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)
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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
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A U G C A A
5’U G CU G C U U A C G A U A G
RNAm3’
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AAAAAAP A
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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)