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 

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.

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.

O DNA

Está presente no núcleo das células eucarióticas, nas mitocôndrias e nos cloroplastos, e no citosol das células procarióticas.

Estrutura do DNA

O DNA é um polidesoxirribonucleotídeo formado por milhares de nucleotídeos ligados entre si através de ligações 3’, 5’-fosfodiéster.

 

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 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.

Tipos 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"

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.

Tipos de RNA
 

*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.
 

*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.

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.

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.

Os nucleossomos são ligados entre si por segmentos de DNA "ligante" de aproximadamente 50 nucleotídeos de comprimento, formando os polinucleossomos, ou nucleofilamentos.