Estrutura dos cidos Nuclicos 1 Aspectos Gerais 2

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 1

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 2

2 -Composição dos Ácidos Nucléicos Formação de um nucleotídeo por remoção de água 3

2 -Composição dos Ácidos Nucléicos Comparação entre um nucleosídeo e um nucleotídeo 4

2 -Composição dos Ácidos Nucléicos Composição geral dos nucleotídeos (monômeros) Grupamento fosfato - Açúcar - Base nitrogenada Grupo fosfato Desoxirribose 5

2 -Composição dos Ácidos Nucléicos Bases Nitrogenadas Purinas Adenina Guanina Pirimidinas Citosina Timina (DNA) Uracila (RNA) 6

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura primária Representação esquemática ilustrando a orientação química 7

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura primária Formação da ligação fosfodiéster na sequência linear de polinucleotídeos 8

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 9

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 10

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 11

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Aceptores e doadores de elétrons Fenda maior Fenda menor Estrutura secundária do DNA 12

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura secundária do DNA 13

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura secundária do DNA 14

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Grupos químicos expostos nas fendas maior e menor do DNA 15

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) 16

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Formas do DNA 17

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Dobramento da dupla-hélice quando associada a proteínas 18

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura em α-hélice rígida de proteínas Estrutura em α-hélice flexível de ácidos nucléicos 19

3 -Estruturas dos Ácidos Nucléicos Estruturas não usuais Palíndromo Repetição especular 20

3 -Estruturas dos Ácidos Nucléicos Estruturas não usuais Em forma de grampo: envolve uma fita Em forma de cruz: envolve as duas fitas 21

3 -Estruturas dos Ácidos Nucléicos Estruturas não usuais Pareamento de Hoogsteen (Karst Hoogsteen – 1963) H-DNA: DNA tripla hélice 22

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Formas topológicas do DNA circular ccc. DNA – covalentely closed circular DNA a) Circular relaxado b) Circular super-hélice (super-enovelado, super-torção) 23

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Formas topológicas do DNA circular a) Super-torção plectonêmica (inter-hélices) b) Super-torção em espiral (interação DNA-proteínas) 24

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Comparação entre a estrutura dupla hélice no DNA com 25 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 26

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Simples fita Bolha Alça interna Grampo Estrutura secundária do RNA Grampo. Hélice do tipo A 27

3 -Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura secundária do RNA M 1 Componente da RNase P de Escherichia coli 377 bases 28

4 -Química dos Ácidos Nucléicos DNA dupla-fita Desnaturação Anelamento Parcialmente desnaturado Desnaturação total Associação por pareamento de bases DNA simples fita 29

4 -Química dos Ácidos Nucléicos Temperatura de fusão 30

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 31