Ácidos Nucleicos: DNA e RNA


Os Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucleicos são macromoléculas de enorme importância biológica. Todos os seres vivos possuem dois tipos de ácidos nucleicos, chamados de ácidos desoxirribonucleicos (DNA) e ácido ribonucléico (RNA). O DNA constitui um banco de informação genética que é copiada (transcrita) em moléculas de RNA mensageiro, cujas sequências de nucleotídeos contêm o código genético que estabelece a sequência de aminoácidos das proteínas. A síntese proteica é chamada de tradução do RNA. Esta série de fenômenos constitui o dogma central da biologia molecular.

Ácidos Nucleicos

Nas moléculas de DNA, acha-se depositada a informação genética da célula, e todas as células possuem virtualmente grupos idênticos de moléculas de DNA. A totalidade da informação genética depositada no DNA leva o nome de Genoma. Nas células ditas superiores, o DNA se encontra no núcleo constituindo os cromossomos.

Os ácidos nucleicos são formados por carboidratos (pentoses), bases nitrogenadas (púricas e pirimidinas) e ácido fosfórico. Uma molécula de ácido nucleico é um polímero linear cujos monômeros (nucleotídeos) se encontram unidos por ligação fosfodiéster. Nessas pontes os fosfates estão ligados ao carbono 3′ da pentose de um nucleico, bem como o carbono 5′ da pentose do nucleotídeo seguinte. Em consequência, o eixo do ácido nucleico está constituído por pentoses, fosfates, e bases nitrogenadas que se originaram das pentoses. A extremidade da molécula que contém pentose ligada no C 5′ livre, chama-se extremidade 5′, ao passo que aquela que possui a pentose ligada no C 3′ livre é denominada extremidade 3′.

O ácido fosfórico utiliza dois de seus três grupos ácidos para formar as ligações 3′, 5′-fosfodiéster. O grupo restante confere ao ácido nucleico suas propriedades ácidas, e permite a formação de ligações iônicas com proteínas básicas, denominadas de histonas. Esse complexo nucleoprotéico é chamado de cromatina.

O Ácido Desoxirribonucleico (DNA)

Em 1953, com base em dados obtidos por Wilkins e Franklin por meio de difração de raios X, Watson e Crick propuseram um modelo para a estrutura do DNA. A molécula de DNA é formada por duas cadeias helicoidais de ácidos nucleicos com giro à direita, as quais formam uma dupla hélice em torno de um mesmo_eixo central. As duas cadeias de DNA são antiparalelas, o que significa que suas ligações 3′, 5′-fosfodiéster seguem sentidos contrários.
As cadeias de DNA são unidas entre si por meio de pontes de hidrogênio que se estabelecem entre os pares de bases. Desde que entre as pentoses das cadeias opostas de DNA existe uma distância fixa, somente certos pares de bases podem ser inseridos dentro da estrutura. Os únicos pares possíveis são A-T, T-A, C-G e G-C. É importante observar que entre A e T se formam duas pontes de hidrogênio e entre C e G formam três pontes de hidrogênio. Como consequência C-G é mais estável que A-T. O DNA se mantém estabilizado graças às pontes de hidrogênio e as interações hidrofóbicas entre as bases de cada uma das cadeias de DNA.

Verificou-se que existem três tipos básicos de RNA produzidos na célula. A fabricação sempre está a cargo de molécula de DNA.
a)       RNAm  (RNA  mensageiro):   é   resultado  da transcrição do DNA, portanto leva a informação presente no DNA para a redução de uma proteína,
isto é, dita a sequência de aminoácidos que a proteína irá conter.
b)       RNAt (RNA transportador): tem o papel de transportar o aminoácidos até o local e síntese das proteínas (ribossomo). O RNAt encontra-se
dobrado sobre si mesmo formando uma estrutura que lembra um trevo e possui um domínio que é especifico para cada aminoácido, isto é, existem diferentes RNAt para transportar os diferentes aminoácidos.
c)       RNAr (RNA ribossômico): é parte estrutural do ribossomo,  que  é  constituído  também  por aproximadamente 50% de proteínas, e atua na síntese de proteínas.

Suponhamos, então, que no DNA de uma célula existem 30% de guanina. Como cada guanina liga-se somente a uma citosina, a existência de 30% de guanina implica a existência de 30% de citosina. Portanto, restam 40% para as outras bases (adenina e timina). Como o número de A e T é sempre igual, conclui-se que esse DNA contém 20% de adenina e 20% de timina.

A exemplo do DNA, o RNA é também um polímero de nucleotídeos. Mas, ao invés dos dois filamentos de nucleotídeos observados no DNA, o RNA é formado por apenas um. Além disso, como vimos, a pentose do RNA é a ribose, e as bases nitrogenadas são a adenina, a citosina, a guanina e a uracila. Portanto, na molécula de RNA não está presente a timina. Rosalind Franklin (1920 – 1958) era biofísica nascida em Londres, pioneira da biologia molecular, que, empregando a técnica da difração dos raios-X, concluiu que o DNA tinha forma helicoidal.