ÁCIDOS NUCLEICOS. Existem dois tipos de ácidos nucleicos: - Ácido desoxirribonucleico (DNA) - Ácido ribonucleico (RNA)

Transcrição

1 ÁCIDOS NUCLEICOS

2 ÁCIDOS NUCLEICOS Em 1868, F. Miesher, num importante trabalho de citoquímica, isolou e analisou o núcleo das células. As substâncias constituintes do núcleo foram designadas nucleínas. Richard Altmann, em 1889, mudou esta designação para ácidos nucleicos, porque foram primeiramente identificados no núcleo e porque manifestam propriedades ácidas. Existem dois tipos de ácidos nucleicos: - Ácido desoxirribonucleico (DNA) - Ácido ribonucleico (RNA)

3 Foram precisos longos anos de investigação para se saber qual a importância biológica dos ácidos nucleicos. Os primeiros trabalhos relativos à importância do DNA foram realizados por Frederick Griffith, em 1928, com pneumococos (bactéria pertencente à espécie Diploccocus pneumoniae que causa a pneumonia em mamíferos) e ratinhos. Em 1944, Avery, Macleod e McCarty levaram a cabo inúmeras investigações em que isolaram e testaram vários constituintes celulares, identificando o DNA como o responsável pela transmissão de caracteres o material genético. Os trabalhos de Alfred Hershey e Martha Chase, em 1952, permitiram concluir que o DNA é o suporte universal da informação genética.

4 Composição química dos ácidos nucleicos Os ácidos nucleicos são polímeros em que as unidades básicas que os constituem são nucleótidos. Cada nucleótido é constituído por três moléculas: -ácido fosfórico -pentose -base azotada O ácido fosfórico é uma molécula inorgânica que confere aos ácidos nucleicos as suas características ácidas. A pentose é um glícido simples com cinco átomos de carbono. As bases azotadas classificam-se em: -bases púricas bases de anel duplo -bases pirimídicas bases de anel simples

5 Composição química dos ácidos nucleicos Ocorrem dois tipos de pentoses: - a desoxirribose (C 5 H 10 O 4 ), que entra na constituição dos nucleótidos do DNA - a ribose (C 5 H 10 O 5 ), que integra os nucleótidos de RNA. Há cinco bases azotadas diferentes. Em cada um dos ácidos nucleicos existem quatro dessas bases azotadas.

6 Estrutura do DNA Os nucleótidos unem-se através de ligações entre o carbono 3 da molécula da pentose e o grupo fosfato do nucleótido seguinte, formando cadeias polinucleotídicas. Análises químicas realizadas por Chargaff em diversas espécies de seres vivos permitiram verificar uma relação de igualdade entre as bases presentes na molécula de DNA Regra de Chargaff.

7 Estrutura do DNA Rosalind Franklin e Maurice Wilkins bombardearam amostras de DNA cristalizado com raios X, tendo obtido padrões de difracção dos raios X. A interpretação dos radiogramas permitiu concluir que a molécula de DNA tem uma estrutura helicoidal. Através do microscópio electrónico verificou-se que a espessura da molécula de DNA é aproximadamente 2 nm, enquanto que numa cadeia polinucleotídica é cerca de metade.

8 Estrutura do DNA Em 1953, com base nos resultados das experiências anteriores, dois jovens cientistas, James Watson e Francis Crick, propuseram para a estrutura do DNA o modelo de dupla hélice.

9 Estrutura do DNA De acordo com o modelo de dupla hélice, a molécula de DNA é constituída por duas cadeias polinucleotídicas enroladas em hélice em torno de um eixo. A ligação entre as duas cadeias faz- -se por pontes de hidrogénio entre as bases azotadas: adenina-timina e guanina-citosina bases complementares. As bandas laterais são formadas por moléculas de fosfato alternando com moléculas de desoxirribose. As duas cadeias da dupla hélice desenvolvem-se em sentidos opostos - cadeias antiparalelas.

10 Estrutura do RNA A molécula de RNA apresenta dimensões muito inferiores às da molécula de DNA. É constituída por uma cadeia polinucleotídica que se pode dobrar sobre si mesma, estabelecendo pontes de hidrogénio entre algumas bases complementares.

11 Diferenças na estrutura e na composição química dos ácidos nucleicos:

12 Replicação do DNA A molécula de DNA é a fonte de informação genética de geração em geração. Esta transmissão ocorre porque a molécula de DNA é capaz de produzir moléculas idênticas a si própria auto-replicação. Até 1958, existiam três hipóteses para explicar a replicação do DNA.

13 Replicação do DNA Em 1958, Meselson e Stahl realizaram uma experiência com bactérias Escherichia coli, que foram cultivadas em dois meios de cultura diferentes: o primeiro meio continha um isótopo pesado de azoto ( 15 N) e o segundo meio continha 14 N. Os resultados obtidos por Meselson e Stahl apoiam, de forma inequívoca, a hipótese de replicação semiconservativa.

14 Replicação do DNA Segundo a hipótese de replicação semiconservativa, as duas cadeias da molécula de DNA separam-se, por rompimento das pontes de hidrogénio. Cada uma das cadeias polinucleotídicas serva de molde à formação de uma nova cadeia, a partir dos nucleótidos presentes no meio.

15 Replicação do DNA Os nucleótidos livres começam a ligar-se por pontes de hidrogénio aos nucleótidos da cadeia molde, por complementaridade de bases. No final do processo existem duas moléculas filhas, cada uma constituída por uma cadeia polinucleotídica da molécula mãe e pela nova cadeia polinucleotídica. Cada molécula de DNA é uma réplica perfeita da molécula original.

16 Curiosidades sobre o DNA As moléculas de DNA de uma célula humana, ligadas entre si, apresentam aproximadamente um comprimento de 2 m e uma espessura de 2 nm. Como se encontram muito espiralizadas, cabem perfeitamente dentro do núcleo das células. Uma molécula de DNA humano pode condensar-se de tal modo que fica vezes menor do que se estiver distendida. Se pudéssemos desenrolar e ligar todo o DNA contido em todas as células de um ser humano, este daria cerca de trezentas vezes a volta à Terra.

17 Informação genética Na molécula de DNA é possível delimitar vários segmentos, os genes. O conjunto de todos os genes de uma espécie constitui o seu genoma. A informação contida nos genes conduz à síntese de proteínas indispensáveis à manifestação das características genéticas do ser vivo.

18 Informação genética A informação genética contida nas moléculas de DNA está em código código genético. Os símbolos do código são apenas quatro: A, T, C e G (as bases azotadas dos nucleótidos)