DNA E RNA

INTRODUÇÃO À QUÍMICA BÁSICA DE ÁCIDOS NUCLEICOS

DNA

O DNA - ácido desoxirribonucleico - é um dos principais constituintes do genoma de diversos organismos, uma vez que abriga todas informações hereditárias. É como um livro que guarda todas as informações genéticas do ser. É formado por uma série de nucleotídeos, que por sua vez é um conjunto constituído por grupo fosfato, pentose (açúcar) e a base nitrogenada. Assim, podemos denominar o nucleotídeo como um conjunto de base nitrogenada, fosfato e açúcar, como na  imagem abaixo. Agora, a junção apenas da BASE NITROGENADA e AÇÚCAR é chamada de NUCLEOSÍDEO.

É importante ressaltarmos a diferença entre DNA e RNA:

DNA	Contém DESOXIRRIBOSE (grupamento H)
RNA	Contém RIBOSE (grupo OH)

O nucleotídeo é formado por um resíduo, chamado de nucleosídeo e um grupo fosfato. Este nucleosídeo é formado através da união de uma pentose com base nitrogenada. O nome desta união chama-se ligação N-𝛃-Glicosídica. Este resíduo é convertido em nucleotídeo apenas quando há a  junção com o grupo fosfato. A pentose ou açúcar é dotada de 5 carbonos, sendo que no carbono 1' há a ligação com a base nitrogenada. O carbono 3' faz ligação com outros nucleotídeos (ligação conhecida como fosfodiéster). Por último, o carbono 5' faz ligação com o grupo fosfato. A ligação fosfodiéster é muito importante, uma vez que a sua principal função é a de exercer ligação com outros nucleotídeos, além de restabelecer a continuação das cadeias de DNA, assim, dando continuidade à espécie.

A ligação fosfodiéster é dada da seguinte forma: imagine uma pentose com 5 carbonos. O carbono 3' da pentose no qual está ligado à hidroxila faz ligação com um grupo fosfato, que por sua vez está ligado ao carbono 5' de outra pentose.  

Sentido da LIGAÇÃO FOSFODIÉSTER: 5’ →3’

PAREAMENTO DAS BASES

Através de um nucleotídeo com grupo fosfato, açúcar e base nitrogenada, há uma ligação com outro nucleotídeo através da base nitrogenada por meio de LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO. Este fenômeno é chamado de PAREAMENTO DE BASES. 

As bases nitrogenadas podem ser purinas (adenina ou guanina) ou pirimidinas (timina, citosina no DNA; uracil ou citosina no RNA). 

Dica: quando for descrever sobre as bases nitrogenadas, lembre-se da conexão que as purinas fazem com a ÁGUA, uma vez que a palavra água sugere ADENINA e GUANINA - (A,G)ua

Observa-se nesta imagem, que as purinas apresentam unidade molecular grande (2 anéis), enquanto que as pirimidinas apresentam estrutura molecular pequena (1 anel).

Dica: lembre-se que quanto menor o nome, maior a molécula (2 anéis); quanto maior o nome da estrutura, menor sua molécula (1 anel). Isto significa que os fatores são inversamente proporcionais. Exemplo: o termo purina é uma palavra pequena, logo, sua estrutura molecular terá 2 anéis. O termo pirimidina é uma palavra grande, logo, sua estrutura química terá 1 anel. 

Observa-se nesta imagem, que a parte central (preenchida por bases nitrogenadas), é hidrofóbica. Já a parte periférica (constituída por grupo fosfato e pentose) é hidrofílica, ou seja, reage com a água. Se o núcleo ou parte central do DNA fosse hidrofílica, provavelmente as ligações de hidrogênio iriam se desfazer. 

Bases nitrogenadas:

PROTEÍNAS ESSENCIAIS NA REPLICAÇÃO OU DUPLICAÇÃO DO DNA

A partir da replicação ou duplicação do DNA, proteínas trabalham a todo vapor para o DNA ser proliferado. Numa duplicação de DNA, sete proteínas são essenciais:
01. Helicase
Abre o DNA, desta forma, desfaz as ligações de hidrogênio que as bases nitrogenadas (purinas e pirimidinas) fazem.
02. Topoisomerase
A partir do momento em que as fitas que constituem o DNA se abrem através da helicase, há um estresse torcional na cauda 3'. Este fenômeno acontece devido a força exercida na outra extremidade, provocando um superenrolamento. Para isto, a  topoisomerase alivia a tensão.
03. SSB
Após a helicase abrir as fitas do DNA, as SSBs são acionadas para estabilizarem as fitas soltas, para que não atrapalhem as atividades da primase e DNA polimerase III e I. 
04. Primase
Esta enzima adiciona o primer (sequência iniciadora) de RNA, que é essencial para a duplicação do DNA. 
05. DNA polimerase III
É muito importante, uma vez que sintetiza o DNA. Sua função é adicionar novos nucleotídeos. 
06. DNA polimerase I
Esta proteína altera o primer (adicionado pela primase), ou seja, substitui o primer de RNA pelo de DNA. 
07. Ligase
A partir do momento em que a DNA polimerase III adiciona novos nucleotídeos, há a formação do fragmento de Okazaki. Desta forma, a Ligase tem a função de ligar o fragmento de Okazaki com o primer de DNA (que foi substituído pela proteína DNA polimerase I). 

Para um melhor entendimento, veja o vídeo abaixo: