Acidos nucleicos
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Introdução
• Macromoléculas formadas por monômeros denominados NUCLEOTÍDIOS.
• Com duas funções específicas:
a) coordenar a síntese proteica
b) transmitir informações genéticas aos descendentes.
• DNA (ácido desoxirribonucleico)
• RNA (ácido ribonucleico)
Tipos de Ácidos Nucleicos
DNA e RNA
• Cada monômero de ácido nucleico é um nucleotídio formado por:
base nitrogenada
pentose
ácido fosfórico
DNA e RNAAs Bases Nitrogenadas
• BASES PÚRICAS
ADENINA (A) (DNA e RNA)
GUANINA (G) (DNA e RNA)
• BASES PIRIMÍDICAS
CITOSINA (C) (DNA e RNA)
TIMINA (T) (DNA)
URACILO (U) (RNA)
DNA e RNAAs Bases Nitrogenadas
DNA E RNAPentoses
ON
NN
N
NH2
OHOH
CH2OP-O
O
O-
H
H H
Pentosa Base
NucleósidoFosfato
Nucleótido
Nomenclatura dos nucleosídios
• BASE PÚRICA – SUFIXO OSINA
• BASE PIRIMÍDICA – SUFIXO IDINA
Nucleosídios
DNA E RNA
• Ácido fosfórico
- Une os nucleotídios entre si associando as pentoses dos dois nucleotídios consecutivos.
- A união se dá entre o carbono 3’ de um nucleosídio e o carbono 5’ do nucleosídio seguinte.
ON
NN
N
NH2
OH
CH2OP
O-
ON
NN
N
NH2
OH
CH2OP
O-
ON
NN
N
NH2
OH
CH2OP
O-
O
O
O
O
O
O
Polinucleotídio
Ligaçãofosfodiéster
Ligaçãoβ-glicosídica
Pontes de H entre as bases nitrogenadas
Complementaridade de bases
Nucleotídios
Livres
Nucleotídios livres
• Podem apresentar de um a três grupos fosfato.
• São usados como coenzimas transportadoras de grupos.
• Alguns encerram ligações ricas em energia destinadas ao metabolismo celular.
• São exemplos:- ATP – Adenosina trifosfato- ADP – Adenosina monofosfato- GTP – Guanosina trifosfato- GDP – Guanosina difosfato- UTP – Uridina trifosfato- AMPc – Adenosina monofosfato cíclico- GMPc – Guanosina monofosfato cíclico
ATP
Modelo de WATSON-CRICK
• DNA está formado por duas cadeias de polinucleotídios que correm em direções opostas formando uma dupla hélice em torno de um eixo imaginário central.
• Cada nucleotídio está em um plano perpendicular ao da cadeia polinucleotídica.
Modelo de WATSON-CRICK
• As duas cadeias se encontram ligadas por pontes de H estabelecidas entre os pares de bases nitrogenadas.
• Entre A e T existem duas pontes de hidrogênio e entre G-C, três. São impossíveis outras uniões.
DNA As Bases Nitrogenadas
MODELO DE WATSON-CRICK
Modelo de WATSON-CRICK
DNA bactéria e levedura
DNA plasmidial DNA de leveduras
RNA
A estrutura primária é similar à do DNA com algumas diferenças:
DNA RNA
Pentoses Desoxirribose Ribose
Bases Nitrogenadas Timina Uracil
Cadeias Dupla em α-hélice Simples
RNA
Três tipos de RNA:
Ribossômico
Mensageiro
Transferência, transportador ou solúvel
RNA
Os diferentes tipos de RNA permitem a expressão fenotípica do DNA:
• RNA mensageiro ou RNAm sintetizado nos eucarióticos a partir do DNA, que se encontra no núcleo. Passa ao citoplasma levando a mensagem do DNA.
Complementaridade de bases
RNAt
• RNA de transferência, transportador ou tRNA – São cadeias menores do que os RNAm ou RNAr, formados por cerca de 70 a 80 nucleotídios em seqüências fixas para cada AA.
RNAt
RNAm
RNAr
• RNA ribossômico ou RNAr – atua como elemento estrutural básico e local de realização da síntese proteica (formam os ribossomos)
Transcrição
• É a síntese do RNAm a partir do DNA por ação de enzimas específicas.
• Para tal se faz necessário o respectivo estímulo à célula.
Transcrição
Fita dupla de DNA
Bolha de transcrição
Fita molde de DNA
Fita codificante de DNA
Início da transcrição pela RNA polimerase DNA
dependente
Nos eucariotos, o RNAm deve ser processado no núcleo antes de ser transferido ao citoplasma:
Exons – seqüências codificadoras que formarão o RNA maduro.
Íntrons – seqüências não codificadoras removidas ainda dentro do núcleo.
RNA Nuclear heterogêneo (hnRNA)
RNA Nuclear heterogêneo (hnRNA)
• Para formar o RNAm maduro, o nhRNA sofre ação de várias enzimas que realizam a retirada dos íntrons por um mecanismo conhecido como “emenda” ou “splicing”.
RNAm Maduro
Fonte: Lehninger et al. (1995)
Replicação
• Helicases – mantêm as duas fitas separadas
• Topoisomerase (DNA girase) – alivia o estresse das fitas durante a replicação.
• DNA polimerase – introduz os nucleotídios obedecendo à complementaridade das bases.
• DNA ligase – une os fragmentos de Okasaki da fita retardada.
Síntese Proteica
Códons
• Reunião de três nucleotídios, os quais traduzidos, indicarão os aminoácidos a serem transportados para o ribossomo.
• Estão contidos no RNAm e se formam a partir pela transcrição (leitura do DNA)
Códons
Tabela dos códons para os 20 AA
Anticódons
• Conjunto de três nucleotídios presentes nos RNAt e que correspondem à seqüência complementar ao RNAm.
• EX: RNAm: UAC – CCG – UAA
RNAt: AUG – GGC - AUU
Códons e anticódons
O códon AUG determina o início da síntese polipeptídica
Liga-se o RNAt correspondente e a seguir, a grande unidade do ribossomo. IF3
IF2 + GTP
Tem início o processo:Sítio A – aminoacilaSítio P - peptidil
Complexo de iniciação
O AA do sítio P seráunido ao AA do sítio A -ligação peptídica pela peptidil transferase.
IF3
O AUG é guiado àsubunidade 30S por uma seqüência de 8 a 13 pares de bases – Seqüência de Shine Delgarno.
Desloca-se o RNAt anterior
O ribossomo move-se por um códonEncaixa-se novo RNAt no sítio A
A cadeia polipetídica éalongada pelo deslocamento do ribossomo ao longo do RNAm
Surge o códon de terminação UAA
Encaixa-se o Fator Liberador (RF)
O encaixe do RF (fator liberador) determina o deslocamento de todas as unidades.
BOM ESTUDO
ATÉ A PRÓXIMA AULA