Estrutura dos
Ácidos Nucléicos
1-Aspectos Gerais
2-Composição dos Ácidos Nucléicos
3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
4-Química dos ácidos nucléicos
Edmar Vaz de Andrade
www.ufam.edu.br/~edandrade
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1-Aspectos Gerais
Tipos
Ácido Ribonucléico – RNA
100 a milhares de nucleotídeos
Ácido Desoxirribonucléico – DNA
até 100 milhões de nucleotídeos
Relacionados com a informação genética de
todos os organismos vivos
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2-Composição dos Ácidos Nucléicos
Formação de um nucleotídeo por remoção de água
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2-Composição dos Ácidos Nucléicos
Comparação entre um nucleosídeo e um nucleotídeo
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2-Composição dos Ácidos Nucléicos
Composição geral dos nucleotídeos (monômeros)
Grupamento fosfato - Açúcar - Base nitrogenada
Base
nitrogenada
Grupo
fosfato
Desoxirribose
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2-Composição dos Ácidos Nucléicos
Bases Nitrogenadas
Purinas
Adenina
Guanina
Pirimidinas
Citosina
Timina
(DNA)
Uracila
(RNA)
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Estrutura primária
Representação
esquemática ilustrando
a orientação química
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Estrutura primária
Phosphodiester bond formation
O
O
O
||
||
||
-O - P - O - P - O - P O
|
|
|
O_
O_
O_
O
A
|
3¢
OH
O
O
O
||
||
||
-O - P - O - P - O - P O 5¢
|
|
|
O_
O_
O_
3¢ hydroxyl
5¢ phosphate
O
OH
C
|
Phosphodiester bond formation
dinucleotide
5’ end O O O
A
||
||
||
O - P - O - P - O - P -O
O
|
|
|
|
-
O_
O
O
||
||
-O - P - O - P - O |
|
O_
O_
O_
O_
O
|
_O -P O
|
O_
3¢-5¢ phosphdiester
bond
Formação da ligação fosfodiéster na
sequência linear de polinucleotídeos
O
OH
C
|
3’ end
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
James Watson & Francis Crick (1953)
• Estudos de Chargaff (1947)
– Conteúdo de adenina é igual ao de timina
– Conteúdo de citosina é igual ao de guanina
• Estudos por Raios X (Rosalind Franklin &
Maurice Wilkins)
– DNA como sendo uma molécula longa e fina
– Possui dois filamentos associados entre si
– Molécula helicoidal
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Formação de Pontes de hidrogênio entre as Bases
Nucleotídicas Complementares
Compatibilidade entre grupos doadores e aceptores de H
Pareamento instável
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Formação de Pontes de hidrogênio entre as Bases
Nucleotídicas – Fitas Complementares Antiparalelas
Ambos pares de bases possuem a
mesma geometria
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Aceptores
e doadores
de elétrons
Fenda
maior
Fenda
menor
Estrutura secundária do DNA
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Estrutura secundária do DNA
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Estrutura secundária do DNA
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Grupos químicos expostos nas fendas maior e menor do DNA
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Estrutura secundária do DNA
• Dupla hélice, onde cada hélice é uma
cadeia de nucleotídeos mantidos juntos
por ligações fosfodiéster.
• As duas hélices são mantidas juntas por
pontes de hidrogênio, interações
hidrofóbicas e forças de van der Waals
(empilhamento de bases)
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Formas do DNA
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Dobramento da dupla-hélice quando
associada a proteínas
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Estrutura em α-hélice
rígida de proteínas
Estrutura em α-hélice flexível
de ácidos nucléicos
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3-Estruturas dos Ácidos Nucléicos
Estruturas não usuais
Palíndromo
Repetição especular
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3-Estruturas dos Ácidos Nucléicos
Estruturas não usuais
Em forma de grampo: envolve uma fita
Em forma de cruz: envolve
as duas fitas
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3-Estruturas dos Ácidos Nucléicos
Estruturas não usuais
Pareamento de Hoogsteen
(Karst Hoogsteen – 1963)
H-DNA: DNA tripla hélice
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Formas topológicas do DNA circular
cccDNA – covalentely closed circular DNA
a) Circular relaxado
b) Circular super-hélice (super-enovelado, super-torção)
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Formas topológicas do DNA circular
a) Super-torção plectonêmica (inter-hélices)
b) Super-torção em espiral (interação DNA-proteínas)
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Comparação entre a estrutura dupla hélice no DNA com
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simples fita (hélice) no RNA
3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Estrutura secundária do RNA
Acima de 10 a centenas
de nucleotídeos
5-10 nucleotídeos
Região de alça em
dupla hélice
Grampo
Haste-alça
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Simples
fita
Bolha
Alça
interna
Grampo
Estrutura secundária
do RNA
Grampo. Hélice do tipo A
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3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Estrutura secundária
do RNA.
RNA M1
Componente da RNase P
de Escherichia coli
377 bases
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4-Química dos Ácidos Nucléicos
DNA dupla-fita
Desnaturação
Anelamento
Parcialmente
desnaturado
Desnaturação
total
Associação por
pareamento de
bases
DNA simples fita
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4-Química dos Ácidos Nucléicos
Temperatura de fusão
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Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas,
com ou sem modificações, das seguintes referências:
1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D. 2005. “Biologia
Celular e Molecular”, 5ª edição. Artmed Editora SA. Porto Alegre-Brasil.
(www.whfreeman.com/lodish)
2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M. 2000. “Principles of
Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions.
3. Watson et al., Mol. Biol. of the Gene.
Referência Complementar
1. Bansal, M. DNA structure: Revisiting the Watson–Crick
double helix. CURRENT SCIENCE, (85), NO. 11, 2003
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