Texto: Ácidos Nucleicos

Ácidos Nucleicos

Ácidos nucleicos são macromoléculas orgânicas formadas por unidades menores denominadas nucleotídeos. Estes são constituídos por um ácido fosfórico (fosfato) ligado a uma pentose e uma base nitrogenada. O caráter ácido dos nucleotídeos se deve à presença de resíduos de fosfato derivados do ácido fosfórico (H3PO4). 

Estrutura de um nucleotídeo 

 

Os ácidos nucleicos são formados pela união de diversos nucleotídeos 

 

A ligação de dois nucleotídeos resulta em um dinucleotídeo; a de três nucleotídeos resulta em um trinucleotídeo, e assim por diante. Polímeros que contêm mais de 50 nucleotídeos são denominados polinucleotídeos

 

Tipos de Pentose 

Existem dois tipos de pentoses: as riboses e as desoxirriboses. Os ácidos nucleicos que possuem riboses em sua composição são chamados de ácidos ribonucleicos (RNA); já aqueles compostos por desoxirriboses são chamados de ácidos desoxirribonucleicos (DNA). 

 

Ribose (à esquerda) e desoxirribose (à direita, com um oxigênio a menos). Enquanto a ribose é encontrada nos nucleotídeos que compõem o RNA, a desoxirribose é encontrada nos nucleotídeos que compõem o DNA 

 

Tipos de Bases Nitrogenadas 

As bases nitrogenadas são classificadas em púricas (ou purinas) e pirimídicas (ou pirimidinas), de acordo com a estrutura molecular. As purinas apresentam dois anéis fundidos, um de seis e outro de cinco átomos, ao todo com quatro átomos de nitrogênio e cinco de carbono. As pirimidinas apresentam um único anel de seis átomos, contendo dois átomos de nitrogênio e quatro de carbono. Enquanto as purinas se dividem em guanina (G) e adenina (A), as pirimidinas se dividem em timina (T), citosina (C) e uracila (U). 

 

Classificação dos Ácidos Nucleicos 

Como vimos, os ácidos nucleicos se dividem em ácidos desoxirribonucleicos (DNA, formados por desoxirriboses) e ácidos ribonucleicos (RNA, formados por riboses). Vamos agora aprender um pouco mais sobre essas importantes estruturas. 

 

 

O Ácido Desoxirribonucleico (DNA) 

As moléculas de DNA são caracterizadas pela presença de desoxirriboses e de quatro bases nitrogenadas: adenina e guanina (purinas), e citosina e timina (pirimidinas). Assim, há quatro tipos de nucleotídeos no DNA, cada um apresentando uma base púrica ou pirimídica particular. (A base uracila não é encontrada no DNA, mas apenas no RNA, onde ela substitui a timina.) 

 

Você Sabia? 

O DNA é a molécula mais longa da célula, devido ao grande número de nucleotídeos ligados entre si. Se uma molécula de DNA pudesse ser extraída sem dano de um núcleo de célula e desenrolada da sua forma natural, que é altamente compactada e enrolada, ela teria aproximadamente 2 metros de comprimento. 

 

 

No DNA, os nucleotídeos formam duas fitas, que se mantêm unidas a partir de pontes de hidrogênio entre as bases A-T (duas ligações de hidrogênio) e C-G (três ligações de hidrogênio). Este pareamento se dá em função do tamanho, forma e composição química de cada base, de modo que as purinas formam pares com as pirimidinas. Quando ocorre um pareamento entre as fitas, diz-se que as bases são complementares (adenosina e timina são complementares, assim como a citosina e a guanina).

 

Atenção! 

Lembre-se: a base nitrogenada uracila não é encontrada no DNA. 

 

 

Estrutura do DNA, com duas fitas de nucleotídeos ligadas por pontes de hidrogênio entre bases complementares (A-T e C-G) 

 

Em uma célula, milhares de nucleotídeos se mantêm ligados para formar uma única fita de DNA. Os ácidos nucleicos são polímeros lineares, isto é, sem ramificações. Os nucleotídeos estão ligados entre si através de uma ligação entre o fosfato do carbono C5’ de um nucleotídeo e o grupo hidroxila do carbono C3’ da pentose do nucleotídeo adjacente. Deste modo, cada fita do DNA possui uma extremidade 5’ (lê-se “5 linha”) livre, fosfato do C5’ da pentose, e uma extremidade 3’ (lê-se “3 linha”) livre, hidroxila do C3’. Essas extremidades também são chamadas 5’/3’. 

Atenção! 

A molécula de DNA é formada por uma dupla cadeia de nucleotídeos, ligada por meio de ligações de hidrogênio entre uma base púrica e uma pirimídica. Adenina com timina e timina com adenina. Citosina com guanina e guanina com citosina. 

 

Você Sabia? 

A estrutura do DNA foi descrita como uma dupla hélice e proposta por James Watson e Francis Crick em 1953. É considerada uma das maiores descobertas científicas do século XX. Nove anos depois da publicação da descoberta, Watson e Crick receberam o Prêmio Nobel. 

 

Saiba Mais!

A organização das fitas que compõem uma molécula de DNA é antiparalela, isto é, uma das fitas tem a direção 5’/3’, enquanto a outra está invertida, no sentido 3’/5’. Espacialmente, uma fita se enrola na outra, criando o aspecto espiralado que caracteriza o DNA. 

 

 

Replicação ou Autoduplicação do DNA 

Uma hipótese para a replicação da molécula de DNA foi proposta por Watson e Crick em 1953, que postularam que, no processo de replicação do DNA, cada uma das duas fitas serviria como um molde para a confecção de uma nova cadeia complementar. Assim, uma molécula de DNA, ao se replicar, produziria duas moléculas filhas, idênticas à original, cada uma contendo uma das fitas originais, e uma nova, recém-sintetizada. 

Esse fenômeno garante a perpetuação da informação genética (DNA) de forma precisa. Esse processo, onde as novas fitas são produzidas a partir das fitas preexistentes (parentais), é denominado replicação semiconservativa. 

O processo de autoduplicação do DNA revela toda a singularidade dessa molécula. Base da vida, ela está presente em todos os seres vivos e sua função está intimamente relacionada com a divisão celular e a hereditariedade.

 

No processo de replicação do DNA, duas novas moléculas filhas, idênticas à original, são sintetizadas. Cada molécula filha contém uma das fitas originais – por isso dizemos que o processo é semiconservativo 

 

A enzima responsável pela replicação do DNA é a DNA polimerase, mas, para que a replicação possa ser iniciada, há a necessidade de que as fitas de DNA sejam separadas. Este processo é catalisado por um grupo de enzimas chamadas de helicases. Estas enzimas iniciam o processo de separação das fitas em locais específicos da molécula de DNA, chamados de origem de replicação

Uma vez que as fitas são separadas, a enzima primase sintetiza um iniciador de DNA que é complementar a uma das fitas. Este iniciador serve de suporte para o início do processo de polimerização (síntese da nova fita). 

 

O Ácido Ribonucleico (RNA) 

A estrutura do RNA é semelhante à estrutura do DNA, com duas diferenças importantes: o açúcar (pentose) é a ribose e a base uracila (U) substitui a timina (T). Outra diferença importante é que, no caso do RNA, a fita não é dupla, portanto a maior parte do RNA encontrado nas células está na forma de fita simples, embora possa exibir uma série de conformações distintas. Mais à frente, conheceremos o importante papel do RNA na síntese de novas proteínas. 

 

 

Saiba Mais!

Para compreender melhor a coordenação das funções celulares pelo DNA, estudaremos mais à frente o processo de síntese de proteínas que se inicia com a produção de RNA a partir do DNA. Nesse contexto, será possível entender a conceituação de genes e os domínios da genética. Com certeza você conhece muitos desdobramentos da genética nos dias atuais, não apenas em conhecimentos clássicos de cruzamentos e hereditariedade, mas também no surgimento de novas tecnologias associadas. A manipulação do DNA incrementou a biotecnologia, trazendo benefícios para a medicina e as ciências ambientais. Por outro lado, a sociedade moderna vem enfrentando calorosos debates devido às intervenções polêmicas que a engenharia genética possibilita. As inovações surgem numa velocidade jamais vista e os limites não são apenas científicos, mas também éticos. 

 

Em Resumo 

 
 
 

 

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