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ão moléculas orgânicas, constituídas por unidades básicas chamadas nucleotídeos. Os ácidos nucléicos na verdade são polinucleotídeos.Constituição de um nucleotídeo ⇒ ácido fosfórico + pentose + base nitrogenada
Estrutura do nucleotídeo: P = radical fosfórico
pentose base nitrogenada
Nucleosídeo ⇒ pentose + base nitrogenada
Tipos de Pentose - Desoxirribose:
- Ribose:
Tipos de Bases Nitrogenadas - Púricas: Adenina - Guanina
- Pirimídicas: Citosina - Timina - Uracil
Nota:
ATP, ADP e AMP, são nucleotídeos envolvidos no metabolismo energético, estes compostos são constituídos por adenina + ribose (adenosina) e radicais de fosfato. O ATP apresenta três radicais, o ADP dois e o AMP apenas um radical fosfato.
Os ácidos nucléicos são importantes componentes das células pois atuam no metabolismo de síntese de proteínas e enzimas, além de controlarem todo o processo de hereditariedade.
Tipos de Ácidos Nucléicos: DNA: ácido desoxirribonucléico
Características químicas:
- Tipos de pentose desoxirribose - Tipos de bases nitrogenadas
. Púricas: adenina e guanina . Pirimídicas: citosina e guanina - Radical fosfórico
Característica estrutural: dupla hélice
O DNA é uma molécula que se apresenta como uma hélice dupla de nucleotídeos, lembrando uma escada helicoidal, onde seus degraus seriam representados por bases nitrogenadas que se unem através de pontes de hidrogênio e seus corrimões seriam representados por regiões alternadas de pentose (desoxirribose) e radicais fosfato, conforme a figura abaixo.
Nota:
O modelo de molécula de DNA proposto por Watson e Crick em 1962, valeu o prêmio Nobel da medicina daquele ano.
Estudos de virologia demonstraram a presença de DNA de hélice simples.
A Ligação Entre as Bases Nitrogenadas
Experimentos demonstraram que na molécula de dupla hélice do DNA, bases púricas ligam-se à pirimídicas através de pontes de hidrogênio, de tal forma que a adenina se liga à timina através de duas pontes de hidrogênio, enquanto a guanina liga-se à citosina através de três pontes de hidrogênio.
Lembre-se, no DNA: HOCH2 H H H H H OH OH β-D-2-DESOXIRRIBOSE
Utilizada no ácido desoxirribonucléico O HOCH2 H H OH H H OH OH β-D-RIBOSE
Utilizada em ácido ribonucléico O NH2 N N H N N Adenina N N N H N O H H2N Guanina N N H O O H N N H O O H CH3 O NH2 N N H
uracila Timina Citosina
D P D P D P D P D P D P D P P D P D P D P D P D P D P D P P Nucleolídio
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T
A
hidrogênio de pontes 2 se liga
→
←
−G
C
hidrogênio de pontes 3 se liga
→
←
−A idéia de que o DNA é uma hélice dupla, firmada por Watson e Crick, foi influenciada grandemente pelos estudos de Rosalind Franklin e Maurice Wilkins envolvendo difração de raios X, sendo decisivo ainda os estudos de Erwin Chargaff que demonstrou proporções semelhantes entre as bases A e T, e C e G conforme a tabela abaixo:
A D E N IN A G U A N IN A C IT O S IN A T IM IN A H o m em 3 0 , 4 % 1 9 , 6 % 1 9 , 9 % 3 0 , 1 %
B o i 2 9 % 2 1 , 2 % 2 1 ,2 % 2 8 ,6 %
C a rn e iro 2 9 , 3 % 2 0 , 7 % 2 0 ,8 % 2 9 ,2 %
Ao verificar tais proporções Chargaff estabeleceu sua famosa relação: A = T - G = C ou 1 C G T A = =
Onde encontrar DNA nas células?
Nas células eucariontes o DNA é encontrado no núcleo ao nível de cromossomos e nucleólos e no citoplasma ao nível de cromoplastos e mitocôndrias. Nos procariontes pode ser encontrado nos plasmídios e em uma região chamada nucleóide que contém o cromossomo bacteriano.
Funções do DNA na célula:
• Controle do Metabolismo Celular: o DNA comandando a
síntese de enzimas e proteínas, é capaz de controlar as reações de produção de grande parte das substâncias produzidas pelas células.
• Controle de hereditariedade: o DNA é responsável pelas
receitas de produção de proteínas nas células e é capaz através de gens e cromossomos transferi-las às células filhas, sendo portanto responsável pela hereditariedade.
• Produção de RNA: moléculas de RNA são produzidas na
grande maioria das situações, a partir de moldes de DNA.
Propriedades do DNA
I - Replicação: representa uma característica singular desta
molécula, pois o DNA é capaz de tirar cópias idênticas de si próprio. Muitos autores caracterizam esta propriedade como autoduplicação. O processo de replicação do DNA é semi-conservativo, pois quando ocorre a autoduplicação da molécula, as duas novas moléculas de DNA formadas apresentam cada uma delas uma hélice da molécula mãe. A replicação é um processo complexo que envolve enzimas diversas, como DNA helicase, RNA primase, DNA polimerase e DNA ligase, sendo ainda extremamente exigente sob o aspecto energético. A produção das duas novas moléculas de DNA ocorre com velocidades diferentes, uma das hélices dita fita líder e se forma mais rapidamente que a outra dita fita retardada.
A participação das enzimas na replicação: - DNA helicase: é a enzima que separa as hélices do DNA,
rompendo assim as pontes de hidrogênio.
- RNA primase: fornece um primer que se liga a fita existente
iniciando a replicação.
* Primer: é uma fita curta e auxiliar (oligonucleotídeo
iniciador) que possibilita a ação da DNA polimerase. Nenhum DNA é formado sem um primer.
- DNA polimerases: são as enzimas que alongam as fitas em
processo de formação.
- DNA ligase: é a enzima que atua mais precisamente na fita
retardada unindo fragmentos (de Okazaki) que depositaram-se no filamento molde de forma descontínua, deixando lacunas entre si. Durante a replicação do DNA, nota-se que a fita líder forma-se de maneira contínua, enquanto a fita retardada forma-forma-se a partir de fragmentos nucleotídicos que se depositam descontinuamente sobre a hélice molde. A DNA ligase portanto une tais fragmentos. Quando ocorre a duplicação do DNA muitos erros podem ser cometidos, podendo originar mutações. Entretanto os sistemas de reparos, impedem que a freqüência destes erros seja elevada, garantindo uma certa estabilidade do material genético.
Quando os sistemas de reparo falham e a vigilância celular do sistema imunológico dos organismos mais evoluidos também, as mutações aparecem.
A Relação DNA - GENE - CROMOSSOMO
A molécula de DNA contém informações específicas para síntese de proteínas e enzimas. A região do DNA que detém as informações para produção de uma proteína corresponde a um gene. O cromossomo nada mais é que um filamento de DNA contendo um certo conjunto de genes. As trincas de bases nitrogenadas presentes nos genes codificam aminoácidos.
Cada trinca de bases nitrogenadas correspondem a um códon. Os vinte tipos diferentes de aminoácidos utilizados pelos seres vivos para produção de suas proteínas são identificados, por essas trincas, cujo conjunto corresponde ao código genético, que é universalmente utilizado por todas as estruturas vivas. As diferenças existente entre os seres vivos deve-se à maneira diferente de arrumação de seus aminoácidos e proteínas. Entretanto o código que identifica os mesmos é idêntico. Nota-se porém que existem 64 códons para apenas 20 aminoácidos diferentes, concluindo-se que há um número maior de códons que de aminoácidos, ou seja, um mesmo aminoácido pode ser identificado por mais de um códon, diz-se assim, que o código genético é degenerado. Esta evidência dificulta a ocorrência de mutações.
(Veja a Tabela na próxima página)
II - Transcrição: o DNA é responsável pela produção de RNA, como veremos posteriormente.
RNA = ácido ribonucléico Características químicas:
Tipo de Pentose: ribose Tipos de Bases Nitrogenadas
Púricas: adenina - guanina
Pirimídicas: citosina - uracil (presente apenas no RNA). Característica estrutural: hélice simples
O RNA é uma molécula importantíssima pois envolve-se diretamente com o controle e produção de proteínas e enzimas. Os três tipos de RNA mensageiro, ribossômico e transportador, são produzidos no núcleo celular e posterior migram para o citoplasma
Os Tipos de RNA:
- RNAm (RNA mensageiro): contém o código genético para
produção de proteínas, leva do núcleo para o citoplasma a seqüência de aminoácidos que participarão da proteína a ser sintetizada. A formação do RNAm a partir do DNA corresponde à transcrição do código genético. O RNAm e uma seqüência de códons que contém uma seqüência de iniciação e finalização.
Nota:
Seqüência de iniciação (AUG) e finalização (UAA, UAG, UGA)
- RNAt (RNA transportador): também chamado RNAs
(solúvel) é responsável pelo transporte de aminoácidos até os ribossomos, onde os
mesmos serão ligados através de ligações peptídicas, formando proteínas. É o RNA de menor tamanho. Durante a síntese protéica, o RNAt participa de tradução do código genético. Apresenta-se como uma folha de trevo, com duas extremidades, uma delas liga-se ao aminoácido e outra é o anti-códon que liga-se ao códon. R P A R R R P P P G C U
Hélice Simples do RNA
A = Adenina B = Guanina C = Citosina U = Uracil P = Fosfato R = Ribose REPLICAÇÃO DO FILAMENTO Anticódon Região de pareamento de bases A G C C O aminoácido liga-se aqui RNA Transportador
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- RNAr (RNA ribossômico): é uma molécula com função
estrutural, pois associa-se à proteínas para a formação dos ribossomos. O RNAr é originado de regiões cromossômicas chamadas de regiões organizadoras dos nucleólos. É o RNA de maior cadeia. O RNAr cataliza a união do RNAm com o RNAt durante a tradução.
Como o DNA produz RNA - Transcrição
A molécula de DNA serve de molde para formação do RNA, mais precisamente uma das hélices do DNA serve de molde para encaixe para nucleotídeos do RNA. O processo é desencadeado por enzimas do grupo RNA polimerase (I, II e III). Os diferentes tipos de RNA são formados por RNA polimerases diferentes.
Assim:
RNA polimerase I sintetiza→ RNA ribossômico RNA polimerase II sintetiza→ RNA mensageiro RNA polimerase III sintetiza→ RNA transportador
O CÓDIGO GENÉTICO Os passos seguintes são comuns à formação dos três tipos de RNA
1º) Através da ruptura das pontes de hidrogênio, as hélices do DNA são separadas, servindo uma delas de molde para encaixe de nucleotídeos do RNA. O processo é semelhante ao da formação de uma hélice de DNA, porém na posição da base nitrogenada adenina do filamento molde de DNA, se encaixará a base nitrogenada uracila, não havendo mudanças em relação às demais bases.
2º) Ocorre o encaixe dos nucleotídeos do RNA comandados pela RNA polimerase, que assim vai alongando a fita de RNA que está sendo formada a partir do molde de DNA.
3º) Forma-se a molécula do RNA, que após destacar-se da fita molde de DNA, migra para o citoplasma.
4º) A molécula de DNA é reconstituída.
01.
O corante I é específico para DNA e o corante II para RNA. Um pesquisador usou esses dois corantes em células fixadas e observou sua ação sobre algumas organelas citoplasmáticas. Assinale, no quadro a seguir, a alternativa que representa os possíveis resultados obtidos por esse pesquisador (o sinal + significa reação positiva e o sinal - negativa).02.
"Captura aminoácidos que se encontram dissolvidos no citoplasma e carrega-os ao local da síntese de proteínas". Essa função é desempenhada peloa) RNA mensageiro. b) RNA transportador. c) RNA ribossômico. d) ribossomo. e) DNA.
03.
Uma bactéria, um fungo e uma samambaia apresentam em comuma) produção de glicose, através da utilização de energia solar. b) presença de carioteca, envolvendo os componentes do núcleo
celular.
c) utilização de oxigênio no interior de mitocôndrias. d) presença de DNA como material genético. e) produção de ATP no interior de plastos.
04.
"A capacidade de errar ligeiramente é a verdadeira maravilha do DNA. Sem esse atributo especial, seríamos ainda bactéria anaeróbia, e a música não existiria (...). Errar é humano, dizemos, mas a idéia não nos agrada muito, e é mais difícil ainda aceitar o SÍNTESE DE RNAfato de que errar é também biológico" (Lewis Thomas. "A medusa e a lesma", ed. Nova Fronteira, RJ, 1979).
Esse texto refere-se a uma característica dos seres vivos. É ela: a) seleção natural.
b) reprodução. c) excitabilidade. d) excreção. e) mutação.
05.
A análise da composição dos nucleotídeos do ácido nucléico que constitui o material genético de quatro diferentes organismos mostrou o seguinte resultado:Com base nos resultados, marque a afirmativa correta em relação à identificação das moléculas.
a) I é uma molécula de DNA porque tem o mesmo percentual de A e T e de G e C.
b) I e III são moléculas que contêm somente uma fita de nucleotídeos.
c) IV é uma molécula de RNA, cópia de uma das fitas da molécula I.
d) II e IV são moléculas responsáveis pela tradução protéica. e) III é uma molécula RNA de fita dupla.
