terça-feira, 3 de agosto de 2010

Ácidos Nucléicos

Conceitos Gerais


          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 procarióticas
        Nas células germinativas e no ovo fertilizado, dirige todo o desenvolvimento do organismo, a partir da informação contida em sua estrutura
        É 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.