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-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

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

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

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

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

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

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

James Watson & Francis Crick (1953) 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

Compatibilidade entre grupos doadores e aceptores de H 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

Ambos pares de bases possuem a mesma geometria 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

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

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura secundária do DNA

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura secundária do DNA

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

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)

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos Formas do DNA

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

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

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

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

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

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos Formas topológicas do DNA circular cccDNA – covalentely closed circular DNA Circular relaxado Circular super-hélice (super-enovelado, super-torção)

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

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos Comparação entre a estrutura dupla hélice no DNA com simples fita (hélice) no RNA

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura secundária do RNA Grampo Haste-alça Região de alça em dupla hélice 5-10 nucleotídeos Acima de 10 a centenas de nucleotídeos

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

3-Estrutura dos Ácidos Nucléicos Estrutura secundária do RNA. RNA M1 Componente da RNase P de Escherichia coli 377 bases

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

4-Química dos Ácidos Nucléicos Temperatura de fusão

Referência Complementar 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