O documento descreve a estrutura e atividade dos ácidos nucléicos DNA e RNA. Detalha a composição dos nucleotídeos que formam as cadeias de DNA e RNA, incluindo os açúcares, bases nitrogenadas e grupos fosfato. Também explica processos como a duplicação do DNA e a transcrição, que envolvem enzimas como DNA e RNA polimerases.

1. Estrutura e Atividade
dos Ácidos Nucléicos

2. Ácidos Nucléicos – O Código
da Vida
DNA e RNA

Cadeia de polinucleotídeos

3. Composição dos Nucleotídeos
1) Açúcar (pentose)
Ribose: -D-ribofuranose (RNA)
Desoxirribose: -D-2´-desoxirribofuranose (DNA)
2) Base nitrogenada: ligado ao carbono 1 do açúcar
Purinas: adenina, guanina
Pirimidina: citosina, timina, uracila
3) Grupo Fosfato: ligado ao carbono 5 do açúcar
Obs: Nucleosídeo = açúcar + base nitrogenada

4. Pentoses
5´ 5´
HOH2C O HOH2C O OH
OH
4´ 1´ 4´ 1´
H H H H H H H H
3´ 2´ 3´ 2´
OH H OH OH
Desoxirribose Ribose

5. Bases Nitrogenadas
H H
H H N N
H N N N
H
H N
Purinas N N
N N
H
O H H
Guanina Adenina
H H
N O O
H H3C H H H
Pirimidinas N N N
H O H O H O
N N N
H H H
Citosina Timina Uracila

6. Nucleotídeos
H
H N N
   H
N
O O O N
NH2 Adenina
-O P O P O P O CH O
2
O- O- O-
Fosfato H H H H
O H
H
Desoxirribose

7. Nucleotídeos
Adenina
O O O
-O P O P O P O CH O Base
2 nitrogenada
O O O
Fosfato H H H H
OH H
Desoxirribose

8. Nucleotídeos
Guanina
O O O
-O P O P O P O CH O Base
2 nitrogenada
O O O
Fosfato H H H H
OH H
Desoxirribose

9. Nucleotídeos
Timina
O O O
-O P O P O P O CH O Base
2 nitrogenada
O O O
Fosfato H H H H
OH H
Desoxirribose

10. Nucleotídeos
Citosina
O O O
-O P O P O P O CH O Base
2 nitrogenada
O O O
Fosfato H H H H
OH H
Desoxirribose

11. DNA
Ácido Desoxirribonucléico
É o material genético da
quase totalidade dos
seres vivos.

12. DNA
 É grande e complexo e
possui grande quantidade
de informações.
 Cada gene é um segmento
de DNA, que contém a
informação para fabricar
uma determinada proteína.
 Cada cromossomo é
composto por uma série de
genes.

13. DNA
 Cada gene transporta informação em sua banda de DNA.
 Por exemplo, um gene pode carregar informação para cor
dos olhos e um outro, para o tipo de cabelo.
 Esse armazenamento de informação no gene é denominado
informação genética.
Centrômero
Telômero

14. DNA
 Pode se duplicar,
gerando cópias perfeitas
de si mesmo.
 Comanda a síntese de
proteínas, controla o
metabolismo e a
arquitetura da célula.

15. DNA
 Uma das funções do DNA Molécula de
dos cromossomos é servir DNA parental
de molde para sua própria
duplicação na fase S do
ciclo celular, sendo as
cópias distribuídas para as
células-filhas. Fita filha
 Outra função do DNA é a
passagem da informação
nele contida para as
moléculas dos três tipos Molécula de
de RNA: RNA DNA filha (dupla
hélice)
transportador, RNA
mensageiro e RNA
ribossômico.

16. Duplicação ou Replicação do
DNA
 A duplicação é Origem da Origem da
replicação replicação
semiconservadora.
 Origina-se em sítios
específicos.
 Ocorre em ambas as Origem da
direções. replicação
Fita parental
 Enzimas auxiliam o Fita filha
processo.
 Graças à abertura da
cadeia dupla inicial e
à posição dos
nucleotídeos
correspondentes em
cada semicadeia,
formam-se duas
cadeias, cópias Duas moléculas de DNA
exatas da inicial.
Cadeias originais do DNA em azul; cadeias novas
em laranja.

17. DNA
 O DNA é geralmente fita
dupla.
 No DNA o número de
Timinas (T) é igual ao
número de Adeninas (A)
e o número de Guanina
(G) é igual ao de Citosina
(C).

18. DNA
 O modelo de Watson e
Crick (1953) mostra o
DNA como uma fita
retorcida (Dupla Hélice).
 As ligações na mesma
fita são do tipo
fosfodiéster.

19. DNA
 As interações entre as
fitas são do tipo ligações
(pontes) de hidrogênio
 Entre A e T são duas e
entre C e G são três.

20. Pareamento de Bases
A=T
GC
Bases são complementares.
Pontes de hidrogênio são formadas entre as bases:
A = T  2 pontes de hidrogênio
G  C  3 pontes de hidrogênio
G  C É MAIS ESTÁVEL

21. Pareamento dos Nucleotídeos
OH
H
CH2
N
N
O
H H
N
O
N
Pontes de hidrogênio
H
Guanina
N
N
H
N
H
O H O
H
H2C N
Citosina
OH

22. Pareamento dos Nucleotídeos
OH
H
N
N
O CH2
H
N
N
O
H
H3C H Adenina
N
H
N Pontes de hidrogênio
H 2C O H O
N
Timina
OH

23. 5´ Polimerização
O
O P O
O O O O
H2C O
H2C O
O P O P O P O
O O O
O
OH
OH
O P O
O
3´

24. OH
O
3´
O P O
5´ O O H2C
H2C O O
Pareamento O P O
das Fitas de O
O
O P O
DNA O O H2C
H2C O O
 Invertido e O P O
 Complementar
O
O
O P O
O H2C
O
5´
H2C O O
O P
3´ OH
O

25. Como o DNA controla a Célula?
DNA
 O DNA controla a célula
pela transferência de 1 Síntese de
informação codificada RNAm no
núcleo RNAm
para o RNA.
 A informação no RNA é NÚCLEO
usada para a síntese de
proteínas. Citoplasma
2 Movimento do RNAm
RNAm para o
citoplasma via Ribossomo
poro nuclear
3 Síntese de
proteína
no citoplasma.
Proteína
Figure 4.10

26. RNA
Ácido Ribonucléico
 O RNA é geralmente fita
simples.
 É menor que o DNA.
 É relacionado com a
síntese protéica.
 Material genético de
alguns vírus.

27. Principais Tipos de RNA
RNA mensageiro (RNAm)
 O número de nucleotídeos é
diretamente proporcional ao
tamanho da proteína que
codifica.
 Carrega as informações do
núcleo até o citoplasma.

28. Principais Tipos de RNA
RNA ribossômico (RNAr)
 É a maior molécula de RNA.
 É o mais abundante (80% do RNA celular).
 Constitui os ribossomos junto com as protéinas.

29. Ribossomos
Composto por RNAr + Proteínas
Formado por 2 subunidades
unidas por íons de Mg++
Pode ser encontrado:
 Livre no hialoplasma (inativo)
 Preso ao RNAm:  Preso ao
Síntese de proteínas Ergastoplasma:
para consumo interno Síntese de proteínas
para a exportação

30. Principais Tipos de RNA
3
Amino acid A
RNA transportador (RNAt) attachment site
C
C
A 5
 Menor molécula de RNA. C G
G C
C G
 Liga-se a um aminoácido para U G
U A
A U
conduzi-lo até o local onde está *
U C
C A C AG
A U
UA A G *
C U C
ocorrendo a síntese protéica. G
C G U G U * C
*
G A G G
*
* * U C A G G
 Existe no mínimo um RNAt para * G AG C
*
Hydrogen
(a) G C
cada tipo de aminoácido. U A bonds
* G
A
A* C
* U
A G
A
Anticodon

31. Principais Tipos de RNA
RNAm
5’ 3’
Aminoácid
RNAt o
3´
5´
RNAr
Anticódon

32. Diferenças entre RNA e DNA
RNA DNA
Açúcar Ribose Desoxirribose
Guanina (G) Guanina (G)
Citosina (C) Citosina (C)
Bases Adenina (A) Adenina (A)
nitrogenadas Uracila (U) Timina (T)
Geralmente
Número de fitas Dupla
simples
Termoestável? Não Sim

33. Atividade dos Ácidos Nucléicos

34. Duplicação ou Replicação
 Objetivo: Gerar cópias (Mitose ou meiose).
 É um processo Semiconservativo.
 Enzimas envolvidas:
 Helicase – Rompimento das pontes de Hidrogênio, ou
seja, separação dos filamentos da dupla hélice que vai ser
copiada).
 DNA polimerase – Encaixe de novos nucleotídeos
obedecendo a correspondência: A e T, C e G.
 Topoisomerase – Desdobramento das voltas da hélice
dupla (consome energia = ATP).
 Proteínas envolvidas:
 Proteínas SSP (Single Strand Proteins) – impedem que as
pontes de Hidrogênio entre as bases se refaçam depois de
desfeitas pela helicase.

35. Duplicação ou Replicação
 Os quatro desorribonucleotídeos trifosfato necessários a
síntese de DNA são dATP, dCTP, dTTP, dGTP, contendo as
bases adenina, citosina, timina e guanina.
 A DNA-polimerase não consegue iniciar a síntese de DNA
sem o auxílio de um iniciador ou primer de RNA, porque ela
só é capaz de adicionar nucleotídeos a um polinucleotídeo
preexistente.

36. Duplicação ou Replicação
 Os dois filamentos da hélice
dupla são antiparalelos, isto é, Leading
um deles tem direção 5’-3’ e o
outro a direção 3’-5’.
 A replicação do DNA é
extremamente precisa, Lagging
estimando-se que é cometido
apenas um erro na replicação
de 109 bases.
 Leading: filamento que é
sintetizado inteiro.
 Lagging: filamento que é feito
em pedaços que depois são
soldados (cada pedaço começa
por 5’ e termina em 3’).

37. Duplicação ou Replicação
 A replicação inicia-se, Forquilha de
Replicação
simultaneamente em vários
pontos do cromossomo.
 Uma vez iniciada a replicação
em locais predeterminados
situados ao longo dos
cromossomos, os locais de
iniciação, ele se propaga para
os dois lados (replicação
bidirecional), até encontrar a
replicação do segmento vizinho.
 Cada segmento de DNA capaz
de iniciar a replicação chama-se
réplicon.

38. Transcrição
 Objetivo: Gerar o RNA.
 Ocorre no núcleo.
 Enzima envolvida:
 RNA polimerase.
 Forma as moléculas de RNA tendo como molde uma
das fitas do DNA.

39. Transcrição

40. Transcrição
 A transcrição é feita por RNA-polimerases dependentes de
DNA, que apresentam características comuns a todas elas:
1. Só realizam a polimerização de ribonucleotídeos, para formar
RNA, na presença de um modelo ou “template” de DNA, que
pode ser um filamento simples de DNA ou uma dupla hélice.
2. São necessários os quatro trifosfatos de ribonucleosídeos
precursores do RNA, ou seja, ATP, CTP, GTP e UTP.
3. As RNA-polimerases requerem os cátions Mn 2+ ou Mg2+ para
exercerem atividade enzimática.
4. A transcrição tem lugar apenas num filamento de DNA de
determinado local da dupla hélice, tratando-se assim de uma
transcrição assimétrica.
5. As RNA-polimerases não dependem de um iniciador ou primer,
ao contrário do que acontece com as DNA-polimerases.

41. Transcrição
Nucleotídeos do
RNA RNA
polimerase
RNA
recém
formado “Template”
Direção da da fita de DNA
transcrição

42. Transcrição
 Nas células eucariontes, o RNA é transcrito como
moléculas maiores que são reduzidas de tamanho por
um processo intranuclear de acabamento.
 Nesse processo está incluído o splicing, que consiste
na remoção e digestão de segmentos chamados íntrons
e junção dos segmentos funcionais, os éxons, que vão
constituir a molécula final de RNAm.
 O splicing, processo de acabamento do RNA, é muito
complexo e preciso, porque a molécula de RNA
inicialmente transcrita deve ser cortada em locais exatos,
e as partes funcionais ou éxons devem ser emendadas
também de maneira exata.

43. Transcrição - Processamento do RNAm
DNA
RNA
transcrito
Transcrição
Íntrons
removidos
Éxons
RNAm unidos
Núcleo
Citoplasma

44. Transcrição
Durante a transcrição
– O gene determina a seqüência de bases ao longo da molécula
de RNAm.
Molécula Gene 2
de
DNA
Gene 1
Gene 3
Fita de 3 5
DNA (template) A C C A A A C C G A G T
TRANSCRIÇÃO
U G G U U U G G C U C A
RNAm 5 3
Codon
TRADUÇÃO
Proteína Trp Phe Gly Ser
Aminoácido

45. Tradução
 Síntese Protéica DNA
 Ocorre no citoplasma
 Personagens Transcrição
– RNAm Núcleo
RNA
– Ribossomos
– Aminoácidos
– RNAt
– Enzimas e ATP
 Códon Tradução Citoplasma
 Anticódon
Proteína
 Código genético
universal

46. Códon e Anticódon
TRANSCRIÇÃO DNA
RNAm
Ribossomo
TRADUÇÃO
Polipeptídeo
Aminoácidos
Polipeptídeo
RNAt com aminoácidos
aderidos
Ribossomo
Gly
RNAt
Anticódon
A A A
U G G U U U G G C
5 Códons 3
RNAm

47. O Código Genético
Um códon no RNAm
– Serve tanto para a tradução em um aminoácido ou serve como um sinal
para o término da tradução (códon de terminação).
Segunda base do RNAm
U C A G
UUU UCU UAU UGU U
Primeira base no RNAm (extremidade 5)
Tyr Cys
Terceira base no RNAm (extemidade 3)
Phe UAC
U UUC UCC UGC
Ser UAATerminação UGATerminação
C
UUA UCA A
Leu UAGTerminação UGG Trp G
UUG UCG
CUU CCU CAU CGU U
His
CUC CCC CAC CGC C
C Leu CCA Pro Arg
CUA CAA CGA A
Gln
CUG CCG CAG CGG G
AUU ACU AAU AGU U
Asn Ser C
AUC lle ACC AAC AGC
A Thr
AUA ACA AAA AGA A
Met Lys Arg G
AUG Iniciação ACG AAG AGG
GUU GCU GAU GGU U
GUC GCC GAC Asp GGC C
G Val Ala Gly
GUA GCA GAA GGA A
Glu
GUG GCG GAG GGG G

48. O Código Genético
 A tabela anterior mostra os códons para os 20 aminoácidos,verificando-se
que 61 codificam aminoácidos e três servem para determinar que a
molécula protéica deve ser terminada.
 São os códons de terminação UAA, UAG e UGA.
 O códon AUG, conhecido como códon de iniciação, é a parte do sinal
para início da cadeia polipeptídica. Isso quando ele está localizado na
extremidade do RNAm; qaundo está situado em outra posição na molécula
do RNAm, codifica o aminoácido metionina.
 O exame da tabela anterior mostra que, com exceção dos códons para
metionina e triptófano, todos os outros aminoácidos têm mais de um códon.
 Por outro lado, o código genético é universal, sendo o mesmo para todos
os organismos procariontes e eucariontes.

49. Tradução
Primeira etapa é a ativação dos aminoácidos por ATP, com a formação de
aminoacil-adenilatos, seguida pela combinação do grupo carboxila do
aminoácido com o respectivo RNAt.
Aminoácido Aminoacil- sintetase RNAt
(enzima)
Tanto a formação dos
1 Ativa os sítios de ligação do
aminoacil-adenilatos P P P Adenosina
aminoácido e ATP.
ATP
como a ligação destes
2 ATP perde dois grupos P
com os RNAt são e junta-se ao aminoácido como AMP.
catalisadas pela mesma Pirofosfato P
P Adenosina
Pi
enzima chamada Pi
Pi
aminoacil-sintetase Fosfatos
RNAt Cada aminoácido é
RNAt 3 Ligação
covalente ativado por uma sintetase
do RNAt com
o aminoácido, P Adenosina
que tem especificidade
liberando AMP. AMP dupla: para o aminoácido
4 O aminoácido ativado
é liberado pela enzima
e para os respectivos
RNAt.
Aminoacilação
do RNAt

50. Tradução
Cadeia polipeptídica em crescimento
Aminoácido
RNAt
RNAm 3
Códons
5
Depois da aminoacilação do RNAt, os eventos da síntese protéica passam a ter lugar nos
ribossomos. Os ribossomos oferecem locais onde os outros componentes da síntese protéica
(RNAm, aminoacil-RNAt, cadeia polipeptídica em formação, fatores protéicos solúveis,
moléculas de GTP) se colocam em posição que torna possível ao código genético contido no
RNAm ser traduzido corretamente. Cada ribossomo recebe duas moléculas de RNAt
simultaneamente. Os eventos que ocorrem nos ribossomos envolvem proteínas do citossol que
participam das diferentes etapas da síntese protéica.

51. Tradução
O início da tradução
― A síntese protéica se continua com a ligação do aminoacil-adenilato mais o RNAt
iniciador à subunidade menor do ribossomo. Nas bactérias, mais bem estudadas do
que as células eucariontes, o iniciador é sempre a N-formilmetionil RNAt (fMet RNAt).
Em seguida, o RNAm junta-se ao complexo formado pela subunidade menor + fMet
RNAt + GTP, de modo que o códon de iniciação, AUG, interage com o anticódon da
fMet RNAt, formando assim o complexo de iniciação. Em seguida, a subunidade
maior (50 S) do ribossomo junta-se ao complexo, formando o ribossomo completo com
70 S (célula procarionte). É interessante notar que a fMet liga-se à subunidade
ribossômica menor sem interferência do RNAm, que é adicionado posteriormente. Nas
células eucariontes, o iniciador é a metionina não-formilada ligada ao seu RNAt.
Subunidade
maior do
Sítio P ribossomo
3 U A C 5
5 A U G 3
RNAt
iniciador GTP GDP
E A
RNAm
5 3 5 3
Códon de iniciação
Sítio de ligação ao RNAm Subunidade Complexo de iniciação
menor do
ribossomo
1 2

52. Tradução
O alongamento da TRANSCRIÇÃO DNA
RNAm
Polipeptídeo
cadeia polipeptídica
Ribossomo
TRADUÇÃO
Polipeptídeo
– Como os ribossomos Ribossomo pronto para
mRNA 3
P A
têm dois locais para a receber o próximo
5
Aminoacil-RNAt 2 GTP
entrada dos aminoacil- 2 GDP
RNAt, ocorre uma
ligação peptídica entre
os dois aminoácidos
próximos e, P A P A
imediatamente, o
GDP
deslocamento de um GTP
deles para fora do
ribossomo. Assim, fica
um local vago no – Sempre que sai um
P A
ribossomo para entrada aminoácido, já inserido
de novo aminoacil- na nova cadeia
RNAt, conforme códon polipeptídica, há
do RNAm. transferência do que ficou
no ribossomo para o sítio
de saída (sítio P), ficando
vazio o sítio de entrada
(sítio A).

53. Tradução
O término da tradução
– O alongamento da cadeia polipeptídica se continua até o ribossomo encontrar
no RNAm, um código ou um trio de terminação, o que determina a liberação do
último aminoácido e a separação das duas subunidades ribossômicas, que
podem ser usadas novamente para produzir outras novas cadeias
polipeptídicas.
Polipeptídeo
livre
5
3 3
3
5 5
Códon de terminação
(UAG, UAA, or UGA)

54. Tradução
O polirribossomo se forma porque vários ribossomos
traduzem simultaneamente a mesma molécula de RNAm.
Polipeptídeo
Polipeptídeos em completo
crescimento
Subunidades
ribossômicas
separadas
Extremidade Extremidade
5 do RNAm 3 do RNAm
(a) Um molécula de RNAm é geralmente traduzida simultaneamente por alguns
ribossomos em conjunto, formando polirribossomos.
Ribossomos
RNAm
0.1 µm
(b) Eletrofotomicrografia de transmissão mostrando um grande polirribossomo em
célula procarionte.

55. Resumo da Tradução
Ribossomo Ribossomo
Proteína:
Início da síntese
início da síntese
de proteína
RNAm
Polissomos ou polirribossomos
Ribossomo
libera-se do RNAm Proteína
formada
Término da síntese
FIM