O documento descreve a estrutura e função dos ácidos nucléicos DNA e RNA. Explica que o DNA é formado por duas cadeias de nucleotídeos enroladas em uma dupla hélice, armazenando a informação genética da célula. O RNA é sintetizado a partir do DNA e desempenha papéis importantes na expressão gênica e síntese de proteínas.

1. Ácidos nucléicos
DNA E RNA

2. D N A - a
molécula da vida

3. Os Nucleotídeos:
 São as unidades fundamentais dos ácidos nucléicos.
 Ligam-se uns aos outros através de ligações
fosfodiéster, formando cadeias muito longas com
milhões de resíduos de comprimento.
 Atuam também como componentes na estrutura de
coenzimas importantes no metabolismo oxidativo da
célula, e como forma de energia química - ATP, por
exemplo.
 Atuam ainda como ativadores e inibidores importantes
em várias vias do metabolismo intermediário da célula.

5. A molécula de DNA - A molécula de DNA (ácido
desoxirribonucléico) é formada por duas longas cadeias de
nucleotídeos. Quimicamente, o nucleotídeo de DNA é
constituído de um grupo fosfato, uma pentose (a desoxirribose)
e uma base nitrogenada. Ao longo da molécula observamos a
existência de quatro tipos de nucleotídeos, de acordo com a
base nitrogenada que apresentam:
adenina (A),timina (T),
citosina (C) e guanina (G).
A – T
C - G
As duas cadeias de nucleotídeos apresentam-se
torcidas, formando uma dupla hélice e se ligam
por pontes de hidrogênio, que ocorrem entre
as bases nitrogenadas de cada cadeia,
formando uma "escada". Lateralmente,
os nucleotídeos se unem uns aos outros
pelos grupos fosfato e pelas pentoses.

6. O DNA:
Está presente no núcleo das células eucarióticas, nas
mitocôndrias e nos cloroplastos, e no citosol das células
procarióticas.
Nas células germinativas e no ovo fertilizado, dirige todo
o desenvolvimento do organismo, a partir da informação
contida em sua estrutura.
É duplicado cada vez que a célula somática se divide.
É um polidesoxirribonucleotídeo formado por milhares de
nucleotídeos ligados entre si através de ligações 3’, 5’-
fosfodiéster.
Sua molécula é formada por uma fita dupla antiparalela,
enrolada sobre si mesma formando uma dupla hélice.

8. A Ligação Fosfodiéster:
Ocorre entre o fosfato do carbono 5 da pentose de um
nucleotídeo e a hidroxila do carbono 3 da pentose do
nucleotídeo seguinte.
A cadeia resultante é bastante polar, e possui:
* Uma extremidade 5’ è Fosfato de carbono 5 da
pentose livre ; e, * Uma extremidade 3’ è
hidroxila de carbono 3 da pentose livre.
Por convenção, as bases de uma seqüência são sempre
descritas da extremidade 5’ para a extremidade 3’A.
As ligações fosfodiéster podem ser quebradas
enzimaticamente por enzimas chamadas NUCLEASES, que
se dividem em:
* Endonucleases - quebram ligações no meio da molécula;
* Exonucleases - quebram ligações nas extremidades da
molécula.

9. A Dupla Hélice:
Na dupla hélice do DNA, descrita pela primeira vez por
Watson e Crick, as cadeias da molécula se dobram em
torno de um eixo comum e de modo antiparalelo - a
extremidade 5’ de uma cadeia é pareado com a
extremidade 3’ da outra cadeia.
A estrutura lembra uma "escada em caracol“.
Há um PAREAMENTO DE BASES entre as fitas da
molécula do DNA:
* Adenina com Timina = A-T;
* Citosina com Guanina = C-G.
As bases se mantém pareadas por pontes de hidrogênio:
* 2 entre "A" e "T" e
* 3 entre "C" e "G".
As fitas do DNA podem ser separadas sob certas
condições experimentais, sem rompimento das ligações
fosfodiéster, e a dupla hélice pode ser desnaturada em
um processo controlado e dependente de temperatura.

11. 10 -8 metros
0,00000001 metros=100 ângstroms
- A individualidade de cada
organismo reside na ordem
seqüencial dos distintos degraus.
É um mensageiro molecular
escrito com extremo detalhe em
um alfabeto molecular de quatro
letras.
Um alfabeto único serve a
todas as formas de vida, porém,
o relato que cada célula vai
narrando difere de um individuo
para outro.
ESTRUTURA DA CADEIA MOLECULAR DE
DNA - Trata-se de uma larga e retorcida
cadeia de degraus moleculares: a dupla hélice.
Contém a informação genética necessária para a

12. Propriedades do DNA:
* Autoduplicação: o DNA encontra-se num meio onde
existem nucleotídeos (desoxirribonucleotídeos), enzimas
e substâncias que transferem energia.
* A "escada” que representa o DNA abre-se através da
desconexão das pontes de hidrogênio que ligavam cada
base à sua complementar (A/T; T/A; C/G; G/C).
* Nucleotídeos livres do meio encaixam-se na molécula
através de pontes de hidrogênio entre suas bases e as
complementares, que ficaram expostas pela abertura da
escada .
* Os nucleotídeos vão sendo ligados entre si por enzimas
DNA polimerase, formando duas moléculas idênticas à
original, com a mesma seqüência de nucleotídeos .
* Cada cópia possui uma das cadeias de nucleotídeos da
molécula que a gerou, e uma cadeia nova, de nucleotídeos
que estavam no suco nuclear. Isso indica que o processo
de autoduplicação do DNA é SEMICONSERVATIVO

13. SEMICONSERVATIVO:
a molécula original se
conserva como metade
de cada molécula-filha.
As cópias do DNA assim
produzidas, numa
célula em divisão, são
distribuídas às células-filhas,
dotadas do
mesmo material
genético que a
célula-mãe portava.

14. Replicação do DNA é o processo
de auto-duplicação do material
genético mantendo assim o
padrão de herança ao longo das
gerações.
A molécula do DNA vai-se
abrindo ao meio, por ação de
uma enzima chamada DNA
polimerase.
Essa enzima quebra as ligações
de pontes de hidrogênio
existentes entre as duas bases
nitrogenadas das cadeias
complementares de nucleotídeos.
Ao mesmo tempo que o DNA
polimerase vai abrindo a
molécula de DNA,
outra enzima - a DNA ligase
vai ligando um grupo de
nucleotídeos que se pareiam com
os nucleotídeos da molécula
mãe.

15. O RNA :
Atua como uma espécie de "cópia de trabalho", criada
a
partir do molde de DNA e utilizada na expressão da
informação genética.
A síntese de uma molécula de RNA a partir de um
molde de DNA chama-se "TRANSCRIÇÃO“. Nesta
transcrição, modificações podem ocorrer sobre a
molécula de RNA transcrita, convertendo-a de uma
cópia fiel em uma cópia funcional do DNA.
Estrutura do RNA:
Em relação ao DNA, 4 diferenças são importantes:
* O RNA possui uracila no lugar da timina na
seqüência de bases;
* A pentose do RNA é a ribose;
* O RNA é formado por uma fita única, com eventual
pareamento de bases intracadeia.
* A molécula do RNA é muito menor que a do DNA.

16. O RNA
O RNA (ácido ribonucléico) é o ácido nucléico formado a
partir de um modelo de DNA. O DNA não é molde direto
da síntese de proteínas. Os moldes para síntese de
proteínas são moléculas de RNA. Os vários tipos de RNA
transcritos do DNA são responsáveis pela síntese de
proteínas no citoplasma. Existem três tipos de RNAs:
RNA mensageiro: Contêm a
informação para a síntese de
 proteínas. Os RNAm representam cerca de 4% do RNA
celular total. Atua transportando a informação genética do
núcleo da célula eucariótica ao citosol, onde ocorrerá a
biossíntese protéica. É utilizado como molde nesta
biossíntese.

17.  RNA transportador: Transporta
aminoácidos para que ocorra a síntese de proteínas. Os RNAt
correspondem a 10% do RNA
total da célula, e são denominados
de adaptadores. É a menor molécula
dos 3 tipos de RNA.
Está ligado de forma específica a cada um dos 20 aminoácidos
encontrados nas proteínas. Faz extenso pareamento de bases
intracadeia, e atua no posicionamento dos aminoácidos na seqüência
prevista pelo código genético, no momento da síntese protéica.
RNA Ribossômico: (RNA r) – até 80% do RNA total da
célula. É encontrado, em associação
com várias proteínas
diferentes, na estrutura
dos ribossomos (organelas
responsáveis pela síntese
protéica).

18. Núcleo de célula eucariótica, com R E Rugoso (ribossomos
aderidos à carioteca)

19. Os três tipos de RNA desempenham um papel cooperativo;
 O RNA mensageiro codifica a informação genética (contida no DNA),
sob a forma de uma seqüência de bases que por sua vez especifica uma
seqüência de aminoácidos;
O RNA transportador é a chave para o código:
os aminoácidos especificados pela seqüência
de bases do RNAm são carregados e
depositados na extremidade em crescimento
da cadeia polipeptídica por moléculas
específicas de RNAt;
O RNA ribossômico se combina com um conjunto
de proteínas para formar os ribossomos, que tem sítios para ligação de
todas as moléculas que devem interagir durante o processo de síntese
proteica (fatores proteicos, RNAm e RNAt);
Os ribossomos ligados aos tRNAs e proteínas específicas podem se
mover, fisicamente, sobre moléculas de RNAm para traduzir as
informações codificadas.

20. O Processo de Transcrição
Todas as informações sobre a constituição de um ser
vivo, seja uma bactéria ou um mamífero, estão contidas
no seu DNA. Entretanto, essa mensagem deve ser
inicialmente transcrita do DNA para o RNA mensageiro.
Para que ocorra o processo de transcrição é
necessária a presença de uma enzima –
a RNA polimerase. Esta enzima:
reconhece o sítio de iniciação do gene;
identifica a cadeia do DNA em que está contido e
inicia a transcrição.
Durante este processo, o pareamento dos
nucleotídeos de RNA na cadeia de DNA, segue o padrão
determinado: A-U; C –G.

21. Os nucleotídeos de RNA se unem pelo fosfato e pela ribose. À medida
que a molécula de RNA vai sendo construída e se afasta da cadeia
ativa do DNA que serviu de molde, a molécula de DNA se reconstitui.

22. O Processo de Tradução
Após o RNA ter sido transcrito a partir de uma fita molde de DNA. a
molécula de RNA mensageiro, se desloca para o citoplasma ( mais
especificamente, para os ribossomos), onde ocorre a tradução.
O processo de tradução consiste na síntese de uma proteína a partir
das informações contidas na molécula de RNA mensageiro.
A chave de todo o processo são os códons, trincas de bases
nitrogenadas específicas para cada aminoácido.
O inverso, no entanto não é verdadeiro pois um único aminoácido pode
ser codificado por mais de um códon.
Veja por exemplo o caso da fenilalanina. A fenilalanina pode ser
codificada tanto por TTT como por TTC. No entanto TTT será sempre
um dos códons de reconhecimento da fenilalanina.

23. Tradução: refere-se a todo o processo pelo qual a
seqüência de bases de um RNAm é usada para
unir aminoácidos para a formação de uma proteína.

24. Os aminoácidos constituintes da proteína nascente são capturados no meio
através dos RNA transportadores, que possuem os anti-códons, que são trincas
de bases nitrogenadas que se paream com os códons presentes na molécula de
RNA mensageiro. Uma vez incorporado o aminoácido na nova proteína, o RNA
transportador se separa da maquinaria de síntese proteica.

26. R E S U M I N D O:

27. Endonuclease de restrição BamHI ligada ao seu sítio específico no DNA.
A molécula de DNA está representada
em spacefill, onde podem ser
diferenciadas as "espinhas" de
fosfato/desoxi-ribose (em alaranjado)
e as bases nitrogenadas (marron). Os
dois monômeros de BamHI estão
representados em cartoon (em tons de
vermelho).
Enzimas de restrição reconhecem
seqüências específicas no DNA,
usualmente palíndromes, e catalisam a
quebra da ligação fosfodiéster de
ambas as fitas.
BamHI reconhece a seqüência GGATCC, clivando entre a primeira e a segunda
Guanina em ambas as fitas: 5'--------GGATCC--------3'
3'--------CCTAGG--------5'
V
5'--------G GATCC--------3'
3'--------CCTAG G--------5'
A utilização destas enzimas permite a construção de moléculas de DNA
recombinante, sendo a base da clonagem molecular e de diversas metodologias
de uso corrente em biologia molecular. (http://www6.ufrgs.br/bioquimica/)

28. A teoria de maior aceitação, proposta por Lynn Margulis, a Teoria
Endossimbiótica, sugere que as células eucarióticas seriam o resultado da
associação de células procarióticas simbióticas. Teria ocorrido em 3 etapas
consecutivas:
proto-eucarionte tornou-se hospedeiro de bactérias aeróbias, obtendo
mitocôndrias;
proto-eucarionte tornou-se hospedeiro de bactérias espiroquetas, obtendo
cílios, flagelos e, mais tarde, outras estruturas com base em microtúbulos
como os centríolos e citosqueleto;
proto-eucarionte tornou-se hospedeiro de cianobactérias obtendo plastos.

29. DÚVIDAS?

30. OBRIGADA!