Transcript
Page 1: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

Estrutura dos Ácidos

Nucléicos

1-Aspectos Gerais

2-Composição dos Ácidos Nucléicos

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

4-Química dos ácidos nucléicos

Edmar Vaz de Andrade

www.ufam.edu.br/~edandrade 1

Page 2: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

1-Aspectos Gerais

Tipos

Ácido Ribonucléico – RNA

100 a milhares de nucleotídeos

Ácido Desoxirribonucléico – DNA

até 100 milhões de nucleotídeos

Relacionados com a informação genética de todos os organismos vivos

2

Page 3: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

Formação de um nucleotídeo por remoção de água

2-Composição dos Ácidos Nucléicos

3

Page 4: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

Comparação entre um nucleosídeo e um nucleotídeo

2-Composição dos Ácidos Nucléicos

4

Page 5: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

Composição geral dos nucleotídeos (monômeros)

Grupamento fosfato - Açúcar - Base nitrogenada

2-Composição dos Ácidos Nucléicos

Base nitrogenada

Grupo fosfato

Desoxirribose

5

Page 6: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

Purinas

Adenina Guanina

Citosina Timina(DNA)

Uracila(RNA)

Pirimidinas

2-Composição dos Ácidos Nucléicos

Bases Nitrogenadas

6

Page 7: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Estrutura primária

Representação esquemática ilustrando a orientação química

7

Page 8: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

O

OH

OA |

O || O - P - | O_

O || O - P - | O_

O ||-O - P - | O_

O || O - P - | O_

O || O - P - | O_

O ||-O - P - | O_

O

OH

OC |

Phosphodiester bond formation

3 hydroxyl3

5 phosphate

5

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

|_ O - P - | O_

O || O - P - O-

| O_

O ||-O - P - | O_

O

O

OA |

O || O - P - | O_

O || O - P - | O_

O ||-O - P - | O_

O

OH

OC |

Phosphodiester bond formation dinucleotide

5’ end

3’ end3-5 phosphdiester bond

Formação da ligação fosfodiéster na sequência linear de polinucleotídeos

Estrutura primária

8

Page 9: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

• Estudos de Chargaff (1947)– Conteúdo de adenina é igual ao de timina– Conteúdo de citosina é igual ao de guanina

• Estudos por Raios X (Rosalind Franklin & Maurice Wilkins)– DNA como sendo uma molécula longa e fina– Possui dois filamentos associados entre si– Molécula helicoidal

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

James Watson & Francis Crick (1953)

9

Page 10: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos NucléicosFormação de Pontes de hidrogênio entre as Bases

Nucleotídicas ComplementaresCompatibilidade entre grupos doadores e aceptores de H

Pareamento instável 10

Page 11: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos NucléicosFormação de Pontes de hidrogênio entre as Bases

Nucleotídicas – Fitas Complementares Antiparalelas

Ambos pares de bases possuem a mesma geometria

11

Page 12: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Estrutura secundária do DNA

Fenda maior

Fenda menor

Aceptores e doadores de elétrons

12

Page 13: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Estrutura secundária do DNA 13

Page 14: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Estrutura secundária do DNA 14

Page 15: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Grupos químicos expostos nas fendas maior e menor do DNA 15

Page 16: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Estrutura secundária do DNA

• Dupla hélice, onde cada hélice é uma cadeia de nucleotídeos mantidos juntos por ligações fosfodiéster.

• As duas hélices são mantidas juntas por pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas e forças de van der Waals (empilhamento de bases)

16

Page 17: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Formas do DNA17

Page 18: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Dobramento da dupla-hélice quando associada a proteínas 18

Page 19: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Estrutura em α-hélice rígida de proteínas

Estrutura em α-hélice flexível de ácidos nucléicos 19

Page 20: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estruturas dos Ácidos Nucléicos

Palíndromo

Repetição especular

Estruturas não usuais

20

Page 21: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estruturas dos Ácidos Nucléicos

Em forma de grampo: envolve uma fitaEm forma de cruz: envolve as duas fitas

Estruturas não usuais

21

Page 22: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estruturas dos Ácidos Nucléicos

Estruturas não usuais

Pareamento de Hoogsteen (Karst Hoogsteen – 1963)

H-DNA: DNA tripla hélice22

Page 23: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Formas topológicas do DNA circular

cccDNA – covalentely closed circular DNA

23

a) Circular relaxado

b) Circular super-hélice (super-enovelado, super-torção)

Page 24: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos NucléicosFormas topológicas do DNA circular

a) Super-torção plectonêmica (inter-hélices)b) Super-torção em espiral (interação DNA-proteínas)

24

Page 25: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Comparação entre a estrutura dupla hélice no DNA com simples fita (hélice) no RNA 25

Page 26: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Estrutura secundária do RNA

Grampo

Haste-alça

Região de alça em dupla hélice

5-10 nucleotídeos

Acima de 10 a centenas de nucleotídeos

26

Page 27: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Estrutura secundária do RNA

Simples fita

Bolha

Alça interna

Grampo

Grampo. Hélice do tipo A

27

Page 28: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos

Estrutura secundária do RNA.

RNA M1Componente da RNase P

de Escherichia coli377 bases

28

Page 29: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

4-Química dos Ácidos Nucléicos

DNA dupla-fita

Desnaturação Anelamento

Parcialmente desnaturado

Desnaturação total

Associação por pareamento de bases

DNA simples fita 29

Page 30: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

4-Química dos Ácidos Nucléicos

Temperatura de fusão30

Page 31: Estrutura dos Ácidos Nucléicos 1-Aspectos Gerais 2-Composição dos Ácidos Nucléicos 3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos 4-Química dos ácidos nucléicos Edmar

Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas, com ou sem modificações, das seguintes referências:

1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D. 2005. “Biologia Celular e Molecular”, 5ª edição. Artmed Editora SA. Porto Alegre-Brasil. (www.whfreeman.com/lodish)

2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M. 2000. “Principles of Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions.

3. Watson et al., Mol. Biol. of the Gene.

Referência Complementar

1. Bansal, M. DNA structure: Revisiting the Watson–Crickdouble helix. CURRENT SCIENCE, (85), NO. 11, 2003

31


Recommended