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DNA

Dados relevantes para a

compreensão da sua estrutura.

DNA: dados relevantes para a

compreensão da sua estrutura.

Em 1950, Erwin Chargaff, ao estudar amostras de DNA de diversas

espécies, constatou que a quantidade de adenina era sensivelmente

idêntica à de timina, e a de guanina à de citosina, conforme ilustra o

quadro.

A=T e C=G, pelo que: (A+C)/(T+G)=1

DNA: dados relevantes para a

compreensão da sua estrutura. (cont.)

Rosalind Franklin e Maurice Wilkins utilizando a difracção de raios X,

bombardearam amostras de DNA cristalizado, tendo obtido padrões que

permitiram concluir que a molécula deveria ter uma estrutura helicoidal.

(Londres, 25 de julho

de 1920 — Londres,

16 de abril de 1958)

Cancro de ovário

DNA: dados relevantes para a

compreensão da sua estrutura. (cont.)

Fotografias tiradas ao microscópio electrónico permitiram comparar a

medida da espessura de uma molécula de DNA (2 nm) com a de uma

cadeia polinucleotídica (1 nm).

Composição Química e Estrutura dos Ácidos Nucleicos:

DNA

RNA

Ácido Desoxirribonucleico

Ácido Ribonucleico

Os ácidos nucleicos são constituídos por unidades básicas designadas nucleótidos.

GrupoFosfato

Pentose

BaseAzotada

C1’

C5’

C4’

C3’ C2’

Citosina Uracilo Timina

Guanina Adenina

Desoxirribose

DNA

Ribose

RNA

Cada nucleótido é designado pelo nome da base azotada que entra na sua constituição;

DNA: possui nucleótidos C, T, A e G

RNA: possui nucleótidos C, U, A e G

O grupo fosfato liga-se ao C5’ da pentose e a base azotada ao C1’

Química e estrutura do DNA - Pentoses

C5H10O5 C5H10O4

H3PO4

Química e estrutura do DNA – Ácido fosfórico

Química e estrutura do DNA – Bases pirimídicas

Química e estrutura do DNA – Bases púricas

Química e estrutura dos Ácidos Nucleicos

Os nucleótidos unem-se entre si, formando cadeias polinucleotídicas.

Pentose

BaseAzotada

1’

5’

4’

3’ 2’

GrupoFosfato

Pentose

BaseAzotada

1’

5’

4’

3’ 2’

GrupoFosfato

Pentose

BaseAzotada

1’

5’

4’

3’ 2’

GrupoFosfato

O novo nucleótido estabelece ligação entre o seu grupo fosfato e o C3’ do último nucleótido da cadeia polinucleotídica.

Extremidade 3’

Extremidade 5’

O crescimento da cadeia ocorre sempre no sentido 5’ 3’

Estrutura do DNA

Modelo da dupla hélice (Watson e Crick, 1953)

A molécula de DNA é constituída por duas cadeias polinucleotídicas, unidas através das bases azotadas, e com estrutura helicoidal.

• As duas cadeias polinucleotídicas são antiparalelas;

• As bases azotadas das duas cadeias ligam-se através de ligações de hidrogénio, segunda a regra da complementaridade de bases;

Cadeias antiparalelas – as duas cadeias crescem em sentidos opostos; à extremidade 5’ de uma corresponde a extremidade 3’ da outra

A

C

G

T

T

C

A

G

C

T

T

G

A

A

5’3’

5’3’

Complementaridade de bases – as bases azotadas ligam-se por pontes de hidrogénio, verificando-se uma complementaridade:

• a adenina liga-se à timina por duas ligações de hidrogénio

AT

• a guanina liga-se à citosina por três ligações de hidrogénio

GC

Estrutura do RNA

• A molécula de RNA é constituída por uma cadeia polinucleotídica simples, formando uma molécula de menores dimensões do que a molécula do DNA;

Diferenças entre DNA e RNA

Porque é que o DNA se mantém constante de geração em geração?

O DNA tem a capacidade de se autoduplicar

Replicação do DNA

A

C

G

T

T

C

A

G

C

T

T

G

A

A

5’ 3’

5’3’

Replicação do DNA

• Na presença de enzimas específicas (helicases) as ligações de hidrogénio quebram-se, e as duas cadeias polinucleotídicas do DNA separam-se.

DNA

A

C

G

T

T

C

A

G

C

T

T

G

A

A

5’ 3’

5’3’

Replicação do DNA

DNA

A

C

G

T

T

C

A

G

C

T

T

G

A

A

5’ 3’

5’3’

Replicação do DNA • Os enzimas DNA-polimerases promovem a ligação de novos nucleótidos de acordo com a complementaridade das bases.

5’

3’

A

C

T

G

G

A

AT

G

T

T

C

C

A

5’

3’

• cada cadeia nova é antiparalela em relação à cadeia original que lhe serve de molde ;

(SSB)

Primase – Implanta fragmentos de RNA iniciador (primers)

DNA Polymerase III – Síntese de novas cadeias de 5’→3’.

DNA Polymerase I – Retira os primers e faz a substituição por DNA.

DNA Ligase – Preenche as lacunas no DNA.

A

C

G

T

T

C

A

G

C

T

T

G

A

A

A

C

G

T

T

C

A

G

C

T

T

G

A

A

Replicação Semiconservativa do DNA

• Formam-se duas cadeias polinucleotídicas novas, complementares das cadeias que lhes serviram de molde;

• Replicação, porque as duas moléculas de DNA formadas são réplicas do DNA original;

• Semiconservativa porque cada molécula nova de DNA conservauma cadeia polinucleotídica da molécula de DNA original;