Ácidos Nucleicos: Estrutura, Função e Processos Celulares

Ácidos Nucleicos

São macromoléculas orgânicas, identificadas inicialmente no núcleo das células, que apresentam papel fundamental no controle do metabolismo celular. Essas moléculas correspondem ao material genético dos seres vivos e são conhecidas pelas siglas DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido ribonucleico).

Os Nucleotídeos

São macromoléculas orgânicas denominadas biopolímeros, como os polissacarídeos e as proteínas, mas são incomparavelmente maiores. Cada nucleotídeo não é apenas uma molécula, mas um agrupamento molecular formado por três subunidades: uma base nitrogenada, um carboidrato com cinco átomos de carbono (pentose) e um grupamento fosfato.

As Bases Nitrogenadas

São moléculas que possuem estrutura em anel no qual se alternam átomos de carbono e de nitrogênio. Classificam-se em bases púricas: adenina e guanina; e as bases pirimídicas: citosina, timina e uracila.

As Pentoses

A ribose é encontrada nos nucleotídeos de RNA, enquanto a desoxirribose é a pentose dos nucleotídeos de DNA.

DNA (Ácido Desoxirribonucleico)

O ácido desoxirribonucleico tem suas moléculas formadas pela união de nucleotídeos. Os nucleotídeos de DNA possuem um grupo fosfato, uma molécula de desoxirribose e uma destas quatro bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina, timina. A=T; G=C.

RNA (Ácido Ribonucleico)

É uma cadeia polinucleotídica simples, ou seja, formada pela união de nucleotídeos. Esses nucleotídeos de RNA possuem um grupo fosfato, uma ribose e uma destas quatro bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina e uracila.

Duplicação do DNA

O processo de duplicação ocorre no núcleo e tem a participação de enzimas e nucleotídeos. Durante a duplicação do DNA, os dois filamentos complementares que formam uma só molécula de DNA se separam por ação enzimática, rompendo as pontes de hidrogênio que mantêm unidas as bases complementares. A enzima DNA-polimerase usa cada filamento da molécula de DNA como molde para a montagem de um novo filamento.

A Transcrição

A formação do RNA a partir da molécula do DNA é chamada transcrição e é semelhante em muitos aspectos à replicação do DNA. O processo de transcrição é catalisado pela enzima RNA-polimerase. As pontes de hidrogênio que unem os dois filamentos complementares de uma molécula de DNA são rompidas por ação enzimática, separando-se os dois filamentos de DNA. Um dos filamentos da molécula de DNA (fita ativa) serve de molde para a formação da molécula de RNA. A cada nucleotídeo da fita ativa do DNA liga-se um nucleotídeo para formação do RNA. Assim, a formação da molécula de RNA ocorre por meio da complementação das bases, como na replicação do DNA. Como os nucleotídeos de RNA não possuem timina, os nucleotídeos de adenina do DNA ligam-se aos nucleotídeos de uracila do RNA.

Exercícios

1. Observe este trecho de molécula de RNA, que ilustra as ligações entre seus nucleotídeos.
   • A) Defina o que é nucleotídeo: O nucleotídeo é a unidade estrutural dos ácidos nucleicos e é formado por uma base nitrogenada, uma pentose e um fosfato.
   • B) As bases nitrogenadas do RNA são: Adenina (A), guanina (G), citosina (C) e uracila (U).
2. Para desempenhar sua função como material hereditário, o DNA possui duas propriedades. Identifique-as e descreva resumidamente cada uma delas:
   • Duplicação ou replicação: duplicação semiconservativa do material genético (DNA), relacionada com a transmissão das características hereditárias.
   • Transcrição: síntese de RNA, relacionada com o controle das atividades celulares por meio da síntese de proteínas.
3. Em 25 de abril ....
   • A) Watson e Crick demonstraram que a estrutura do DNA se assemelha a uma escada retorcida. Explique a que correspondem os "corrimãos" e os "degraus" dessa escada: Os corrimãos correspondem às desoxirriboses e aos grupos fosfatos, enquanto os "degraus" correspondem aos pares de bases nitrogenadas.
   • B) Que relação existe entre DNA, RNA e síntese proteica? O DNA serve de molde para a produção de RNA, através da transcrição. O RNA é responsável pela síntese de proteína por meio da tradução.
   • C) Como podemos diferenciar duas proteínas? A sequência, a quantidade e os tipos de aminoácidos podem diferenciar duas proteínas.
4. A substituição de uma única ... Errado, pois o código genético é degenerado, isto é, um mesmo aminoácido pode ser codificado por mais de uma trinca de nucleotídeos.
5. De que maneira o DNA determina a sequência... O DNA determina a sequência de aminoácidos das moléculas de proteínas, por meio do processo de síntese de RNA de diversos tipos: RNA mensageiro, RNA transportador e RNA ribossômico. Por meio da transcrição do DNA e de sua posterior tradução, estabelece-se a sequência de aminoácidos que constituirá a molécula proteica.
6. Considere três tipos de células...:
   • A) Os espermatozoides. Mitocôndria.
   • B) Os espermatozoides.
7. No processo de fabricação ...
   • A) Na superfície, as células realizam a respiração aeróbica; no interior da massa, na ausência de oxigênio, ocorre a fermentação alcoólica.
   • B) Produz CO2 que promove o crescimento da massa.
8. Considerando o modelo da estrutura molecular do DNA...
   1. FOSFATO
   2. LIGAÇÃO PENTOSE-FOSFATO
   3. RIBOSE
9. No DNA de um organismo, 18% das bases nitrogenadas... De acordo com a Regra de Chargaff, devemos ter C=18%; G=18%; A=32%; T=32%.
10. Os biólogos moleculares decifraram o código genético no começo ....
    • A) Existem 20 tipos diferentes de aminoácidos que podem formar as proteínas dos seres vivos. Se duas letras (2 bases nitrogenadas) fossem utilizadas para codificar um aminoácido, seria possível codificar menos aminoácidos do que os existentes. Com 3 bases correspondendo a um códon, é possível formar mais de 20 códons, sendo assim possível codificar 20 aminoácidos.
    • B) Um aminoácido pode ser codificado por mais de um códon (código genético degenerado). No entanto, um mesmo códon não pode codificar mais de um aminoácido (código genético não ambíguo).
11. Observe o esquema abaixo:
    • A) Transcrição, no núcleo.
    • B) Tradução, no citoplasma.
12. Que papéis desempenham o RNA mensageiro, o transportador ... O mensageiro é um único e longo filamento de RNA que se forma tendo um filamento de DNA como molde e é complementar a ele. O RNAm apresenta uma sequência de aminoácidos na síntese proteica. O RNAt também pode ser chamado de RNA de transferência ou solúvel. Sua função é colocar cada aminoácido em sua posição correta sobre a molécula de RNA mensageiro e estabelecer ligações peptídicas entre esses aminoácidos, durante a síntese de proteínas. O RNA ribossômico, encontrado em maior quantidade nas células, é um dos componentes estruturais dos ribossomos juntamente com proteínas.
13. Uma célula que apresenta grande ... O nucléolo é a região do núcleo rica em RNAr. O RNAr entra na formação do ribossomo, que é a organela onde ocorre a síntese de proteínas.

Conceitos Chave

Fermentação

É um processo de obtenção de energia que ocorre geralmente em organismos como bactérias e fungos em condições anaeróbias. A fermentação ocorre integralmente no hialoplasma da célula. Envolve etapas de degradação da molécula de glicose em reações químicas sem a participação do oxigênio. Ao todo, atuam nesse processo 11 enzimas que catalisam 11 reações químicas consecutivas.