Ácidos Nucléicos UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA CURSO – NUTRIÇÃO DISCIPLINA: BIOQUÍMICA PROFa. Denise Esteves Moritz

Conceitos Gerais Moléculas com função de armazenamento e expressão da informação genética: Ácido Desoxirribonucléico - DNA Ácido Ribonucléico – RNA São moléculas gigantes, constituídas por Nucleotídeos. Os ácidos desoxirribunucléico (DNA) e ribonucléico (RNA) são as moléculas informacionais, através das quais são sintetizadas todas as proteínas do organismo.

Conceitos Gerais Os Nucleotídeos São macromoléculas formadas pela ligação fosfodiéster entre 5 nucleotídeos diferentes; Os ácidos nucléicos não possuem grande importância na alimentação, uma vez que são bio-sintetizados. No estômago há a separação das nucleoproteínas, havendo a digestão por ribonucleases e desoxirribonucleases do suco pancreática e de nucleosidases e fosfatases do suco entérico. O interessante é que há um processo de excreção, como ácido úrico, de parte das bases nitrogenadas adenina e guanina presentes na alimentação, ainda na mucosa intestinal. As demais bases são absorvidas na forma de nucleotídeos e são degradados no fígado em suas formas catabólicas. Os Nucleotídeos Unidades fundamentais dos ácidos nucléicos

Nucleotídeos Formados por: 1 açúcar 1 base nitrogenada 1 grupo fosfato DNA e RNA: formados por várias cadeias de nucleotídeos: Polinucleotídeos

Nucleotídeos Base nitrogenada + Pentose + Fosfato Nucleosídeo = Base nitrogenada + Pentose

Nucleotídeos e Ácidos Nucleicos Papel de nucleotídeos no metabolismo celular: constituinte dos ácidos nucleicos - RNA e DNA fonte de energia no metabolismo -> ATP molécula-sinal em respostas celulares - > cAMP componente estrutural de enzimas e co- fatores -> NAD, FAD, etc

Dogma Central

As Pentoses: Adição de uma pentose a uma base nitrogenada produz um nucleosídeo; Os nucleosídeos de A, C, G, T e U são denominados, respectivamente, Adenosina, Citosina, Guanosina, Timidina e Uridina; O açúcar RIBOSE forma ribonucleosídeo, característico do RNA; O açúcar desoxirribose forma desoxirribonucleosídeo, característico do DNA; A ligação com a base nitrogenada ocorre sempre através da hidroxila do carbono anomérico da pentose.

Pentoses Carboidratos 9

O Fosfato: Adição de um ou mais radicais fosfato à pentose, através de ligação éster origina os Nucleotídeos; Os grupos fosfato são responsáveis pelas cargas negativas dos nucleotídeos e dos ácidos nucléicos; A adição do segundo ou terceiro grupo fosfato ocorre em seqüência, dando origem aos nucleotídeos di e trifosfatados.

Fosfato

Bases Nitrogenadas: Compostos heterocíclicos de carbono e nitrogênio: Pirimidinas (bases pirimídicas): anel único: citosina (C) e timina (T) no DNA; citosina (C) e uracila (U) no RNA; Purinas (bases púricas): dois anéis: guanina (G) e adenina (A): presentes tanto no DNA quanto no RNA.

Bases Nitrogenadas Bases púricas Bases pirimídicas 13

Ligação Glicosídica: Ligação covalente estabelecida entre o carbono 1’ da pentose e o N1 das pirimidinas ou o N9 das purinas. Pentose + base nitrogenada = nucleosídeo.

DNA

DNA Presentes no citoplasma das células procarióticas; Presente no núcleo das células eucarióticas, mitocôndrias e cloroplastos; Presentes no citoplasma das células procarióticas; Nas células germinativas e no ovo fertilizado: dirige todo o desenvolvimento do organismo, a partir da informação contida em sua estrutura; É duplicado cada vez que a célula somática se divide

DNA – Molécula Duas cadeias (fitas) helicoidais polinucleotídicas, enroladas ao longo de um mesmo eixo, formando uma dupla hélice de sentido rotacional à direita: dextrógera: Na dupla hélice as duas fitas de DNA são complementares (A = T e G = C) e apresentam polaridades opostas: antiparalelas: polaridade 5’. 3’ em uma fita e 3’. 5’ na outra. Grupo fosfato e desoxirribose (parte hidrofílica): parte externa da molécula. Bases nitrogenadas (parte hidrofóbica): dentro da dupla.

COMPLEMENTAÇÃO DE BASES DO DNA ADENINA GUANINA Se liga a Timina por duas pontes de hidrogênio. Se liga a citosina por três pontes de hidrogênio. CITOSINA TIMINA A = T G C

Pergunta? Qual a ligação mais difícil de ser quebrada? Pontes H+ Qual a ligação mais difícil de ser quebrada? Adenina – Timina ou Guanina – Citosina?

Pontes H+

Importância do DNA “Molécula da vida” contém código para construção das proteínas em todos os seres vivos; Eucariontes animal: encontrado núcleo celular formando cromossomos e mitocôndrias; Gene - segmento de DNA que contém informações para síntese de uma ou mais proteínas.

O Código Genético Tríplice: tradução transcrição GENE (DNA) RNA PROTEÍNA O Código Genético Tríplice: As quatro letras do “alfabeto” da vida: A, G, C, T, são agrupadas de 3 a 3, formando uma trinca que codifica a posição de um determinado tipo de aminoácido. Cada trinca recebe o nome de Códon (tanto no DNA como no RNA). A cada trinca formamos um aminoácido.

O Dogma Central da Biologia Molecular:

Replicação do DNA Capaz auto-duplicar e conservar informação genética; Final duas “moléculas-filhas” que conservam a metade da “molécula-mãe”; Duplicação semiconservativa;

Replicação do DNA Necessidade de fita molde; Ocorre na fase S da interfase; DNA polimerase: adição de nucleotídeos no sentido 5’.3’: necessidade de extremidade 3’-OH livre para que ocorra a ligação fosfodiéster. Necessidade de um iniciador ou“primer” : oligonucleotídeo de RNA, complementar ao DNA fita-molde. Replicação do DNA

Replicação do DNA hipótese da síntese descontínua da cadeia lagging foi aceita por um experimento realizado pelo pesquisador Reiji Okazaki, no final da década de 1960

Replicação do DNA - Após adição de um nucleotídeo, a DNA polimerase se dissocia ou se move ao longo do molde para adicionar um outro nucleotídeo; DNA ligase: no final da síntese, a polimerase remove os iniciadores e os substitui por nucleotídeos de DNA Æ cortes selados pela DNA ligase.

Revisão de leitura e correção: DNA polimerase : correção de leitura no sentido contrário ao de polimerização 3’. 5’ Sistema de reparo: pareamentos errados são instáveis e provocam dobras na molécula (alteração espacial): percebidos e corrigidos.

ESTRUTURA DO RNA Figura 3

Tipos de RNA RNAm  formado no núcleo contém “mensagem” - código transcrito a partir do DNA - para síntese proteínas. Conjunto de 3 nucleotídeos chamado CÓDON; RNAt  presente no citoplasma transporta AA até ribossomos para síntese protéica; RNAr  faz parte da estrutura dos ribossomos participa do processo de tradução dos códons para construção das proteínas.

DNA e RNA DNA (ácido desoxirribonucléico) RNA (ácido ribonucléico) Localizado núcleo e mitocôndrias Localizado núcleo e citoplasma dupla hélice com duas fitas Uma fita Formado com pentose desoxirribose e fosfato Formado com pentose ribose e fosfato Bases nitrogenadas: A, T, C, G A, U, C, G

Metabolismo ácidos nucléicos Ingeridos na forma de NUCLEOPROTEÍNAS; Hidrolise dos ácidos nucléicos a componentes primários: Bases nitrogenadas; Ribose e desoxirribose; Fostato; Depende de um sistema enzimático.

Gota Ácido úrico – produto da degradação das bases nitrogenadas; Hiperuricemia – ácido úrico aumentado no sangue; Super produção ou pouca excreção na urina; Gota: doença causada por depósito de urato monossódico nos tecidos.

Destino do Ácidos Nucléicos São absorvidos na forma de nucleotídeos a nível intestinal, sendo que grande parte das purinas (adenina e guanina) é convertida em ácido úrico ainda na mucosa intestinal e excretado pelas fezes; O ácido úrico presente no sangue corresponde ao decorrente da degradação das purinas no fígado. Quando há um defeito hereditário com hiperatividade da síntese de ácido úrico, caracteriza-se uma doença genética muito comum conhecida como gota.

FATORES DESENCADEADORES

Causas de gota Hiperuricemia por produção elevada: Causas congênitas: deficiência enzimática Grande ingestão de purinas

Causas de gota Causa mista: Álcool Maior risco – cerveja Papel da dieta: Carnes e frutos do mar: aumentam o risco Grãos: Não alteram o risco

Gota - Sintomas Vários aspectos da evolução da gota, quando não é tratada; As "agulhas do acido úrico" destroem, de dentro para fora, a pele, causando úlceras; O ácido úrico acumula-se também nos cotovelos e nos dedos ; Caroços de ácido úrico no lobo da orelha.

GOTA

Cristais de ácido úrico