanda Xavier Magalhães
Mauro Célio Ribeiro Silva
Natalia Hayashida de Araújo
Patrícia de Abreu Moreira
Referências Bibliográficas
Koolman, J., Roehm, K.H. (2005) Color Atlas of Biochemistry. 2 ed, Thieme, 467 p.
Mori, L., Arias, M.C., Miyaki, C.Y., Dessen, E.M.B.(2009) Código Genético: o código dos vinte, Genética da Escola, 4 (1), 25-32.
Pierce, B.A. (2011) Genética: um enfoque conceitual. 3 ed, Guanabara Koogan, 774 p. Snustad, D.P., Simmons, M.J. (2010) Fundamentos de Genética. 4 ed, Guanabara Koogan, 903 p.
Stryer, L., Tymoczo, J., Berg, J. (2005) Bioquímica. 3 ed, Guanabara Koogan, 950 p.
Zaha, A. (Org.) (2003) Biologia molecular básica. 3.ed, Mercado Aberto, 2003, 336 p.
Mori, L., Arias, M.C., Miyaki, C.Y., Dessen, E.M.B.(2009) Código Genético: o código dos vinte, Genética da Escola, 4 (1), 25-32.
Pierce, B.A. (2011) Genética: um enfoque conceitual. 3 ed, Guanabara Koogan, 774 p. Snustad, D.P., Simmons, M.J. (2010) Fundamentos de Genética. 4 ed, Guanabara Koogan, 903 p.
Stryer, L., Tymoczo, J., Berg, J. (2005) Bioquímica. 3 ed, Guanabara Koogan, 950 p.
Zaha, A. (Org.) (2003) Biologia molecular básica. 3.ed, Mercado Aberto, 2003, 336 p.
Fonte: www.sbg.org.br
ÁCIDOS NUCLEICOS
Posted by Katia on 07:12
1. Apresentação
Os vírus são formados apenas por um "envelope" de proteínas contendo uma molécula de ácido nucléico (DNA ou RNA) em seu interior.
Quando um vírus bacteriófago ataca uma bactéria, apenas o seu material genético penetra na célula hospedeira.
O DNA do vírus se incorpora ao cromossomo da bactéria e passa a comandar as atividades dessa célula, que inicia a produção de novos vírus.
A bactéria acaba por arrebentar e liberar esses vírus. Outras células bacterianas serão atacadas, reiniciando o mesmo ciclo.
Ácido Desoxirribonucleico
Multiplicação do DNA viral e síntese de novas capas proteicas
A observação desse evento demonstra que o ácido nucléico do vírus contém todas as informações necessárias para a construção de novos vírus idênticos a ele mesmo. O material genético, portanto, determina a estrutura do vírus e é a sua forma de transmissão de suas características para a nova geração que irá se formar. Essa constatação demonstra o papel do DNA como a base química do material genético.
Nas células eucarióticas, a maior parte do DNA se encontra no núcleo, como constituinte dos cromossomos. Os cromossomos dessas células são formados por DNA associado a proteínas (as histonas). Menor quantidade é encontrada nas mitocôndrias, nos cloroplastos e junto aos centríolos. Células procarióticas, como as bactérias e as cianobactérias, têm cromossomos circulares constituídos exclusivamente por DNA.
2. A Molécula do DNA
O ácido desoxirribonucléico tem as suas moléculas formadas pela união de quatro tipos de nucleotídeos, todos formados por um grupo fosfato, uma molécula de desoxirribose e uma base nitrogenada: adenina, guanina, citosina ou timina. Vamos passar a representar cada um desses nucleotídeos pela inicial de sua base nitrogenada, respectivamente A, G, C e T.
Estudando moléculas de DNA de diferentes origens, o pesquisador Edwin Chargaff encontrou resultados que permitiram a ele estabelecer uma proporção entre os quatro tipos de nucleotídeos.
Veja alguns de seus resultados:
Adenina
|
Guanina
|
Citosina
|
Timina
| |
Homem
|
30,4%
|
19,6%
|
19,9%
|
30,1%
|
Boi
|
29,0%
|
21,2%
|
21,2%
|
28,6%
|
Carneiro
|
29,3 %
|
20,7 %
|
20,8 %
|
29,2 %
|
Podemos notar, analisando esses valores, que o número de nucleotídeos com adenina é igual ao número de nucleotídeos com timina, e os nucleotídeos com guanina existem na mesma quantidade que os nucleotídeos com citosina.
A = T e C = G
Essas proporções entre os nucleotídeos de DNA são conhecidas como Relações de Chargaff, e foram uma das chaves para a descoberta da estrutura espacial das moléculas de DNA.
Na década de 1940, alguns pesquisadores se dedicavam à tentativa de desvendar a configuração espacial da molécula do DNA. Trabalhando juntos, o americano James D. Watson e o inglês Francis Crick propuseram um modelo para a molécula do DNA. O modelo de Watson e Crick mostra a molécula de DNA como uma escada retorcida (ou "dupla hélice"), formada por dois filamentos paralelos de DNA.
Os corrimãos da escada são formados pela união de fosfatos e pentoses, e os degraus são constituídos por pares de bases emparelhadas (uma de cada filamento). Mantendo as proporções encontradas por Chargaff, Watson e Crick sugeriram que em frente a cada nucleotídeo com adenina deveria haver um nucleotídeo com timina, e em frente a um nucleotídeo com guanina, seria encontrado um nucleotídeo com citosina. Essas bases complementares se mantêm próximas graças ao estabelecimento, entre elas, de pontes de hidrogênio.
Esses pesquisadores concluíram que as duas cadeias paralelas de nucleotídeos permanecem unidas por pontes de hidrogênio que se formam sempre da mesma maneira: adenina com timina, e citosina com guanina.
Por exemplo, imaginemos um filamento de DNA com a seguinte seqüência de nucleotídeos:
A T A C G G A T G A T T C G A
No filamento complementar, a seqüência de nucleotídeos será, obrigatoriamente, essa:
T A T G C C T A C T A A G C T
O dois filamentos que formam essa molécula de DNA poderiam ser representados da seguinte forma:
3. A Duplicação das Moléculas de DNA
Uma importante propriedade das moléculas de DNA é a capacidade de duplicação, o que permite a geração de cópias idênticas de si mesmas. A expressão "autoduplicação" não é totalmente correta, uma vez que sem a presença de enzimas e de matéria-prima, uma molécula de DNA não é capaz de se duplicar.
Durante a duplicação do DNA, chamada replicação, os dois filamentos complementares que formam uma só molécula de DNA se separam por ruptura das pontes de hidrogênio que mantêm unidas as bases complementares. A enzima DNA-polimerase usa cada filamento da molécula de DNA como molde para a montagem de um novo filamento.
Quando os dois filamentos de nucleotídeos se separam, deixam expostas as suas bases nitrogenadas. Outros nucleotídeos de DNA se aproximam dessas bases expostas, estabelecendo com elas pontes de hidrogênio.
Assim sendo, em frente a cada um dos nucleotídeos dos filamentos originais, colocam-se nucleotídeos complementares: em frente a um nucleotídeo com adenina, coloca-se um nucleotídeo com timina, e vice-versa. Em frente a um nucleotídeo com guanina, coloca-se um nucleotídeo com citosina, e vice-versa.
Dessa forma, quando o processo se completa, em frente de cada filamento antigo é montado um filamento novo, com os nucleotídeos recém-chegados.
Observe que as duas moléculas novas são idênticas entre si e à molécula original, que serviu de molde para a formação dessas duas moléculas-filhas. Em cada molécula nova de DNA, apenas um filamento é realmente recém-formado. O outro filamento foi preservado da molécula inicial, e serviu de "forma" para a montagem do filamento novo. Por isso, diz-se que a replicação do DNA é semiconservativa.
O que são
Os Ácidos Nucleicos são as moléculas com a função de armazenamento e expressão da informação genética
Existem basicamente 2 tipos de ácidos nucléicos:
O Ácido Desoxirribonucléico - DNA
O Ácido Ribonucléico - RNA
Os ácidos nucléicos são macromoléculas formadas pela ligação tipo fosfodiéster entre 5 nucleotídeos diferentes, suas unidades fundamentais.
Os Nucleotídeos
São as unidades fundamentais dos ácidos nucléicos
Ligam-se uns aos outros através de ligações fosfodiéster, formando cadeias muito longas com milhões de resíduos de comprimento
Além de participarem da estrutura dos ácidos nucléicos, os nucleotídeos atuam também como componentes na estrutura de coenzimas importantes no metabolismo oxidativo da célula, e como forma de energia química - ATP, por exemplo.
Atuam ainda como ativadores e inibidores importantes em várias vias do metabolismo intermediário da célula
Estrutura dos Nucleotídeos
Os nucleotídeos são moléculas formadas por:
Uma pentose
Uma base nitrogenada
Um ou mais radicais fosfato As Bases Nitrogenadas
Pertencem a 2 famílias e compostos, e são 5 no total:
Bases Púricas, ou Purinas: Adenina e Guanina
Bases Pirimídicas, ou Pirimidinas: Citosina, Timina Uracila
Tanto o DNA como o RNA possuem as mesmas bases púricas, e a citosina como base pirimídica
A timina existe apenas no DNA, e no RNA, é substituída pela uracila - que possui um grupo metil a menos.
Em alguns tipos de DNA virais e no RNA de transferência podem aparecer bases incomuns
As Pentoses
A adição de uma pentose a uma base nitrogenada produz um nucleosídeo
Os nucleosídeos de A, C, G, T e U são denominados, respectivamente,
Adenosina, Citosina, Guanosina, Timidina e Uridina
Se o açúcar em questão é a RIBOSE, temos um ribonucleosídeo, característico do RNA
Se o açúcar é a desoxirribose - 1 hidroxila a menos em C2 - temos um desoxirribonucleosídeo, característico do DNA.
A ligação com a base nitrogenada ocorre sempre através da hidroxila do carbono anomérico da pentose.
O Fosfato
A adição de um ou mais radicais fosfato à pentose, através de ligação tipo éster com a hidroxila do carbono 5 da mesma, dá origem aos Nucleotídeos.
Os grupos fosfato são responsáveis pelas cargas negativas dos nucleotídeos e dos ácidos nucléicos
A adição do segundo ou terceiro grupo fosfato ocorre em seqüência, dando origem aos nucleotídeos di e trifosfatados
O DNA
Está presente no núcleo das células eucarióticas, nas mitocôndrias e nos cloroplastos, e no citosol das células procarióticasNas células germinativas e no ovo fertilizado, dirige todo o desenvolvimento do organismo, a partir da informação contida em sua estruturaÉ duplicado cada vez que a célula somática se divide
Estrutura do DNA
O DNA é um polidesoxirribonucleotídeo formado por milhares de nucleotídeos ligados entre si através de ligações 3’, 5’-fosfodiéster.
Sua molécula é formada por uma fita dupla antiparalela, enrolada sobre si mesma formando uma dupla hélice
A Ligação Fosfodiéster
Ocorre entre o fosfato do carbono 5 da pentose de um nucleotídeo e a hidroxila do carbono 3 da pentose do nucleotídeo seguinte.
A cadeia resultante é bastante polar, e possui:
Uma extremidade 5’ --> Fosfato de carbono 5 da pentose livre
Uma extremidade 3’ --> Hidroxila de carbono 3 da pentose livre
Por convenção, as bases de uma seqüência são sempre descritas da extremidade 5’ para a extremidade 3’
As ligações fosfodiéster podem ser quebradas enzimaticamente por enzimas chamadas NUCLEASES, que se dividem em:
Endonucleases: Quebram ligações no meio da molécula
Exonucleases: Quebram ligações nas extremidades da molécula
A Dupla Hélice
Na dupla hélice do DNA, descrita pela primeira vez por Watson e Crick, as cadeias da molécula se dobram em torno de um eixo comum e de modo antiparalelo - a extremidade 5’ de uma cadeia é pareado com a extremidade 3’ da outra cadeia.
No tipo mais comum de hélice - "B" - o esqueleto hidrofílico de fosfatos e pentoses fica na parte externa, enquanto que as bases hidrofóbicas, fixadas à este esqueleto, ficam no lado de dentro da estrutura.
A estrutura lembra uma "escada em caracol"
Há um PAREAMENTO DE BASES entre as fitas da molécula do DNA.
Assim, temos sempre pareadas:
Adenina com Timina: A-T
Citosina com Guanina: C-G
As bases se mantém pareadas por pontes de hidrogênio, 2 entre "A" e "T" e 3 entre "C" e "G".
As fitas do DNA podem ser separadas sob certas condições experimentais, sem rompimento das ligações fosfodiéster, e a dupla hélice pode ser desnaturada em um processo controlado e dependente de temperatura.
Existem 3 formas estruturais de DNA:
A forma "B": Descrita por Watson e Crick em 1953 e já citada acima, é a forma mais comum; a hélice é voltada para a direita e com 10 resíduos por volta, com planos de bases perpendiculares ao eixo helical
A forma "A": Obtida pela desidratação moderada da forma "B", também é voltada para a direita, mas possui 11 resíduos por volta e as bases estão em um ângulo de 20 graus em relação ao eixo helical
A forma "Z": A hélice nesta forma é voltada para a esquerda e contém cerca de 12 resíduos por volta
A transição entre as formas de DNA pode desempenhar um papel importante na regulação da expressão genética.
O RNA
Atua como uma espécie de "cópia de trabalho", criada a partir do molde de DNA e utilizada na expressão da informação genética. A síntese de uma molécula de RNA a partir de um molde de DNA chama-se "TRANSCRIÇÃO"
Nesta transcrição, modificações podem ocorrer sobre a molécula de RNA transcrita, convertendo-a de uma cópia fiel em uma cópia funcional do DNA.
Estrutura do RNA
Em relação ao DNA, 4 diferenças são importantes: O RNA possui uracila no lugar da timina na seqüência de bases.
A pentose do RNA é a ribose
O RNA é formado por uma fita única, com eventual pareamento de bases intracadeia. A molécula do RNA é muito menor que a do DNA.
Existem 3 tipos de RNA, cada um com características estruturais e funcionais próprias:
RNA Ribossômico
Ou RNAr; É encontrado, em associação com várias proteínas diferentes, na estrutura dos ribossomos, as organelas responsáveis pela síntese protéica.
Corresponde a até 80% do total de RNA da célula
RNA de Transferência
Ou RNA Transportador, ou ainda RNAt
É a menor molécula dos 3 tipos de RNA; Está ligado de forma específica a cada um dos 20 aminoácidos encontrados nas proteínas
Corresponde a 15% do RNA total da célula
Fazem extenso pareamento de bases intracadeia, e atua no posicionamento dos aminoácidos na seqüência prevista pelo código genético, no momento da síntese protéica
RNA Mensageiro
Corresponde a apenas 5% do total de RNA da célula
Atua transportando a informação genética do núcleo da célula eucariótica ao citosol, onde ocorrerá a biossíntese protéica
É utilizado como molde nesta biossíntese.
Organização do Material Genético Eucariótico
O DNA total de uma célula mede em média 1 metro de comprimento!!
Para que volume tão grande de material genético caiba dentro do núcleo da célula, o DNA interage com um grande número de proteínas
Estas proteínas exercem funções importantes na organização e mobilização deste material genético
As Histonas
As histonas são pequenas proteínas básicas, ricas em lisina e arginina, e carregadas positivamente em pH fisiológico, às quais se associa a molécula do DNA.
Suas cargas positivas, em associação com o cátion Mg++, facilitam esta ligação com o esqueleto negativo do DNA e estabilizam o conjunto.
Existem 5 classes de histonas: h6, H2, H2B, h2 e h2.
Os Nucleossomos
São considerados as unidades estruturais dos cromossomos.
São formados por 8 moléculas de histonas: 2 H2, 2 H2B, 2 h2 e 2 h2, formando um octâmero regular sobre o qual se enrola a fita dupla do DNA, a quase 2 voltas por nucleossomo
Os nucleossomos são ligados entre si por segmentos de DNA "ligante" de aproximadamente 50 nucleotídeos de comprimento, formando os polinucleossomos, ou nucleofilamentos.
Após vários níveis de organização espacial, ancorados por vários tipos de proteínas, chegamos à estrutura final dos cromossomos.
A histona h6 não participa da estrutura dos nucleossomos, mas sim liga-se ao DNA "ligante" e participa do processo de compactação das estruturas
Fonte: biomania.com
Ácidos Nucleicos
Os ácidos nucléicos são as maiores moléculas encontradas no mundo vivo. São responsáveis pelo controle dos processos vitais básicos em todos os seres.
Foram descobertos em 1865, pelo bioquímico Frederich Miescher, no núcleo dos glóbulos brancos do pus e no núcleo de espermatozóides. Acreditando que estas substâncias fossem encontradas apenas no núcleo das células, denominou-as de “ácidos nucléicos”. Atualmente sabe-se que os ácidos nucléicos também são encontrados nos cloroplastos e nas mitocôndrias.
1. Conceito
São macromoléculas constituídas por unidades denominadas “Nucleotídeos”. Ou seja, são polímeros de Nucleotídeos, ou ainda, são polinucleotídeos.
2. Função dos Ácidos Nucléicos
Coordenar a síntese das enzimas (e demais proteínas) determinando assim as características dos indivíduos, como: cor dos olhos, cor da pele, estatura, tendências de comportamento, doenças hereditárias (diabetes, hemofilia, daltonismo), etc. Dessa forma controla o metabolismo, a reprodução e constituem o material genético ou hereditário de todos os seres vivos.
3. Os Nucleotídeos
São as unidades constituintes dos ácidos nucléicos. Ou seja, são os monômeros dos ácidos nucléicos.
3.1 Estrutura do Nucleotídeo
Basicamente, um nucleotídeo é constituído por três partes:
Uma base nitrogenada
Uma pentose
Um grupo fosfato
A ) As Bases Nitrogenadas: São compostos orgânicos nitrogenados de cadeia fechada.
Ocorrem dois tipos: Púricas e Pirimídicas.
As Bases Púricas: apresentam dois anéis. São elas: adenina e guanina.
As bases pirimídicas: apresentam um só anel. São elas: adenina, timina e uracila ou uracil.
Representação das bases nitrogenadas
Na formação dos ácidos nucléicos as bases púricas se combinam com as bases pirimídicas da seguinte forma:
No DNA
| Puricas | Primídicas |
| Adenina (A) | Timina (T) |
| Guanina (G) | Citosina (C) |
No RNA
| Puricas | Primídicas |
| Adenina (A) | Timina (T) |
| Guanina (G) | Citosina (C) |
As bases nitrogenadas dão nome aos nucleotídeos e ligam as duas fitas do DNA.
Purines
Pyrimidines
b) As pentoses: São monossacarídeos (oses) de cinco carbonos na cadeia. Têm a função de dar sustentação a molécula.
São elas:
Riboseno RNA
Desoxirribose
c) O Grupo Fosfato (PO4)
É derivado do ácido fosfórico (h2PO4) - é comum tanto ao DNA como ao RNA.
Tem a função de ligar os nucleotídeos de uma mesma fita.
I - O DNA (Ácido Desoxirribonucléico)
É um polinucleotídeo de fita dupla, associado às proteínas (histonas). Ou seja, é uma nucleoproteína.
Características do DNA
Apresenta-se como fita dupla, formando uma dupla hélice (modelo de Watson e Crick, 1972).
Apresenta a pentose (ose) Desoxirribose com exclusividade
Apresentam a base nitrogenada “Timina” com exclusividade
Promove a Duplicação ou Replicação:
Sintetiza cópias idênticas de si mesmo
Promove a transcrição: Sintetiza moléculas de RNAm (mensageiro)
O DNA é encontrado em maior quantidade no núcleo (na cromatina) que no citoplasma (nas mitocôndrias e cloroplastos).
2. A Duplicação ou Replicação
É o processo através do qual uma molécula de DNA dá origem a uma outra molécula, idêntica a molécula mãe. A duplicação é semiconservativa, ou seja, cada molécula de ADN formada conserva uma das fitas da molécula-mãe.
2.1 Etapas da Duplicação
Em presença da enzima helicase e DNApolimerase, ocorre o afastamento das duas fitas do DNA
Nucleotídeos com desoxirribose (desoxirribonucleotídeos), livres no núcleo, encaixam-se nas fitas separadas
Ao final do processo, estão formadas duas moléculas de DNA, cada uma contendo uma das fitas das moléculas – mãe.
3. A Transcrição
Consiste na síntese de uma molécula de RNAm (mensageiro) pelo DNA. Esta molécula contém uma mensagem contida nos “códons” (trincas de bases), para a síntese de uma proteína específica. A transcrição ocorre no núcleo.
Etapas da transcrição:
a) Em presença da enzima RNA-polimerase, ocorre o afastamento de parte de uma das fitas do DNA, denominada “fita molde” ou “fita ativa”
b) Nucleotídeos contendo ribose (ribonucleotídeos) livres no núcleo, encaixam-se no segmento de fita ativa que encontra-se afastado no DNA
c) Formado o filamento de RNAm, este separase do DNA e migra para o citoplasma, através dos poros da carioteca (anulli)
d) A enzima DNA-ligase, reconstitue o DNA
O RNA OU ARN
CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DO RNA
a) É sintetizado pelo DNA
b) É constituído por fita única de nucleotídeos.
c) Apresenta a Pentose
d) É encontrado em maior quantidade no citoplasma
LEMBRANDO: No RNA não ocorre à base timina. No seu lugar é encontrada a base uracila ou uracila combinando-se com adenina.
TIPOS DE RNA
RNA m (mensageiro)
RNA r (ribossomal)
RNA t (transportador)
1) RNA m (mensageiro)
É sintetizado pelo DNA
Apresenta fita de comprimento intermediário
É o que se apresenta em menor quantidade
Conduz a mensagem do núcleo para o citoplasma, através de grupos de três nucleotídeos (trincas de bases)
Obs. Cada molécula de RNAm corresponde a cópia de um gen ou gene do DNA.
2) RNA r (ribossomal)
É o de cadeia mais longa
É o mais abundante nas células
Origina-se na “zona sat” ou satélite dos cromossomos, constituindo os nucléolos
Migram para o citoplasma, associam-se a proteínas e formam os ribossomos.
Obs.: Os ribossomos são, portanto, grânulos de ribonucleoproteínas.
3) RNA t (transportador)
Tem forma de folha de trevo
É o menor deles
Transporta os aminoácidos até o RNAm
Apresenta-se dobrado sobre si mesmo.
A Tradução
Ocorre no citoplasma celular e consiste na decodificação da mensagem contida nos códons do RNAm através da ação do RNAt e dos ribossomos, culminando assim na síntese de uma proteína específica.
Etapas da Tradução
Os ribossomos percorrem o filamento do RNAm cobrindo dois códons por vez
Um RNAt conduzindo um aminoácido específico, se aproxima de um ribossomo combinando o seu anticódon com o códon correspondente do RNAm coberto pelo ribossomo
O RNAt deixa ali o aminoácido e um outro repete o mesmo processo no próximo códon
Formam-se ligações peptídicas entre os aminoácidos
Quando cada ribossomo chega ao final do RNAm está formada uma proteína específica.
O conjunto de vários ribossomos associados a um filamento de RNAm recebe o nome de “polissomo”.
Código Protéico
É um código universal onde cada trinca de bases (códon) reconhece apenas um aminoácido. Mas, como existem na natureza apenas 20 aminoácidos para a formação das proteínas e 64 combinações possíveis de códons (43), há de concluir-se que, alguns aminoácidos são codificados por mais de um códon, no entanto cada códon reconhece apenas um aminoácido. Alguns códons determinam a parada da síntese protéica enquanto outros determinam iniciação da síntese.
Fonte: www.serdigital.com.br
Ácidos Nucleicos
Os ácidos nucléicos, como o nome diz, são moléculas ácidas presentes no núcleo das células.
Essa definição é verdadeira para um tipo de ácido nucléico: o DNA (abreviação de ácido desoxiribonucléico). O outro tipo, o RNA (abreviação de ácido ribonucléico), apesar de sintetizado e processado no núcleo, pode ser encontrado tanto no núcleo como no citoplasma das células, onde exerce sua função.
Os ácidos nucléicos são polímeros formados a partir de nucleotídeos, como se fosse um colar de pérolas, onde as pérolas são os nucleotídeos e o cordão é a ligação fosfodiéster entre eles.
Assim como as pérolas, os nucleotídeos são muito parecidos, porém não são exatamente iguais: todo nucleotídeo é formado por um açúcar, um grupamento fosfato e uma base nitrogenada, mas as bases nitrogenadas são diferentes entre os nucleotídeos, assim como o açúcar também varia se for DNA (desoxirribose) ou RNA (ribose).
Esquema geral de um nucleotídeo
As bases nitrogenadas que formam os nucleotídeos dos ácidos nucléicos são adenina (A), timina (T), citosina (C), guanina (G) e uracila (U). Devido a suas conformações, essas bases conseguem se ligar umas as outras por pontes de hidrogênio, como se enrrolassemos dois colares de pérolas ao mesmo tempo, formando uma estrutura denominada dupla fita ou dupla hélice. Nas nossas células, é comum encontrarmos o DNA na forma de dupla fita, enquanto encontramos o RNA na forma de fita simples. Essa ligação é um processo bem específico, sendo que T só pareia com A, C só pareia com G, G só pareia com C, U só pareia com A, e A pareia com T ou U.
Esquema geral de uma molécula de DNA. Em (a) podemos observar uma das fitas do DNA em azul e a outra em vermelho, unidas pelo pareamento entre as bases nitrogenadas, representadas pela cor amarela. Em (b) podemos observar mais detalhadamente o pareamento entre as bases nitrogenadas nos nucleotídeos. (Adaptado de Lodish et al, 2005)
Agora que sabemos o que são os ácidos nucléicos e do que são formados, para que eles servem mesmo?
Essas moléculas são a chave da nossa existência e nosso funcionamento: são elas que coordenam o que ocorre nas células e em todo o organismo, e são responsáveis, por exemplo, por sua altura, sua cor dos olhos e sua predisposição a doenças, como câncer ou Alzheimer.
Isso ocorre porque o DNA funciona como um livro de receita de como construir e manter um organismo. Nele está codificado como sintetizar todas as nossas proteínas, bem como as enzimas, que coordenam nosso metabolismo e todas as funções celulares. Mas o DNA apenas possui a informação de como fazer as proteínas, mas são os ribossomos no citoplasma e retículo endoplasmático que funcionam como verdadeiros cozinheiros, sintetizando-as. A ponte entre o que está escrito no DNA e como isso vai virar proteína nos ribossomos é feito pelo RNA, que faz uma cópia do DNA (como se fosse um xerox) e serve como molde para os cozinheiros. Toda essa dinâmica é realizada para que o livro de receitas original nunca se perca e esteja a disposição sempre que for necessário fazer uma cópia nova.
É interessante salientar que os ácidos nucléicos estão presentes em todas as formas de vida que conhecemos, desde de vírus, bactérias, fungos, até plantas e animais e são essenciais para a sobrevivência em todos eles.
Referênciais Bibliográficas
Lodish H. et al, 2005. Biologia Celular e Molecular. 5 ed. Artmed: Porto Alegre, 2005.
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