Estrutura dos ác. nucleicos e seu metabolismo.pdf

ÁCIDOS NUCLÉICOS

Biologia – 2015

Ms. Pedro Henrique C. Santana

DNA x RNA

James Watson e Francis Crick

Ácidos Nucléicos:

• São polímeros de nucleotídeos

• Responsáveis pelo armazenamento (DNA) e transmissão

(RNA) da informação genética

•Tipos:

•DNA = Ácido Desoxirribonucléico

•RNA = Ácido Ribonucléico

Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Localização do DNA

O DNA dos eucariontes está localizado no núcleo

O DNA está associado a proteínas formando a cromatina

Eucromatina

Heterocromatina

Localização do DNA

Eucariontes Cromossomo

- Também se encontra no interior de

organelas como mitocôndrias e

cloroplastos

Localização do DNA

Localização do DNA

Cloroplastos

Procariontes

O DNA dos procariontes está presente no nucleóide

Localização do DNA

Nucleotídeos• Pentose + Fosfato +Base Nitrogenada

• Ribose em RNA

• Deoxiribose em DNA

Base nitrogenadas

• Pirimidina: Timina, Uracil e Citosina

• Purina: Adenina e Guanina

Ligação Fosfodiester

Polaridade5’ -> 3’

O pareamento das bases A-T envolve a formação de duas

pontes de H.

Entre C-G ocorre a formação de três

pontes de H.

Conceito de Pares de Base

O DNA é uma dupla fita, ou seja, possui duas cadeias de polidesoxirribonucleotídeos unidas por

pontes de H, através do pareamento das bases A-T e C-G

Polímero de desoxirribonucleotídeos monofosfato

Polímero de desoxirribonucleotídeos monofosfato

H H H H H H H

Conceito de Pares de Base

Cada base de uma fita é pareada com a base complementar da outra fita

Complementariedade

Fatores que estabilizam a dupla hélice:

• interações hidrofóbicas• forças de van der Walls• pontes de hidrogênio

• interações iônicas

Entre as bases nitrogenadas

Entre os grupos fosfato do DNA e os

cátions (Mg2+) presentes na solução

fisiológica

A Dupla Hélice

As fitas do DNA estão dispostas

em direções opostas

Antiparalelismo

A Importância do DNA

Nos eucariontes, o DNA é encontrado no núcleo celular formando os cromossomos e também nas mitocôndrias e nos cloroplastos;

Chamamos de Gene a um segmento de DNA que contém informações para a síntese de um RNA funcional.

Disposição do DNA nos cromossomos

O Empacotamento do DNA

RNA = Ácido ribonucléico

RNA

• Polímeros de nucleotídeos;

• Cada nucleotídeo contém uma molécula de fosfato,

uma pentose (RIBOSE) e uma base púrica (A ou G)

ou pirimídica (U ou C);

• Filamento único exceto em alguns raros casos como

em certos vírus;

• Três variedades principais de RNAs:

• RNA de transferência – RNAt

• RNA mensageiro – RNAm

• RNA ribossômico - RNAr

Ribonucleotídeo

Tipos de RNA

• RNAm O RNA mensageiro é formado no núcleo e contém a “mensagem” - o código transcrito a partir do DNA - para a síntese das proteínas. Cada conjunto de três nucleotídeos no RNAm é chamado de CÓDON. 1 a 3% do RNA total.

• RNAt O RNA transportador está presente no citoplasma e é responsável pelo transporte dos aminoácidos até os ribossomos para a síntese protéica. No RNAt existe uma seqüência de nucleotídeos correspondente ao códon chamada de ANTI-CÓDON. 10 a 15% do RNA total.

• RNAr O RNA ribossômico ou ribossomal faz parte da estrutura dos ribossomos e participa do processo de tradução dos códons para construção das proteínas. 75% do RNA total.

RNA

• O açúcar é uma Ribose;

• É formado, geralmente, por uma fita simples que pode enrolar-se;

• Não existe a base pirimídica Timina e no seu lugar se encontra a base Uracila.

• Os pareamentos seguem a ordemA-U e G-C).

O Ácido Ribonucléico é um polinucleotídeo que difere do DNA em trêsaspectos básicos:

A-T

U-A

G-C

C-G

A-T

T-A

G-C

C-G

DNA

RNA

Diferenças entre DNA e RNA

O Dogma Central da Biologia Molecular

A Replicação do DNA

• O DNA é capaz de se autoduplicar paraconservar a informação genética. Esseprocesso ocorre na fase “S” (intérfase) dociclo celular.

• A principal enzima que participa do processoé a DNA-polimerase que catalisa aduplicação da molécula de DNA, sempreseguindo a ordem A-T e G-C. Além da DNA– pol. também atuam nesse processo ahelicase, girase, ligase, primer e stop códon.

• Ao final se tem-se duas “moléculas-filhas”que conservam a metade da “molécula-mãe”.

• A duplicação é, portanto, semiconservativa.

• O sentido de leitura e síntese é sempre 5’ 3’.

Mutação

DNA fita codificadora

DNA fita molde

RNA transcrito

A RNA POL “ATUA” SOBRE UM DNA DUPLEX

A RNA POL TRANSCREVE A FITA MOLDE DO DNA DUPLEX

RNA mensageiro - RNAm

• Fita simples, copiada do DNA, trazendo mensagem para a síntese proteica;

• Localizado principalmente no RER;

• Forma códons (“dita” a sequência de aa que o RNAt terá que trazer);

• Cópia do DNA;

TRANSCRIÇÃO

• A transcrição envolve a transferência de uma

cadeia polinucleotídica de desoxiribose para uma

cadeia polinucleotídica de ribose;

• A sequência do RNAm é complementar a

sequência de DNA;

• O complexo enzimático (RNA polimerase)

incorpora ribonucleotídeos;

Regiões de um gene de um eucarionte

intron exon intron exon intron exon

Introns ou regiões não-codificadoras

Exons ou regiões

codificadoras

Regiões Codificadoras e Não-Codificadoras do DNA

Mecanismo em que uma proteína é sintetizada

CÓDIGO GENÉTICO

• É a relação entre a sequência de bases no DNA e a sequência correspondente de aminoácidos, na proteína.

• Na cadeia polinucleotídica de DNA, umconjunto de 3 nucletídeos (códon)correspondem a um aminoácido

Síntese Protéica• O RNAm transcrito no núcleo

chega ao citoplasma e se liga a um ou mais ribossomos.

• O ribossomo “lê” o primeiro códon e um RNAt com o anticódon correspondente transporta um aminoácido e se liga ao códon.

• O ribossomo se desloca, no sentido 5’3’ e lê o próximo códon.

• Os aminoácidos são unidos por ligações peptídicas.

• Ao final da tradução o polipeptídeo se desliga e se constituí na proteína.

A Tradução e Síntese

Aminoácido

RNAtAnticódon

Códon

RNAm

AAAAAAA U G C A A

U A C

5’ 3’U G C U U A C G A U A G

(i)

Aminoácido

RNAtAnticódon

Códon

RNAm

Subunidade menor do Ribossomo

AAAAAAP A

A U G C A A

U A C

5’ 3’U G C U U A C G A U A G

(i)

Subunidade menor do

Ribossomo

AAAAAAP A

A U G C A A

U A C

5’ 3’

G U UU G C U U A C G A U A G

(i)

RNAmAAAAA

P A

A U G C A A

U A C

5’

G U UU G C U U A C G A U A G

3’

AAAAAAP A

A U G C A A

5’

G U UU G C U U A C G A U A G

RNAm3’

AAAAAP A

A U G C A A

5’ 3’

G U UU G CU G C U U A C G A U A G

RNAm

AAAAAP A

A U G C A A5’

G U UU G CU G C U U A C G A U A G

RNAm3’

A C G

AAAAAAP A

A U G C A A5’

G U UU G CU G C U U A C G A U A G

RNAm3’

A C G

AAAAAAP A

A U G C A A

5’U G CU G C U U A C G A U A G

RNAm3’

A C G

(i)

AAAAAAP A

A U G C A A

5’U G CU G C U U A C G A U A G

RNAm3’

A C G

AAAAAAP A

A U G C A A

5’U G CU G C U U A C G A U A G

RNAm3’

A C G

A A U

Leu

AAAAAAP A

A U G C A A

5’U G CU G C U U A C G A U A G

RNAm3’

A C G A A U

AAAAAAP A

A U G C A A

5’U G CU G C U U A C G A U A G

RNAm3’

A A U

AAAAAAP A

A U G C A A

5’U G CU G C U U A C G A U A G

RNAm3’

A A U

G C U

AAAAAAP A

A U G C A A

5’U G C U U A C G A U A G

RNAm3’

Arg-Leu-Cys-Gln-Met

G C U

AAAAAP A

A U G C A A

5’U G C U U A C G A U A G

RNAm3’

Arg-Leu-Cys-Gln-Met

G C U

AAAAAA5’

RNAm3’

A U G C A A U G C U U A C G A U A G

(i)