Ácidos Nucleicos

Conceitos Gerais
     São as moléculas com a função de armazenamento e expressão da informação genética
     Existem basicamente 2 tipos de ácidos nucleicos:
     • O Ácido Desoxirribonucleico - DNA
     • O Ácido Ribonucleico - RNA

Os Nucleotídeos
     São as unidades fundamentais dos ácidos nucleicos
     Ligam-se uns aos outros. Além de participarem da estrutura dos ácidos nucleicos, os nucleotídeos atuam também como componentes na estrutura de coenzimas importantes no metabolismo oxidativo da célula, e como forma de energia química, como o ATP.
     Atuam ainda como ativadores e inibidores importantes em várias vias do metabolismo intermediário da célula.

     A junção de três nucleotídeos formam um códon ou tríade. Quando os códons ou tríades possuem códons e tríades opostos, que encaixam-se, estes últimos são chamados de anticódon.

Estrutura dos Nucleotídeos
     Os nucleotídeos são moléculas formadas por:
     • Uma pentose
     • Uma base nitrogenada
     • Um ou mais radicais fosfato

As Pentoses
     A adição de uma pentose a uma base nitrogenada produz um nucleosídeo
     Os nucleotídeos de A, C, G, T e U são denominados, respectivamente,
     Adenosina, Citosina, Guanosina, Timidina e Uridina. A timina existe apenas no DNA, e no RNA, é substituída pela Uracila.

     A Adenina e a Guanina são conhecidas como Purinas. A Citosina e a Timina (ou Uracila no RNA) são conhecidas como Pirimidinas.

     Se o açúcar em questão é a RIBOSE, temos um ribonucleosídeo, característico do RNA

     Se o açúcar é a desoxirribose, temos um polirribonucleotídeo, característico do DNA.

     O Fosfato
    Os grupos fosfato são responsáveis pelas cargas negativas dos nucleotídeos e dos ácidos nucleicos

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, é também um polímero de nucleotídeos
     Sua molécula é formada por uma fita dupla antiparalela, enrolada sobre si mesma formando uma dupla hélice.

     Uma das mais importantes características do DNA é sua capacidade de autoduplicação (ou replicação), de forma a originar cópias exatas de si mesmo.

     Esse fato é fundamental para a vida, pois a autoduplicação permite que, após uma divisão celular, as células – filhas recebam as mesmas instruções biológicas contidas nas moléculas de DNA da célula – mãe e, portanto, acham-se igualmente “aparelhadas” para o desempenho de suas atividades metabólicas.

     A autoduplicação do DNA explica a grande semelhança existente entre as várias gerações de uma determinada espécie, uma vez que o equipamento genético – representando basicamente pelo conjunto de moléculas de DNA que um organismo possui, mantém–se mais ou menos inalterado ao transferir de pai para o filho. Na autoduplicação do DNA ocorrem os seguintes fenômenos:

 Rompimento de pontes de hidrogênio que ligam as bases nitrogenadas, separando os dois filamentos que compõem a molécula de DNA.

 Encaixe de nucleotídeos livres (já existentes na célula) nos nucleotídeos dos filamentos que se separam do DNA; esse encaixe ocorre quando a adenina se liga à timina (e vice-versa).

 Formação de duas moléculas novas de DNA, após a complementação dos filamentos do DNA original pelos nucleotídeos novos.

O processo de duplicação do DNA é chamado de semiconservativo.

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.

 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", por isso, as ligações entre as bases são específicas.

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.

Durante a síntese do RNA atua a enzima RNA-polimerase.

Estrutura do RNA
     Em relação ao DNA, 4 diferenças são importantes:

• O RNA possui uracila no lugar da timina na sequência 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, todos produzidos a partir de uma determinada porção do DNA.:

RNA Ribossômico ou RNAr

     É encontrado, em associação com várias proteínas diferentes, na estrutura dos ribossomos, as organelas responsáveis pela síntese proteica. Este é o RNA de cadeia mais longa. Migrando até o citoplasma, o RNAr associa-se a proteínas, formando os ribossomos, que são grânulos de ribonucleoproteínas. O RNAr , portanto, tem função estrutural.
     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 sequência prevista pelo código genético, no momento da síntese proteica.

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 proteica O RNAm é produzido diretamente a partir do DNA, durante o processo de transcrição. Uma vez formado, com a participação de uma enzima denominada RNA polimerase, o RNAm destaca-se da fita, molde de DNA que lhe deu origem e migra para o citoplasma, onde se associa aos ribossomos e atua como molde nesta biossíntese.

Mediante a síntese de RNA, o DNA transmite as informações para a síntese enzimática e controla indiretamente as reações celulares. Resumindo, o DNA produz RNA e o RNA comanda a fabricação de enzimas e outras proteínas (tradução)

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
     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.
     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 H1 não participa da estrutura dos nucleossomos, mas sim liga-se ao DNA “ligante” e participa do processo de compactação das estruturas.