Ácidos Nucleicos e DNA

Os ácidos nucleicos são compostos químicos de grande importância biológica; Todos os organismos vivos contêm ácidos nucléicos na forma de DNA e RNA (respectivamente ácido desoxirribonucléico e ácido ribonucléico). Os ácidos nucleicos são moléculas muito importantes porque exercem controle primário sobre os processos vitais em todos os organismos.

Tudo indica que os ácidos nucléicos desempenharam um papel idêntico desde as primeiras formas de vida primitivas que poderiam sobreviver (como as bactérias).

Nas células dos organismos vivos, o DNA está presente sobretudo nos cromossomos (nas células em divisão) e na cromatina (nas células intercinéticas).

Também está presente fora do núcleo (em particular nas mitocôndrias e nos plastídios, onde cumpre sua função de centro de informações para a síntese de parte ou da totalidade da organela).

O RNA, por outro lado, está presente tanto no núcleo quanto no citoplasma: no núcleo está mais concentrado no nucléolo; no citoplasma, está mais concentrado nos polissomas.

A estrutura química dos ácidos nucleicos é bastante complexa; eles são compostos de nucleotídeos, cada um dos quais (como vimos) é composto de três componentes: hidrato de carbonato (pentose), base nitrogenada (purina ou pirimidina) e ácido fosfórico.

Os ácidos nucléicos são, portanto, polinucleotídeos longos, resultantes do encadeamento de unidades chamadas nucleotídeos. A diferença entre DNA e RNA está na pentose e na base. Existem dois tipos de pentose, um para cada tipo de ácido nucleico:

1) Ribose em RNA;

2) Dessosiribose no DNA.

Também no que diz respeito às bases, devemos repetir a distinção; as bases de pirimidina incluem:

1) citosina;

2) timina, presente apenas no DNA;

3) Uracil, presente apenas no RNA.

As bases purinas, por outro lado, consistem em:

1) adenina

2) Guanina.

Resumindo, encontramos no DNA: Citosina - Adenina - Guanina - Timina (CAGT); enquanto no RNA temos: Citosina - Adenina - Guanina - Uracilo (CAGU).

Todos os ácidos nucleicos possuem a estrutura da cadeia polinucleotídica linear; a especificidade da informação é dada pela sequência diferente das bases.

Estrutura do DNA

Os nucleotídeos da cadeia de DNA estão ligados por uma ligação éster entre ácido fosfórico e pentose; o ácido está ligado ao carbono 3 da nucleótido pentose e ao carbono 5 do subsequente; nesses vínculos usa dois de seus três grupos ácidos; o restante grupo ácido dá o caráter ácido à molécula e permite formar ligações com proteínas básicas.

O DNA tem uma estrutura de dupla hélice: duas cadeias complementares, uma das quais "desce" e a outra "sobe". Este arranjo corresponde ao conceito de cadeias "antiparalelas", isto é, paralelas mas com direções opostas. Começando de um lado, uma das cadeias começa com uma ligação entre o ácido fosfórico e o carbono 5 da pentose e termina com um carbono livre 3; enquanto a direção da cadeia complementar é oposta. Vemos também que as ligações de hidrogênio entre essas duas cadeias ocorrem apenas entre uma base purina e uma pirimidina e vice-versa, ou seja, entre Adenina e Timina e entre Citosina e Guanina, e vice-versa; as ligações de hidrogênio são duas no par AT, enquanto no par GC as ligações são três. Isso significa que o segundo par tem maior estabilidade.

Reduplicação do DNA

Como já mencionado em relação ao núcleo intercinético, o DNA pode ser encontrado nas fases "autossintética" e "allosintética", isto é, envolvidas na síntese de pares de si mesmo (autossíntese) ou outra substância (RNA: allosynthesis). a este respeito divide-se em três fases, chamadas G1, S, G2 . Na fase G1 (em que G pode ser tomada como crescimento inicial, crescimento) a célula sintetiza, sob o controle do DNA nuclear, tudo o que é necessário para o seu próprio metabolismo. Na fase S (em que S significa síntese, ou seja, síntese do novo DNA nuclear), ocorre a reduplicação do DNA. Na fase G2, a célula retoma o crescimento, preparando-se para a próxima divisão.

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Em primeiro lugar, podemos representar as duas cadeias antiparalelas como se já estivessem "despullalizadas". De um extremo, as ligações entre pares de bases (A - T e G - C) são quebradas, e as duas cadeias complementares se afastam (a comparação da abertura de um "flash" é adequada). Nesse ponto, uma enzima ( DNA-polimerase ) "flui" ao longo de cada cadeia única, favorecendo a formação de ligações entre os nucleotídeos que a compõem e os novos nucleotídeos (previamente "ativados" pela energia produzida pelo ATP) que prevalecem no carioplasma. Para cada adenina, uma nova timína é necessariamente ligada, e assim por diante, formando gradualmente uma nova cadeia dupla de cada cadeia única.

A DNA polimerase parece agir indiferentemente in vivo nas duas cadeias, qualquer que seja a "direção" (de 3 para 5 ou vice-versa). Desta forma, quando toda a cadeia dupla original do DNA tiver sido cruzada, haverá dois O termo que define esse fenômeno é "reduplicação semiconservatíva", em que "reduplicação" concentra a duplicação significativa de cópia quantitativa e exata, enquanto "semiconservador" lembra o fato de que, para cada nova cadeia dupla de DNA, apenas uma cadeia é neosintética.

O DNA contém informação genética, que transmite para o RNA; este último, por sua vez, o transmite a proteínas, regulando assim as funções metabólicas da célula. Como consequência, todo o metabolismo está direta ou indiretamente sob controle do núcleo.

A herança genética que encontramos no DNA é destinada a fornecer proteínas específicas à célula.

Se os levarmos em pares, as quatro bases darão 16 combinações possíveis, isto é, 16 letras, não suficientes para todos os aminoácidos. Se ao invés disso os levarmos a trigêmeos, haverá 64 combinações, que podem parecer muitas, mas que, na realidade, estão todas em uso desde que a ciência descobriu que diferentes aminoácidos são codificados por mais de um trio. A tradução das 4 letras das bases nitrogenadas dos nucleotídeos para os 21 dos aminoácidos é obtida; no entanto, antes da «tradução», há a «transcrição», ainda dentro das quatro letras, ou seja, a passagem da informação genética das 4 letras do DNA para as 4 letras do RNA, levando em conta que, em vez do Tímido (DNA), existe o uracilo (RNA).

O processo de transcrição ocorre quando, na presença de ribonucleotídeos, de enzimas (RNA-polimerase) e de energia contida nas moléculas de ATP, a cadeia de DNA é aberta e o RNA é sintetizado, o que é uma reprodução fiel da informação genética. contido nesse trecho de cadeia aberta.

Existem três tipos principais de RNA e todos se originam do DNA nuclear: