Estrutura dos Ácidos Nucleicos

Estrutura dos Ácidos Nucleicos
- as funções que serão desenvolvidas pelas células são determinadas pelo material genético;
- Material genético: pode ser encontrado no núcleo e nas mitocôndrias (nas células eucariontes);
→ Genoma nuclear humano: formado por 22 pares de cromossomos autossômicos + 1 par de cromossomos sexuais (XX = mulher e XY = homem).
↳  24 cromossomos diferentes: aproximadamente 20 mil genes;
→ Genoma mitocondrial humano: o DNA mitocondrial é cíclico e é herdado da mãe (durante a fertilização, o flagelo do espermatozoide, que possui as mitocôndrias paternas, não penetra o ovócito). Além disso, cada cromossomo possui aproximadamente 37 genes;

Ácidos Nucléicos
- representados pelo DNA (encontrado no núcleo e nas mitocôndrias) pelo RNA (encontrado no núcleo e no citoplasma).

→ Estrutura dos ácidos nucleicos: os ácidos nucleicos são formados por um fosfato, por uma pentose (açúcar) e por uma base nitrogenada.
- Pentose (açúcar): pode ser ribose (RNA) ou desoxirribose (DNA). A única diferença existente entre ambos é um hidroxila encontrada a mais na ribose;
- Base nitrogenada: podem ser do tipo purina (2 anéis aromáticos = adenina e guanina) ou pirimidina (1 anel aromático = citosina, timina e uracila).
↳  Nucleosídeo: ligação glicosídica entre uma base nitrogenada ao carbono 1 da pentose.
↳  Nucleotídeo: ligação fosfoéster entre um fosfato ao carbono 5 da pentose, mais a base nitrogenada ligada ao C1 da pentose.
[pic 1]

Estrutura da Molécula de DNA (1953)
- Dupla hélice: o DNA é formado por duas fitas (cadeias polinucleotídeas) que se complementam;
- Fitas antiparalelas: uma linha é 5’→ 3’, enquanto que a outra é 3’ → 5’;
- Pareamento entre as bases: Adenina – Timina (ligação dupla entre as bases) e Guanina – Citosina (ligação tripla entre as bases).
- Direção  5’→ 3’.
→ Açúcar e fosfato = arcabouço (corrimão);
→ Bases nitrogenadas = informação (degraus).

→ Ligação entre nucleotídeos
- a ligação entre os nucleotídeos nas cadeias polinucleotídeas se dá através da ligação entre a hidroxila ligada ao C3 da pentose de um nucleotídeo e o fosfato ligado a hidroxila do C5 da pentose de outro nucleotídeo.
↳  Essa ligação, chamada fosfodiéster, na qual o grupo fosforila está entre os dois nucleotídeos, será responsável por formar os polímeros de nucleotídeos.
- as cadeias de DNA apresentam um grupo 5’-fosfato ou 5’-hidroxila livre em uma extremidade, e um grupo 3’-fosfato ou 3’-hidroxila livre na outra extremidade;
- por convenção, se escreve as sequências de DNA da extremidade 5’ (à esquerda) para a extremidade 3’ , geralmente com um 5’-fosfato e uma 3’-hidroxila.
[pic 2]

Ligação Entre as Cadeias Polinucleotídeas
- as cadeias se mantém unidas por meio de pontes de hidrogênio;
- essas ligações contribuem para a estabilidade termodinâmica e para a especificidade do pareamento de bases;
- a formação de pontes de hidrogênio também é importante para a especificidade do pareamento de bases;
- além das pontes de hidrogênio, as interações entre o empilhamento das bases também contribui para a estabilidade da dupla hélice.

Complementariedade das Bases
- o pareamento entre a adenina e a timina, e entre a guanina e a citosina resulta em uma relação de complementariedade entre as sequências das base nas duas cadeias entrelaçadas e fornece ao DNA seu caráter autocodificador;
- os dois pares de bases apresentam a mesma geometria: a presença de uma par de bases A:T ou um G:C entre os dois açúcares não perturba a disposição dos açúcares, porque a distância entre os pontos de ligação do açúcar é a mesma para ambos os pares de bases;
→ Em uma dupla hélice: A=T e G=C, porém A/T ≠ C/G,
[pic 3]

→ Cavidade Maior e Menor da Dupla Hélice
- como resultado da sua estrutura em formato de dupla hélice, o DNA é um longo polímero estendido com duas cavidades que diferem em tamanho entre si, devido a geometria dos pares de bases;
- Cavidade Maior: mais rica em informações químicas.
↳  Tipos de DNA: existem 3 tipos de conformação de DNA, O DNA A, B e C. O DNA do tipo B é o mais comum em condições fisiológicas, podendo se transformar no DNA  do tipo A.
- DNA B: apresenta 10 pares de bases por volta, uma ampla cavidade maior e uma cavidade menor estreita. Pode adotar a conformação A em determinados complexos DNA-proteína;

→ A maior parte das moléculas de DNA são lineares, porém também existem na forma circular (encontrada em organismos procariotos e alguns vírus).

Separação das Fitas
- as fitas de DNA são mantidas unidas por forças relativamente fracas (não-covalentes);
- por isso, quando ocorre o aumento da temperatura ou do pH, as fitas se separam (desnaturam). Essa desnaturação é reversível, bastando apenas que as condições voltem ao normal e as fitas de encontrem;
- em condições fisiológicas, as fitas se separam apenas na replicação ou na transcrição.

Estrutura do RNA
- possui Ribose como pentose;
- sua estrutura é formada por uma fita simples (geralmente). Como o RNA normalmente não é o material genético, não há necessidade de servir de molde para a sua própria replicação;
- possui Uracila no lugar da timina;
- é mais reativo que o DNA (devido ao grupo hidroxila no C2 da ribose.

→ Livre das limitações resultantes da formação das hélices, o RNA pode adotar uma grande variedade de estruturas terciárias;
- mesmo assim, as moléculas de RNA frequentemente exibem regiões de dupla hélice, porque as cadeias de RNA se curvam sobre si mesmas, formando segmentos que realizam pareamento de bases em pequenas regiões de sequencias complementares.
[pic 4]

Classes de RNA
- rMRA: desempenham um papel estrutural, formando 75% dos componentes dos ribossomos;
- tRNA: funciona como um adaptador entre os códons no mRNA e os aminoácidos (envolvimento na tradução e síntese proteica);
- mRNA: codifica a sequência de polipeptídeos especificada por um gene;
- ncRNA: RNA não-codificante que não participa da formação de proteínas. Representados pelos miRNA, snRNA, snoRNAs, etc.

→ RNA transportador (tRNA)
[pic 5]

Ciclo Celular
- período que compreende todas as modificações de uma célula, desde a sua formação até a sua divisão em duas células-filhas iguais;
- importante para a nossa formação e manutenção;
→ pode ser dividido em 2 etapas:
- intérfase: período na qual a célula cresce e se prepara para a nova divisão;
- Mitose e citocinese: divisão propriamente dita.