Ácidos nucléicos 2013 (2)
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Estrutura dos cidos Nuclicos
Universidade Federal Rural dePernambuco
Disciplina: Bioqumica IProf. Dr. Daniela viana
E-mail:[email protected]
cidos Nuclicos1. DEFINIO
2. FUNO NUCLEOTDEOS
3. FUNO DO DNA E RNA
4. COMPONENTES DOS NUCLEOTDEOS
5. NUCLEOSDEOS
6. ESTRUTURA DOS NUCLEOTDEOS
7. DIFERENAS ENTRE DNA E RNA (ESTRUTURAL)
8. ESTRUTURA DO DNA
9. ESTRUTURA DO RNA
10.TIPOS DE RNA
11.SNTESE DNA E RNA12. CURIOSIDADES
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Nucleotdeos e cidos NuclicosDefinio: So macromolculas lineares formadas pela polimerizao deunidades monomricas de nucleotdeos ligados, cada um composto de umaose (pentose), um fosfato e uma base nitrogenada.
Funo dos nucleotdeos:- Precursores dos cidos nuclicos;- So a moeda energtica nas reaes metablicas (ATP, GTP,UTP,CTP);-Intermedirio qumico na resposta das clulas aos hormnios (cAMP);-Intermedirios ativos em biossntese (UDPG)-glicognio;-Componentes de coenzimas (nucleotdeos de adenina): acetoacetil Co-A;- Efetores alostricos nas vias metablicas.
Tipos: DNA e RNA
Funes: So responsveis pela transmisso do cdigo gentico e pelasntese de protenas
Nucleotdeosbase nitrogenadapentosecido fosfrico ou fosfato
Compostos heterocclicos
Obs.: Os carbonos das pentoses possuem um apstrofo para distingui-los das bases
Estrutura dos nucleotdeos
HRibose
Desoxirribose
Fosfato no carbono 5`
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BASES NITROGENADAS
NUCLEOSDEO
Por hidrlise parcial possvel retirar o radical fosfato dos nucleotdeos. Aparecemento compostos denominados nucleosdeos (constitudos por uma pentose e umabase nitrogenada).
Adenina
Ribose
O RNA rapidamente hidrolisado em condies alcalinas, mas o DNA no.
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Obs.: Raramente a timina ocorre no RNA e a uracila no DNA
Nomenclatura dos nucleotdios, nucleosdios e cidos nuclicos
Obs.: Raramente a timina ocorre no RNA e a uracila no DNA
Componentes dos cidos nuclicos RNA e DNA
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Desoxirribonucleotdeos e ribonucleotdeos dos cidos nuclicos
1953 - Watson e Crick
Elucidaram a estrutura do DNA
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Diferenas entre DNA e RNA
http://www.biochem.uwo.ca/meds/medna/DRmodel.html
Fitas antiparalelas ecomplementares
Pontes de Hidrognio-3:2(G=C;A=T)
Hidroflica fora e hidrofbicapara dentro
Fita simples e duplaRibose e desoxiribose
Base nitrogenada:timina euracila
Ncleo e N e citoplasma
Por que o DNA contm desoxirribose ao invs deribose?
O RNA menos estvel do que o DNA porque seu grupamentovicinal 2- OH torna a ligao 3 - fosfodister susceptvel clivagemnucleoflica.
O DNA no apresenta 2OH, portanto no susceptvel hidrlisealcalina, enquanto o RNA sim em uma soluo diluda de NaOH.
O DNA hidrolizado com HCl 1mM. Com separao das basespurcas por quebra das ligaes glicosdicas, porm no h quebradas ligaes pirimidcas.
HRibose
Desoxirribose
Fosfato nocarbono 5`
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Por que o DNA contm timina ao invs de uracila?
A citosina desamina formando uracila. Esta converso espontnea epoderia resultar numa mutao por mau pareamento.
U no DNA o 5-MeU = Timina
Dessa forma o problema acima eliminado. O grupo 5-Me funcionacomo um marcador da U e removido pela Uracil N-glicosilase.
Citosina Uracila Timina
Bom, isso acontece porque a Uracila, apesar de preferir se parear comAdenina, pode facilmente se parear com qualquer base, inclusive consigomesma. A presena de um grupo metil (que a transforma em timina), que hidrofbico, reordena sua posio na hlice, impedindo que issoacontea, de forma que a timina mais estvel para uma dupla-hlice doque a uracila.
Acontece que a citosina pode espontaneamente de deaminar e setransformar numa uracila. E a, se a uracila fosse um componente do DNA,as estruturas de reparo no conseguiriam diferenciar essa uracilaproveniente de uma citosina de uma uracila original, fazendo com quemutaes se acumulassem em uma taxa gigantesca.Com o uso de timina no lugar da uracila, qualquer uracila detectada nadupla hlice identificada como um erro e substituda por uma citosina.
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DNA EUCARITICO
DNA eucaritico o genoma humano na sua formadiplide, consiste em aproximadamente 6 a 7 milhesde pares de bases de DNA organizados linearmenteem 23 pares de cromossomos.
DNACromossoma
Gene
Promotor IntronExon
Ncleo
DNA EUCARITICO
Sequencias conservadas
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Acredita-se que a principal vantagem da ocorrncia desse processo noseucariontes seja o fato de seus transcritos primrios poderem ser processados devrios modos (como um kit de montagem) para a produo de diferentes RNAsmensageiros maduros, dependendo do organismo ou do estgio dedesenvolvimento em que ele se encontra, produzindo diferentes protenas a partirde um mesmo segmento de DNA.
ntrons so regies no-codificantes do RNA mensageiro, enquanto os xons so
regies codificantes do RNA m. Eles esto relacionados a uma etapa muitoimportante do processo de sntese protica dos eucariontes, denominadasplicing.Neste processo (cujo nome significa ato de cortar em portugus), regiesespecficas do RNA mensageiro (os ntrons) so recortadas e eliminadas.Devemos lembrar que o RNA mensageiro uma molcula de cido nucleicosintetizada no ncleo atravs da transcrio da mensagem contida no DNA. Essesntrons eliminados so segmentos no-codificantes, porque no levam nenhumamensagem para produo de protenas. Depois que eles so eliminados, ossegmentos resultantes (os xons) unem-se entre si, formando a molcula de RNAmensageiro funcional, com a mensagem madura, ou mensagem propriamente dita.
Este processo importante pois somente aps ter passado por ele que o RNA
mensageiro se torna ativo na codificao da mensagem que levar produode uma protena especfica.
Estrutura do DNA
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DNA
Duas fitas de polinucleotdeos associadas formando umaestrutura de dupla hlice onde as pentoses e os radicaisfosfato compe a fita e as bases projetam-se para o interiorda mesma
As fitas mantm-se unidas atravs da formao de pontesde hidrognio entre as bases o que contribui para aestabilidade da dupla hlice
. Adenina (A) pareia com Timina (T) atravs de 2pontes de hidrognio
. Guanina (G) pareia com Citosina (C) atravs de 3pontes de hidrognio
DNA
Ligao -N-glicosdica C1 N9 (Base purica) eN1 (Basepirimidica)
Ligao sterfosfato oufosfodiester OC3 do nucleosdeo
Polaridade O5livre ou ligadaao fosfato e naoutra ponta umaOH 3livre.
Sentido 5-3
Ligao glicosdicaLigao fosfodister
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ESTRUTURA DOS
CIDOS NUCLEICOS
O grupo hidroxil ligado ao carbono 3 dapentose de um nucleotdeo forma umaligao fosfodister com o fosfato dooutro nucleotdeo
5 C-A-G 3
REGRA DE CHARGAFF (1950)
[A = T] e G = C = [purina] = [pirimidina]
A anlise do DNA de vrias espcies mostrou que as 4 basesencontradas normalmente no DNA AGTC, no ocorrem em
quantidades equimolares e que a quantidade relativa varia de espciepara espcie.
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Fatores que estabilizam a dupla hlice:
interaes hidrofbicas foras de van der Walls pontes de hidrognio
interaes inicas
Entre as basesnitrogenadas
Entre os grupos fosfato doDNA e os ctions (Mg2+)
presentes na soluofisiolgica
A Dupla Hlice
Sulco menor
Sulco maior
A dupla hlice apresenta dois tipos desulcos aos quais se ligam asprotenas da cromatina
A Dupla Hlice
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Tipos de DNA DNA B
a forma mais abundante na clula a forma clssica do DNA A dupla hlice gira para a direita
DNA A Forma mais compacta Encontrado nos hbridos DNA:RNA
DNA Z Seqncias GC repetidas A dupla hlice gira para a esquerda
Estrutura do RNA
mRNA 1 a 5 % do RNA total
rRNA 75 % do RNA total
tRNA 10 a 15 % do total
microRNA cerca de 21 nucleotdeos
snRNA RNA pequeno nuclear
siRNA RNA de interferncia
tRNA
rRNA
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Estrutura do RNA
mRNA: o molde para a sntese de protenas, ou traduo. As clulaspossuem vrios tipos de RNA. Transporta a informao gentica do DNA-ribossomos.
tRNA: Leva aa sob forma ativada para os ribossomos para a formao daligao peptdica, em uma sequncia ditada pelo molde de mRNA.
rRNA: o principal componente dos ribossomos. Fbrica de protenasprpria.
snRNA: Participa da recomposio dos xons do RNA. miRNA: Inibem a traduo.
siRNA: Facilitam a degradao do RNA.
As clulas eucariticas possuem:
mRNA: citoplasmtico e participa da sntese protica. sintetizadodurante o processo de transcrio . Apenas as unidades genticas dasequncia do DNA que codifica as protenas so transcritas para mRNA.
rRNA: citoplasmtico e participa na constituio dos ribossomas.
tRNA: citoplasmtico e transporta os aminocidos durante a snteseprotica para os ribossomos. Cada um dos 20 aminocidos que compem as
protenas tem um tRNA especfico e alguns aminocidos tm vrios tRNApara sua insero na cadeia polipeptdica.
OBS: As clulas eucariticas possuem pequenas molculas adicionais deRNA.
snRNA: (100 a 200 resduos nucleotdios) RNA nuclear pequeno, participamda recomposio dos xons do RNA.
microRNA: (cerca de 21 nucleotdeos) no codificantes que se ligam amolculas complementares de mRNA e inibem sua traduo.
siRNA: uma classe de pequenas molculas de RNA que se ligam aomRNA e facilitam sua degradao.
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HISTRICO
1957 CRICK e GAMOV
Dogma Central da BiologiaMolecular
DNA RNA PROTENA
Dogma
Central daBiologiaMolecular
http://crystal.uah.edu/~carter/protein/images/dogma.jpg -
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FLUXO DA INFORMAO GENTICA
Replicao: fornece duas molculas de DNA idnticas original,assegurando a informao gentica da clula me para a clulafilha. Ocorre durante o processo de diviso celular. Processo semi-conservativo com cada fita agindo como molde para uma nova fita.
DNA helicases-ligaes de H entre as basesDNA polimerases- ligao de nucleotdeos a novos ao molde deDNA.
DNA topoisomerase-ligaes covalentes com os fosfatosDesoxinucleosdeosPrecisa e sem erros
ESTGIOS DA REPLICAO
1. INICIAO2. ALONGAMENTO
3. TERMINAO
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Durante areplicao doDNA as duas fitasvelhas ou messervem de moldepara cada fitanova ou filhacomplementar,
que est sendosintetizada.
Fita nova
Fita velha
Complementariedade
TRANSCRIO
Definio: um mecanismo pelo qual uma fita molde de DNA
utilizada por RNA polimerases especficas para gerar um dos tipos deRNA.
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TRADUO
Definio: o processo pelo qual uma sequncia de bases no mRNA usado como molde para especificar a sequncia de aminocidos naprotena.
Ncleo-RNAm Ribossomo-RNAt-protenas
1966 NIRENBERG, KHORANA eOCHOA
Seqncias sucessivas de trs
nucleotdeos do DNA (codon)determinam a seqncia deaminocidos de uma protena
http://www.accessexcellence.org/AB/GG/genetic.gif -
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Cdigo Genticocorrespondncia entre cada tripleto (cdo) de RNA e cada um dos20 aminocidos habituais das protenas (desde 1964)
Cdo que dorigem sntese dequalquer protena
rRNA
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Medida metablica do crescimento muscular ou somtico recente dos
peixes determinado pela sntese proteca (curto-prazo de dias ou
semanas).
Principal ndice o razo RNA/DNA, mas tambm usual utilizar somentea concentrao de RNA ou o razo RNA/Protenas
RNA Principal responsvel pela sntese proteca
Concentrao varivel com disponibilidade alimentar e com
necessidades proticas.
DNA Portador da informao gentica
Concentrao celular relativamente constante para uma espcie.
cidos Nucleicos para crescimento de peixes
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Tambaqui
(Colossoma macropomum)
Cachara
(Pseudoplatystoma reticulatum)
Importncia comercial para o BrasilGenoma sequenciado: camaro do Pacfico (Litopenaeus vannamei)
Selecionar exemplares com melhor perfil gentico-hbridos e puros
crescimento
enfermidades
Fonte:EMBRAPA
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Bibliografia
Lehninger. Princpios de Bioqumica.
Harper. Bioqumica Ilustrada.
http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/genetica/DNA.html
http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/genetica/DNA.htmlhttp://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/genetica/DNA.htmlhttp://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/genetica/DNA.htmlhttp://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/genetica/DNA.htmlhttp://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/genetica/DNA.htmlhttp://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/genetica/DNA.html