Os ácidos nucléicos são polímeros orgânicos encontrados pela primeira vez, no núcleo das células e formados por inúmeras moléculas de nucleotídeos. Os ácidos nucléicos podem ser de dois tipos: ácido desoxirribonucleico (DNA) e ácido ribonucleico (RNA).
NUCLEOTÍDEOS
Os nucleotídeos são compostos por moléculas de ácido fosfórico, açúcar e base nitrogenada.
O ácido fofórico (H3PO4) está presente no DNA e no RNA e serve para unir os açúcares de dois nucleotídeos.
O açúcar é uma pentose e dá estrutura ao ribonucleotideo. Pode ser uma desoxirribose ou uma ribose. A desoxirribose está presente apenas no ácido desoxirribonucleico e a ribose, apenas no ácido ribonucléico.
As bases nitrogenadas identificam o nucleotídeo e são classificadas em dois grupos:
· Bases púricas: Adenina (A) e Guanina (G)
· Bases pirimídicas: Citosina (C), Timina (T), Uracila (U)
ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO: DNA
O DNA é um polinucleotideo formado por duas cadeias helicoidais (forma de hélice), como uma escada em espiral, com milhões e até bilhões de nucleotídeos, os “corrimãos” seriam de desoxirribose e ácido fosfórico e os “degraus”, bases nitrogenadas unidas entre si. Este modelo foi proposto pelos cientistas James Watson e Francis Crick, em 1953.
As bases nitrogenadas do DNA são: adenina, guanina, citosina, e timina e, sempre que se unem, a adenina liga-se à timina, e a citosina, à guanina (AT e CG). A união entre as bases nitrogenadas ocorre por pontes de hidrogênio.
O DNA localiza-se nos cromossomos das células, em suas mitocôndrias, nos centríolos e nos cloroplastos. A maioria dos vírus também possui DNA.
AUTODUPLICAÇÃO DO DNA
O DNA é a única molécula capaz de autoduplicar-se e o faz com a ajuda de uma enzima chamada DNA-polimerase.
A capacidade de autoduplicação ou replicação do DNA confere aos seres vivos a capacidade de se reproduzir.
O DNA faz duplicação semiconservativa, isto é, em cada DNA formado, uma das cadeias é do DNA-mãe: o DNA se duplica, mas conserva-se metade dele em cada DNA-filho.
ÁCIDO RIBONUCLEICO: RNA
O RNA é um polinucleotídeo de uma só cadeia. Não possui timina (T); em seu lugar, aparece a uracila (U).
Origina-se do DNA, em um processo conhecido como transcrição, por meio de uma enzima chamada RNA-polimerase.
A RNA-polimerase tem a propriedade de abrir o DNA, identificando suas bases nitrogenadas. Usando o DNA como molde, ao encontrar a adenina, coloca, na mesma posição, a uracila; ao encontrar a guanina, coloca, na mesma posição, a citosina (AU e CG). Existem três tipos de RNA em uma célula: ribossômico (RNAr), transportador (RNAt) e mensageiro (RNAm).
O RNAr faz parte da constituição do ribossomo. O RNAm transporta a informação do núcleo para o citoplasma e o RNAt transporta os aminoácidos presentes no citoplasma até os ribossomos durante a síntese proteica.
CÓDIGO GENÉTICO E A SÍNTESE PROTEICA
Nas células do corpo humano, temos cerca de 25 mil genes diferentes. Portanto, é provável que talvez tenhamos, aproximadamente, 25 mil proteínas diferentes.
O DNA, pelos genes, é que dita a síntese de proteínas nos seres vivos.
Códons
Á sequência de três nucleotídeos contida no DNA, transcrita no RNAm, que indica um aminoácido na molécula de proteína. É uma espécie de senha para que a célula, ao interpretá-lo, selecione determinado aminoácido no citoplasma e comece a sintetizar a proteína.
Assim, certo gene com 600 nucleotídeos terá 200 senhas e, portanto, resultará em uma proteína com 200 aminoácidos
O CÓDIGO GENÉTICO
Existem 20 tipos de aminoácidos na natureza. Mas, com eles podemos sintetizar 25 mil proteínas diferentes, nos seres humanos.
Os aminoácidos podem ser repetidos na cadeia de proteínas, como a letra A foi repetida nas palavras acima. Se temos 20 aminoácidos, podemos compor milhares de proteínas diferentes.
Como os nucleotídeos podem ser formados por adenina, guanina, citosina e uracila (A, G, C, U), e cada sequência de três deles determina um aminoácido da proteína, teremos 64 grupos (43) diferentes de três nucleotídeos. Esses grupos podem se repetir milhares de vezes.
A SÍNTESE PROTEICA
O DNA comanda a fabricação de proteínas, à distância, de forma indireta. Para fazê-lo, ele constrói um RNA-mensageiro (RNAm) com as informações que darão origem à proteína. De posse da mensagem, o RNAm vai até o citoplasma e, junto ao RNA-transportador (RNAt), nos ribossomos, sintetiza a proteína indicada pelo DNA.
TRANSCRIÇÃO
Imagine que é preciso sintetizar determinada proteína, com a sequência de 10 aminoácidos assim dispostos:
lisina-leucina-histidina-cistína-serina-serina-serina-arginina-leucina-tirosina.
Então a sequência de nucleotídeos, para fazê-la será:
TTT-GAA-GTA-ACA-TCA-TCA-TCA-TCT-GAA-ATA.
Para isso, pelo processo de transcrição, o DNA sintetiza um RNAm, transcrevendo nela essa mensagem (ou código).
Retirada de introns (splicing) – A maioria dos transcritos primários de mRNA apresenta dois tipos de sequências: os éxons, porção codificadora do transcrito primário que estão presentes no RNA maduro; e os íntrons, sequências que não estão presentes no RNA maduro e, portanto, não codificam nenhum aminoácido da proteína a ser sintetizada(inativos). Os íntrons precisam ser retirados para dar origem a um mRNAfuncional (ou tradusível o mRNA precisa sofrer o processo de excisão dos introns e junção dos exons. Esse mecanismo é conhecido como splicing do RNA.
Para que o splicing ocorra corretamente, existem sequências consenso sempre presentes localizadas nos íntrons dos mRNAs. Essas sequências têm a finalidade de sinalizar o local onde deverá ser efetuado o splicing (chamado de sítio de splice) ou auxiliar na sua localização, e têm características importantes:
O processo de splicing envolve a retirada de cada íntron da molécula de mRNA e união dos éxons, liberando o íntron. A remoção de íntrons envolve a quebra de uma ligação fosfodiéster .
TRADUÇÃO
De posse do códon adequado, o RNAm sai do núcleo em direção ao citoplasma e vai até os ribossomos. Lá, ele penetra entre uma e outra unidade de cada ribossomo, como se fosse uma fita, mantendo as informações repassadas pelo DNA. Esse processo é a tradução.
No citoplasma, existem RNA-transportadores, também originados no DNA. Cada RNAt também possui sequência de três nucleotídeos chamadas anticódon.
Cada anticódon é responsável por selecionar um único aminoácido no citoplasma e transportá-los até os ribossomos. Ali chegando, o RNAt identifica os códons do RNAm e deposita os aminoácidos correspondentes a eles.
Aos ribossomos caberá aproximadamente esses aminoácidos, que se unem por ligações peptídicas, originando a proteína desejada.
EVOLUÇÃO
Acredita-se que a molécula-fundadora teria sido o RNA, porque pode ter atividades enzimáticas (como ocorre com as ribozimas) e até auto-replicativas (em tubos de ensaio). O DNA seria um análogo do RNA, mais estável e acrescentado posteriormente ao sistema. Propõe-se que as ribozimas atuais sejam remanescentes das primitivas e que, na origem dos sistemas vivos, as atividades dessas enzimas teriam sido mais relevantes, inclusive para a tradução (síntese, a partir de informação genética) de proteínas. No caso, RNAs realizariam a ligação de aminoácidos para formar proteínas.
O primeiro RNA auto-replicador que surgiu de matéria não viva executava as diversas funções atualmente executadas pelo RNA, DNA e proteínas.
O primeiro RNA auto-replicador que surgiu de matéria não viva executava as diversas funções atualmente executadas pelo RNA, DNA e proteínas.
PARA NÃO ESQUECER
1 - Em qualquer DNA, de qualquer espécie, a porcentagem da base timina é sempre igual a da base adenina, e a porcentagem da base citosina é igual a da base guanina. Ou seja, enquanto a proporção entre as bases varia entre as espécies, o total de bases púricas (A + G) é igual ao total de bases pirimídicas (T + C).
2 - A diferenciação celular resulta da expressão diferencial de genes e é um processo que ocorre no desenvolvimento dos seres pluricelulares. Nesse sentido, é uma sequência precisa de eventos que devem acontecer em tempos e locais apropriados, gerando e mantendo estados de diferenciação (redução de número de funções, com especialização para determinadas atividades) estáveis. Apesar de o número de genes e o DNA serem iguais em todas as células do nosso corpo, os genes nas células diferenciadas, especializadas, com uma ou pequeno número de funções, se expressam de maneiras diferentes em cada tecido, isto é, a expressão gênica é específica para cada tecido. Com exceção dos genes responsáveis pela manutenção do metabolismo celular ( housekeeping genes) que se mantêm ativos em todas as células do organismo, só irão funcionar em cada tecido ou órgão os genes importantes para a manutenção deste.
3 - O DNA mitocondrial é transmitido através do óvulo materno para filhos e filhas. Não troca genes com outros segmentos genômicos (não se recombina), sendo transmitido às gerações seguintes em blocos de genes (denominados haplotipos). Há, assim, uma história genealógica imutável. O mtDNA tem como característica um padrão de herança materna, ou seja, com exceção das mutações, a sequência é idêntica para todos os familiares maternos - herança matrilinear. Quando o espermatozoide penetra o óvulo, ou não há entrada de mitocôndrias ou serão destruídas durante as primeiras mitoses de clivagem. A mãe passa o seu componente de DNA mitocondrial para suas filhas e filhos.
3 - O DNA mitocondrial é transmitido através do óvulo materno para filhos e filhas. Não troca genes com outros segmentos genômicos (não se recombina), sendo transmitido às gerações seguintes em blocos de genes (denominados haplotipos). Há, assim, uma história genealógica imutável. O mtDNA tem como característica um padrão de herança materna, ou seja, com exceção das mutações, a sequência é idêntica para todos os familiares maternos - herança matrilinear. Quando o espermatozoide penetra o óvulo, ou não há entrada de mitocôndrias ou serão destruídas durante as primeiras mitoses de clivagem. A mãe passa o seu componente de DNA mitocondrial para suas filhas e filhos.
