Estrutura do DNA

Joab Trajano SilvaProfessor Adjunto

Os cinco átomos do anel da ribose estão todos localizados em um único plano devido ao “crowding” dos átomos substituintes. Usualmente, quatro dos átomos são coplanares enquanto que o quinto localiza-se for a do plano. No DNA B, o átomo C2' localiza-se acima do plano, enquanto que no DNA A, é o átomo C3' que ocupa esta posição.

WATSON et CRICK (1953) A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature 171:737

Informação Molecular

O DNA é perfeito para armazenar e disponibilizar informações.

A informação básica é armazenda na forma como as bases estão dispostas ao longo da fita de DNA e como estas bases pareiam com as bases da fita oposta (A-T; C-G)

Informações adicionais são disponíveis pelas bases expostas na superfície da molécula. No sulco maior , os diferentes pares de base possuem um padrão característico de grupamentos químicos que carreiam informação. Este grupamentos possuem doadores (D) e aceptores (A) de pontes de hidrogênio, bem como um volumose grupamento no par de base AT (*) ou um grupamento pouco volumoso no par GC (asterístico menor, em azul).

No sulco menor, há um arranjo diferente de grupamentos químicos que carreiam informações adicionais. Estas informações são usadas por proteínas para lerem as informações sem desenovelar o DNA.

The structure of the B–Z junction solved by Ha et al.1. A region of left-handed Z-DNA is connected to right-handed B-DNA through a junction in which one base pair is flipped out, or extruded, from the DNA helix. Richard R. Sinden Nature 437, 1097-1098 (20 October 2005)

Two bases have been extruded from base stacking at the junction. The white line goes from phosphate to phosphate along the chain. O is shown red, N blue, P yellow and C grey.

Red and blue lines connect phosphate groups in Z-DNA and B-DNA, respectively. Numbers refer to bases, as shown in Fig. 2. a, Front view showing A0 (right) and T0' (left), and the abrupt reversal of helical twist. Distances between stacked bases in the central region (G - 3, C - 2, C - 1, A0, T1, A2 and A3 on one strand, and T - 3', T - 2', A - 1', T0', G1', G2' and C3' on the other) are indicated. b, Side view with A0 in front. The deviation in helical axes between B- and Z-DNA is shown.

Variações Sobre um Mesmo Tema

O DNA adota a conformação de hélice B sob as condições encontradas nas células (centro - PDB 1bna).

Sob outras condições fisiológicas, o DNA pode forma uma estrutura em hélice A (à esquerda - PDB entries 1ana) ou hélice Z (à direita - PDB entries 2dcg) .

O DNA A é formado em condições de desidratação. Os RNAs de dupla hélice também adotam esta conformação, devido ao grupamento hidroxila adicional na posição C2’.

O DNA Z é encontrado sob condições de alta concentração salina e requer um tipo especial de sequencia de bases, com muitos pares de base alternados de citosina-guanina e guanina-citosina.

DNA Buckyballs For Drug Delivery

Fig. 1.   Two-step conversion of B-DNA to A-DNA by varying the two helix parameters slide and roll. (a) Initial idealized B-DNA. (b) Intermediate structure obtained by application of a uniform slide of 1.5 Å from one base pair to the next. (c) Alternative intermediate produced by applying a uniform roll of +12°. (d) A-DNA reached by varying both slide and role simultaneously. [Reproduced with permission from ref. 3 (Copyright 2000, National Academy of Sciences; original proposal by Calladine and Drew (12).]