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os Ácidos Nucléicos, Notas de estudo de Biologia

Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)Biologia

Apostilas de Biologia sobre os Ácidos Nucléicos, Nucleotídeos, Estrutura dos Nucleotídeos, DnA, RnA, Dupla Hélice, Organização do Material Genético Eucariótico, Nucleossomos.

Tipologia: Notas de estudo

2013

Compartilhado em 14/10/2013

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usuário desconhecido 🇧🇷

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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.
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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"

  • 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: H1, H2, H2B, H3 e H4.

Os Nucleossomos

São considerados as unidades estruturais dos cromossomos São formados por 8 moléculas de histonas: 2 H2, 2 H2B, 2 H3 e 2 H4, formando um octâmero regular sobre o qual se enrola a fita dupla do DNA, a quase 2 voltas por nucleossomo