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Estrutura dos cidos Nuclicos

Universidade Federal Rural dePernambuco

Disciplina: Bioqumica IProf. Dr. Daniela viana

E-mail:daniela_viana@yahoo.com.br

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