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2 1- TIPOS DE ÁCIDO NUCLÉICO: DNA E RNA Existem dois tipos de ácidos nucléicos: - Ácido desoxirribonucléico (ADN ou DNA): é o principal constituinte dos cromossomos, estrutura na qual encontramos os genes, responsáveis por todas as características dos indivíduos, ou seja, constitui nosso material genético; - Ácido ribonucléico (ARN ou RNA): participa do processo de síntese de proteínas. COMPONENTES DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS Tanto o DNA quanto o RNA são formados por várias unidades, que recebem o nome de nucleotídeos; Sumário

3 Cada nucleotídeo é formado por três outras moléculas: - Glicídeo do grupo dos monossacarídios, sendo este uma pentose (desoxirribose no DNA e ribose no RNA); - Ácidos fosfóricos; Nucleotídeo (adenina) - Bases nitrogenadas. Ácido fosfórico Glicídeo (ribose) Sumário

4 Dos cinco tipos de bases nitrogenadas presentes nos ácidos nucléicos, três ocorrem tanto no DNA quanto no RNA (A, G, C), enquanto as outras duas, timina e uracila, são características ao DNA e RNA, respectivamente. Observe na tabela abaixo: TIPO DE ÁCIDO NUCLÉICO DNA RNA BASES NITROGENADAS Adenina (A) Guanina (G) Citosina (C) Timina (T) Adenina (A) Guanina (G) Citosina (C) Uracila (U) Sumário

5 2- ESTRUTURA ESPACIAL DO DNA Estrutura do DNA: - É constituído por duas cadeias polinucleotídicas, de forma helicoidal, que mantêm-se unidas entre si por meio de pontes de hidrogênio entre os pares de bases nitrogenadas: A = T : adenina emparelha-se com timina através de uma dupla ligação; C G : guanina emparelha-se com citosina através de ligação tripla. Sumário

6 3- ESTRUTURA ESPACIAL DO RNA Estrutura do RNA: - Geralmente formado por uma cadeia única, que pode enrolar sobre si mesma pelo emparelhamento de bases complementares na mesma cadeia polinucleotídica. Quando esse emparelhamento ocorre veremos que: A = U : adenina emparelha-se com uracila; G C : guanina emparelha-se com citosina. Sumário

7 4- RESUMO Resumindo, podemos afirmar que os ácidos nucléicos apresentam as seguintes características com relação a sua composição e estrutura: CARACTERÍSTICA DNA RNA Glicídeo (açúcar, pentose ou monossacarídeo) Desoxirribose Ribose Base nitrogenada Adenina Adenina Guanina Citosina Timina Guanina Citosina Uracila Grupamento fosfato ou ácido fosfórico H2PO 4 H2PO 4 Estrutura da molécula Cadeia dupla de forma helicoidal Normalmente apresenta cadeia simples Função Compõe o material genético (cromossomos, genes) Participam da produção de proteínas Sumário

8 DUPLICAÇÃO SEMICONSERVATIVA DO DNA CARACTERÍSTICAS GERAIS DA DUPLICAÇÃO OU REPLICAÇÃO DO DNA A capacidade do DNA de fazer cópias de si mesmo é conhecido como duplicação ou replicação (DNA DNA); Esse processo é considerado semiconservativo, pois cada uma das duas fitas recém-formadas conserva uma das fitas do DNA-mãe e forma uma nova cadeia, complementar a que lhe serviu de modelo. No processo de replicação à medida que as bases de cada cadeia se desemparelham de suas complementares e cada uma das cadeias serve de molde para a síntese de uma nova cadeia complementar. Com as bases nitrogenadas da cadeia, agora separadas, expostas os nucleotídeos livres presentes no núcleo unem-se a elas e o resultado final são duas moléculas idênticas à original. OBS.: O pareamento entre as bases nitrogenadas é o mesmo descrito anteriormente (A-T / C-G).

9 DUPLICAÇÃO SEMICONSERVATIVA DO DNA Observe abaixo os esquemas que representam a replicação do DNA: DNA-mãe Replicação DNA Esquema que representa o processo de replicação do DNA. Cadeia antiga Cadeia nova Cadeia nova Representação esquemática da replicação semiconservativa da molécula de DNA. Cadeia antiga Animação representando a replicação do DNA. Observe o desenrolamento da hélice e o pareamento das bases nitrogenadas.

10 A SÍNTESE DE PROTEÍNAS TRANSCRIÇÃO Quando a célula necessita de certo polipeptídeo, o gene que o codifica é ativado. Então, esse gene é transcrito em moléculas de ácido ribonucléico ou RNA, ou seja, ocorre a transcrição (DNA RNAm); Características da transcrição: - apenas uma das moléculas de DNA serve de molde para a construção do RNA de filamento único (RNAm); - Na produção de RNA, ocorre o seguinte pareamento entre as bases nitrogenadas: Fita de DNA A T G C Fita de RNAm U A C G

11 A SÍNTESE DE PROTEÍNAS Observe abaixo as representações esquemáticas do processo de transcrição do DNA: Replicação DNA RNAm transcrição Esquema que indica o processo de replicação do DNA e transcrição do mesmo. A enzima RNA polimerase realiza a síntese do RNAm à partir do molde de DNA. OBS.: A seqüência de bases do DNA condiciona a seqüência de bases do RNAm.

12 A SÍNTESE DE PROTEÍNAS Tomemos como exemplo de transcrição a produção de uma suposta proteína constituída por três aminoácidos. Cada aminoácido é codificado por uma trinca de nucleotídios, ou seja, por um códon. Então, ocorreria a leitura dos três códons do DNA. Por exemplo: GTA ACA TCA; Logo em seguida, para produzir essa proteína, ocorreria a transcrição desses três códons de DNA para os seguintes códons de RNAm da seguinte forma: Fita de DNA Fita de RNA-m GTA ACA TCA CAU UGU AGU OBS.: Um gene é formado por uma cadeia de nucleotídios que definem a seqüência de nucleotídios da molécula de RNAm. Neste RNAm encontramos os códons (trincas) e cada um desses códons é constituída por 3 nucleotídios. Representação esquemática do processo de transcrição.

13 A SÍNTESE DE PROTEÍNAS O CÓDIGO GENÉTICO Aminoácdido Número de códons A correspondência entre os códons do RNAm e os aminoácidos por eles determinados constitui o código genético; Podemos considerar que o código genético é degenerado, porque certos aminoácidos possuem uma ou mais trincas diferentes que o codificam. Consulte a tabela abaixo e veja que o aminoácido fenilalanina pode ser codificado pelos códons UUU e UUC. Ala 4 Arg 6 Asn 2 Asp 2 Cys 2 Gln 2 Glu 2 Gly 4 His 2 Ile 3 Leu 6 Lys 2 Met 1 Phe 2 Cada triplete de bases é traduzido para um diferente aminoácido, de acordo com as regras apresentadas na tabela. UAG, UAA e UGA são os 3 códons de parada (STOP) do processo de tradução. Pro 4 Ser 6 Thr 4 Trp 1 Tyr 2 val 4 Tabela com os 20 aminoácidos e o número de códons de cada um.

14 A SÍNTESE DE PROTEÍNAS TRADUÇÃO Já com os códons de RNAm formados, essa mesma molécula vai para o citoplasma da célula e encontra-se com os ribossomos (RNAr + proteínas) e RNAt para a produção da proteína, ou seja, ocorre a tradução (RNAm Proteína); Características da tradução: - O RNA penetra entre uma e outra unidade de cada ribossomo, mantendo as informações repassadas pelo DNA; - No citoplasma, existem os RNAt. Cada RNAt também possui seqüências de três nucleotídeos, chamadas anticódon. Cada anticódon é responsável por selecionar um único aminoácido no citoplasma e transportá-lo até os ribossomos; Cada RNAt apresenta um anticódon que emparelha com o códon do RNAm. - Nos ribossomos, o RNAt identifica os códons do RNA-m e deposita o aminoácido correspondente a eles. Cabe aos ribossomos aproximar esses aminoácidos, que se unem por ligações peptídicas originando a proteína desejada.

15 A SÍNTESE DE PROTEÍNAS Observe abaixo um esquema que representam a tradução do DNA: DNA RNA-m Proteína replicação transcrição tradução Esquema que indica o processo de replicação, transcrição e tradução. OBS.: A seqüência de bases do DNA condiciona a seqüência de bases do RNAm e este condiciona a seqüência de aminoácidos da proteína. Acompanhe no próximo slide a representação mais detalhada dos processo que ocorre no citoplasma durante a tradução.

16 A SÍNTESE DE PROTEÍNAS Sítio P No citoplasma, umrnam ribossomo se liga ao RNAm na extremidade correspondente ao início da leitura. Fase de Códon de iniciação. iniciação RNAm Sítio A Porção maior do ribossomo Porção menor do ribossomo O ribossomo desloca-se no RNAm e o peptídio em formação passa para o sítio P, deixando o sítio A vazio. Esse processo se repete, e o polipetídio vai sendo formado. Um segundo RNAt, transportando um AA que corresponde ao códon seguinte, penetra no sítio A. O alongamento da cadeia continua até que um códon de terminação seja apresentado no sítio A. Estabelece-se ligação peptídica uma Após a interação deles, a fita de RNAm se solta do ribossomo e as duas subunidades se separam. O RNAt da metionina é liberado Dissociação das unidades do ribossomo.

17 A SÍNTESE DE PROTEÍNAS Para finalizar podemos tomar como exemplo da relação entre DNA, RNA e proteínas o seguinte exemplo: DNA DNA complementar RNAm RNAt Aminoácidos TAC TAA CCA CAT ATG ATT GGT GTA UAC UAA CCA CAU AUG AUU GGU GUA Metionina Serina Cisteina Leucina códons anticódons

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