DNA------(1)------->RNA-------(2)---------> Proteínas O Paradigma sobre o fluxo da informação genética numa célula é DNA------(1)------->RNA-------(2)---------> Proteínas O primeiro processo designa-se de transcrição e o segundo tradução. A “linguagem” e a contituição química que envolve o primeiro processo envolve ácidos nucleicos (an.) e a segunda aminoácidos (aa). Quer o DNA quer o RNA são polímeros de an. E as proteínas de aa. Os an. são por sua vez, constituidos por nucleótidos que resultam da associação de um nucleósido a pelo menos um grupo fosfato. Cada nucleosido é constituido, por sua vez, por um açúcar especial, uma pentose, e uma base aminada. Ao contrário do RNA, no DNA, o açúcar é uma ribose (uma pentose) sem um átomo de oxigénio na posição 2´, designando-se de desoxiribose. As bases aminadas são de dois tipos: purinas e pirimidinas As primeiras são a adenina e a guanina; as outras a timina e a citosina.

HSDH

A associação dos diferentes nucleotidos forma a estrutura de uma cadeia de DNA. A sucessão ordenada das bases aminadas (AGTC…) estabelece o código nela inscrito O esqueleto do DNA apresenta sempre a mesma orientação no que concerne a ligação de um açúcar (posição 3´) ao outro açúcar (posição 5´), através de uma ligação especial com o grupo fosfato (ligação fosfodiester). A variabilidade vem da sequência das bases aminadas.

Consideremos esquematicamente o processo de elongação da cadeia: a linha é o açúcar a que está associada uma das bases aminadas Entre cada dois açúcares, entre as posições 3´e 5´, temos um grupo fosfato, correctamente orientados sucessivamente Como vemos, a cadeia de DNA tem uma polaridade: um grupo 3´-OH não ligado a outro nucleótido e 5´apenas a um grupo fosfato terminal. Por convenção a sequência lê-se de 5´para 3´. Logo ACG…

No DNA estas cadeias organizam-se numa dupla hélice ao longo de um eixo de rotação Cada purina de uma cadeia está sempre associada a uma pirimidina da outra cadeia. Estes pares estão na parte interna da dupla hélice. Cada uma das cadeias tem uma orientação oposta. Na periferia encontram-se as bases de açúcar e os grupos fosfato que as ligam. As duas cadeias manteêm-se associadas por ligações de hidrogénio. A sequência das bases aminadas”transporta” a informação genética. Ao longo do eixo, em cada 360º, temos uma repetição do aspecto. Para uma distância de 3.4 A entre bases adjacentes, teremos cerca de 10 nucleótidos para a repetição do aspecto. O diâmetro da dupla hélice é de 20 A. Estas duplas hélices estão, por sua vez, superenroladas dentro núcleo das células.

Os emparelhamentos das bases aminadas entre as duas cadeias é sempre AT, CG ou TA, GC. O DNA pode abrir as cadeias, desenrolar-se, pela quebra da ligação de hidrogénio entre as bases aminadas, e cada uma das cadeias serve de molde para cada uma das cadeias nascentes complementares. Este processo de replicação é feito por enzimas especializados (polimerases) e à custa de novos desoxiribonunleotidos.

Em cada cadeia nascente, este processo de elongação, durante a replicação do DNA faz-se sempre no sentido de 5´----->3`. Ou seja, tem polaridade. A DNA polimerase catalisa a formação da ligação fosfodiester se a base aminada do nucleótido fôr a correcta, isto é, complementar à do molde. A própria polimerase consegue corrigir erros de inserção dos nucleótidos. O DNA, nas suas sequências, é o repositório da informação genética mas, não é o molde directo para para a síntese de proteínas. É um outro tipo de polímero de ácidos nucleicos, o RNA, que desempenha esta função

O RNA genericamente tem uma cadeia simples e não dupla. Pode, nalgumas secções, dobrar-se e formar regiões de cadeia dupla.. O açúcar é a ribose e a timina (característica do DNA) substituída pelo uracilo. O RNA tem a capacidade de se complementar a uma cadeia de DNA, formando um híbrido, base do processo de transcripção. Um tipo funcional de RNA é o RNA mensageiro (mRNA). Como todos os outros tipos de RNA, é sintetizado por RNA polimerases e à custa do molde de DNA, de ribonucleótidos percursores e de iões metálicos (Mg2+)

Outro tipo funcional de RNA é o RNA de transferência (tRNA) que tem a importante função de servir de adaptador para a síntese proteíca. É ele que vai mediar a informação recolhida no RNA mensageiro e uma importante estrutura, o Ribosoma, onde será feita a síntese da nova proteína. O RNA de transferência tem dois locais particularmentes importantes na sua estrutura; o de reconhecimento do molde do RNA mensageiro e o de ligação aos aminoácidos. O local de reconhecimento do molde de RNA, é uma sequência de 3 bases aminadas designada de anti-codão. Este anticodão ( no tRNA), reconhece a sequência complementar de 3 bases no RNA mensageiro, o codão. O código genético estabelece a relação entre a sequência das bases no DNA (e as transcrições do RNA) e a sequência dos aminoácidos nas proteínas. Cada aminoácido é codificado por um grupo de 3 bases aminadas, um tripleto. Existem 64 possíveis tripletos e apenas 20 aminoácidos. Estudos genáticos determinaram que 61 desses tripletos efectivamente codificam para os aa. Os outros são instruções para parar a síntese proteíca. Isto também significa que o código genético é degenerado, isto é há vários tripletos a codificarem para o mesmo aminoácido.

Por exemplo, a leitura, na linguagem dos ácidos nucleicos do tripleto CAA resulta como CAG, na Glutamina, na linguagem dos aminoácidos. UAA é uma instrução de stop.

Os ribosomas são o local de síntese das proteínas Os ribosomas são o local de síntese das proteínas. É aí que se dá o processo Final de tradução. O ribosoma é uma estrutura complexa, constituida por RNA e um número elevado de proteínas. Contem vários locais de reconhecimento, particularmente para os mRNA e os tRNA que transportam os aminoácidos para a proteína nascente.