Disciplina:

Biologia Celular e Molecular:

Estrutura e Fisiologia da Célula

Os Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucleicos são as maiores moléculas

encontradas no mundo vivo e responsáveis pelo controle

dos processos vitais básicos em todos os seres.

“moléculas mestras da vida”

São moléculas complexas produzidas pelas

células e essenciais a todos os organismos vivos.

Estas moléculas governam o desenvolvimento

do corpo e suas características específicas,

fornecendo a informação hereditária e dirigindo a

síntese de proteínas

Os ácidos nucleicos

DNA ácido desoxirribonucleico

RNA ácido ribonucleico

Fita Dupla Fita Simples

POLÍMEROS

-Monômeros (nucleotídeos)

CADEIA POLINUCLEOTÍDICA

Formados por subunidades chamadas nucleotídeos, que consistem em

um ácido fosfórico, uma pentose e uma base nitrogenada.

Os ácidos nucleicos

A pentose pode ser de dois tipo:

(C) citosina (T) timina (U) uracila

Bases

púricas ou purinas

Bases

pirimidínicas ou pirimidinas

(A) adenina (G) guanina

As bases nitrogenadas são classificadas em duas

categorias

No DNA, a pentose é sempre desoxirribose e as bases

nitrogenadas encontradas são púricas A e G, pirimidinas C e T.

No RNA, a pentose é sempre a ribose e as bases nitrogenadas

encontradas são púricas A e G, pirimidinas C e U

Em 1952 Rosalind Franklin

Difração de raios X, mostrou um padrão de

periodicidade e largura uniforme do DNA

Em 1953 Watson e Crick

Difração de raios X e observaram que o DNA possui uma forma de

hélice regular.

A densidade do DNA indica que a dupla hélice contem duas cadeias

polipeptídicas e o diâmetro constante da hélice pode ser mantido se o

pareamento é realizado sempre entre uma purina e uma pirimidina.

A proporção de G e sempre igual a de C e a de A a de T. por tal motivo a

composição de qualquer DNA pode ser dada pela % de G+C a que varia

entre 26-74 % entre diferentes espécies.

Em 1953 Watson e Crick

Propuseram a estrutura do DNA

como dupla hélice.

A estrutura proposta a partir de

estudos de cristalografia de raios-X

realizados por Franklin.

Ganharam o prêmio Nobel de

fisiologia em 1962.

A ligação entre a base

nitrogenada e a pentose é feita

através de uma ligação N-

glicosídica com a hidroxila do

carbono-1.

A ligação entre o grupo fosfato e

a pentose é feita através de uma

ligação fosfoéster com a hidroxila

ligada ao carbono-5 da pentose.

Para formar as moléculas de DNA e RNA é necessário que

ocorra a ligação entre os nucleotídeos.

Os nucleotídeos estão unidos por uma ligação fosfodiéster entre a

hidroxila do carbono-3 e grupo fosfato ligado a hidroxila do carbono-5.

Em uma extremidade temos a hidroxila do

carbono-5 livre

Na outra temos a hidroxila do carbono-3

livre

Isso determina o crescimento do DNA na

direção de 5' para 3‘.

DNA - Ácidos Desoxirribonucleico

O pareamento das bases de cada fita se dá de maneira

padronizada, sempre uma purina com uma pirimidina,

especificamente, adenina com timina e citosina com guanina.

A proximidade das bases possibilita a formação de pontes de

hidrogênio.

A adenina com a timina formam duas pontes de hidrogênio,

A citosina com a guanina formam três pontes.

A dupla hélice é mantida também

por interações hidrofóbicas, que

forçam as bases a se

“esconderem”dentro da dupla hélice

O Dogma Central Biologia• Desde meados da década de 50 já se pensava na hipótese do DNA constituir-

se num molde para a síntese de moléculas de RNA

• Os RNAs, por sua vez, devido a sua mobilidade e flexibilidade acoplar-se-iam

aos ribossomos e dirigiriam a síntese de proteínas

• Baseado neste raciocínio, Francis Crick propôs em 1956 o dogma central da

biologia.

Para compreender este fluxo utilizamos a ideia de moldes

O DNA serviria de molde para a síntese de novas moléculas de DNA (duplicação) e a

síntese de moléculas de RNA (transcrição)

Algumas destas moléculas de RNA podem ser denominanadas:

-RNA mensageiros (mRNA) poderiam servir de molde para síntese de proteínas

(tradução), que ocorre nos ribossomos.

O Dogma Central e os Moldes

• A proposta original foi ampliada nos últimos anos com a descoberta,

em 1970, da enzima transcriptase reversa

Foi esclarecido que é possível sintetizar DNA utilizando-se RNA

como molde

• Um pouco antes disto, por volta de 1965, foi demostrado que o RNA

também podia servir de molde à síntese de outras moléculas de

RNA

Isto foi possível graças ao isolamento da enzima replicase

codificada por um vírus infeccioso cuja informação genética está

contida numa molécula simples de RNA

O Dogma Central e os Moldes

• Estes novos conhecimentos permitiram que o dogma central se

ampliasse sem, contudo, perder a unidirecionalidade, ou seja, de

ácido nucleico para proteína

Duplicação ou Replicação do DNA

Enzima DNA HELICASE

Rompe as pontes de hidrogênio

entre as cadeias gradativamente

Sempre no sentido 5’ 3’

Apresenta uma enzima chamada

primase - PRIMER

Enzima DNA POLIMERASE

Realizam a complementação

das sequencia nucleotídicas

utilizando NUCLEOTÍDIOS

disponíveis

Duplicação semiconservativa

1º FAZE – DESENROLAMENTO

Helicase rompe as pontes de hidrogênio

Topoisomerase regula a torção na duplita durante o trabalho da helicase.

DNA - helicase

Topoisomerase

DNA Polimerase complementa as fitas utilizando nucleotídeos

disponíveis no interiro do núcleo

DNA Polimerase

G

A

G

C

A

T

C

A

TT

C

2º FAZE – SÍNTESE CONTÍNUA

Primase sintetisa um primer (iniciador – ribonucleotídios) que da os “start” para a

polimerase

SSB proteínas ligadas na fita simples que impedem que elas se “erole” neste período

Primase

SSB

3º FAZE – SÍNTESE DESCONTÍNUA

Ocorre na fita “anti-senso” 3’5’ – onde é necessário a utilização de primers

Primase sintetiza um primer que da os “start” para a polimerase

DNA Polimerase complementa a fita

Primer

Fragmentos de Okazaki

DNA LIGASE