Relatório Ácidos Nucleicos, Provas de Bioquímica

Baixe Relatório Ácidos Nucleicos e outras Provas em PDF para Bioquímica, somente na Docsity!

ESTRUTURA, COMPOSIÇÃO E CONFORMAÇÃO DA

MOLÉCULA DE DNA

Amanda Paula de Oliveira Ribeiro Renan Almeida Santos de Moraes Profº Dr. Bruno Henrique de Oliveira Assis 2017

INTRODUÇÃO

Os ácidos nucléicos são macromoléculas formadas por nucleotídeos que constituem o material genético presente em todos os seres vivos. Existem duas formas de ácidos nucleicos: o DNA (ácido desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico). Falando- se em organismos eucariontes, o DNA e o RNA estão presentes no núcleo celular, enquanto que, em procariontes, os nucleotídeos estão dispersos no citoplasma (Junqueira & Carneiro, 2005). São chamados de ácidos nucleicos pois contém características ácidas em sua composição e, antigamente, acreditava-se que o material genético (DNA e RNA) estava presente apenas no núcleo da célula – o que não é verdade pois são presentes em outras organelas citoplasmáticas e dispersos no citoplasma. O nucleotídeo é formado por um glicídio (pentose), uma base nitrogenada e um agrupamento fosfato. Quando a base nitrogenada e a pentose estão juntas, a estrutura é denominada nucleosídeo. No RNA, a pentose é uma ribose – fórmula molecular C 5 H 10 O 5. No DNA, a pentose é uma desoxirribose: possui uma redução da hidroxila no carbono 2', ou seja, perda de um átomo de oxigênio. Essa característica permite que o DNA seja pouco reativo, sendo sua fórmula molecular C 5 H 10 O4. As principais bases nitrogenadas apresentam-se em cinco diferentes tipos: adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) (presente exclusivamente no DNA) e uracila (U) (presente exclusivamente no RNA). Apenas raramente a timina acontece no RNA ou a uracila no DNA (Lehninger, 2002). As bases são divididas em dois grupos: bases púricas (A e G) – anel duplo – e bases pirimídicas (C, T e U) – anel simples. As estruturas das cinco bases principais são apresentadas na Figura 1. INTERAÇÃO ENTRE AS BASES Formado por um átomo de fósforo ligado a átomos de oxigênio e hidroxilas, o agrupamento fosfato presente no nucleotídeo confere ao DNA suas características ácidas.

sobre técnicas de difração de raio-x, Rosalind descobriu propriedades do DNA que auxiliaram na posterior descoberta de sua estrutura helicoidal por Watson e Crick. Sua principal contribuição está descrita e detalhada no artigo "Molecular Configuration in Sodium Thymonucleate" em que analisa a configuração de duas estruturas cristalinas A e B em relação a umidade do meio, em que a umidade a 75% assumia a forma cristalina A e quando havia a elevação da úmida para 92% sua conformação mudava para forma B, esta ultima gerando imagens mais nítidas quanto ao seu padrão de difração (Tyson, 2003). A técnica de difração de raio-x consiste em uma forma cristalizada da molécula em estudo sendo submetida a feixes de raio-x, alguns desses feixes são defletidos pelo átomo fornecendo detalhes a respeito do tamanho, perfeição e orientação dos cristais (Figura 2). Através das imagens obtidas pela cristalografia, Franklin conseguiu inferir detalhes a respeito da distância entre as bases nitrogenadas e o diâmetro da fita de DNA. O diâmetro externo da dupla hélice é cerca de 2nm e a distância entre as pentoses é de 1,1nm, possibilitando o diâmetro perfeito para o encaixe das bases nitrogenadas. A cada dez pares de base, cerca de 3,4nm, a hélice da uma volta completa, sendo assim a distância entre dois pares de bases vizinhos é de 0,34nm (Tyson, 2003) Figura 2. Fotografia obtida através de difração de DNA DESCOBERTAS POR WATSON E CRICK James D. Watson (1928) e Francis H. C. Crick (1916 – 2004) publicaram um trabalho em 1953 pela revista Nature, o artigo Molecular Structure of Nucleic Acid (Estrutura molecular dos ácidos nucleicos), que demonstrava suas descobertas sobre o modelo da dupla hélice da estrutura molecular do DNA. Watson foi um dos pesquisadores que

perceberam que a única maneira de determinar se o DNA realmente carregava informações genéticas era entendendo sua estrutura. Na universidade de Cambridge/Inglaterra, Watson juntou-se com Crick e ambos analisaram os dados contidos no raio-x coletado por Rosalind Franklin. Conforme trabalhavam, perceberam que os ácidos nucleicos eram organizados como uma escada retorcida (em espiral), em que os "corrimãos" – parte externa – eram as pentoses e grupos fosfatos, enquanto que a série de degraus era formada pelas bases nitrogenadas. Também definiram interações entre as bases nitrogenadas: ligações de hidrogênio ocorrem entre A- T (ou U), e C-G. É esse parâmetro que permite a duplicação da informação genética (Lehninger, 2002). O pareamento ocorre entre uma base púrica e uma base pirimídica: a adenina, no DNA, sempre se ligará com a timina, e no RNA, sempre com a uracila; a guanina sempre se ligará com a citosina, no DNA e RNA. A interação química entre as bases nitrogenadas de fitas pareadas é a ligação de hidrogênio, sendo que a adenina e timina formam 2 ligações de hidrogênio enquanto que a guanina e citosina formam 3 ligações. A dupla fita de DNA é uma molécula de orientação antiparalela uma em relação à outra. Em uma fita, uma extremidade 5' (fosfato livre) de uma fita se alinha com a outra fita com a extremidade 3' (hidroxila livre). Portanto, a molécula de DNA consiste em duas cadeias de nucleotídeos dispostas em hélice em torno de um eixo, recebendo o nome de dupla hélice, e as bases pareiam especificamente A-T e C-G, como mostra a Figura 3. Em 1962 receberam o prêmio Nobel de Fisiologia/Medicina pela descoberta. Figura 3. Desenho do trabalho de Watson e Crick representando a estrutura do DNA

NELSON, D. L.; COX, M. Lehninger – Princípios de Bioquímica. 3ed. São Paulo: Sarvier, 2002. TYSON, P. (2003, April 22). Rosalind Franklin's legacy. In NOVA. WATSON, J. D; CRICK, F. H. C. A structure for deoxyribose nucleic acid. Nature, v. 171, n. 4356, pp. 737-738.