ÁCIDOS NUCLEICOS E NUCLEOTÍDEOS

João Pessoa – PB

2002

1. Considerações Iniciais

Os organismos vivos contêm um conjunto de instruções que especificam cada etapa necessária para o organismo construir uma réplica de si mesmo. A informação necessária reside no material genético,ou genoma, de um organismo. O genoma é composto de ácido desoxirribonucléico (DNA) nos organismos vivos; entretanto, alguns genomas virais são compostos de RNA.

Nos sistemas biológicos, a informação que especifica a estrutura primária de uma proteína está codificada no DNA. Esta informação é enzimaticamente copiada durante a síntese do ácido ribonucléico (RNA), um processo conhecido como transcrição. Parte da informação contida nas moléculas transcritas de RNA é traduzida na síntese de uma cadeia polipeptídica, que é subseqüentemente dobrada e arrumada para formar moléculas de proteínas. Assim, podemos generalizar que a informação biológica armazenada no DNA da célula flui do DNA para o RNA para a proteína.

A descoberta da substância que provou ser o DNA foi feita em 1869 por Friedrich Miescher, um jovem médico suíço que trabalhava no laboratório do físico-químico alemão Felix Hoppe-Seyler. Miescher tratou os leucócitos (que vinham do pus de curativos descartados) com ácido clorídrico para obter núcleos para estudo. Quando os núcleos foram subseqüentemente tratados com ácido, formou-se um precipitado que continha carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e uma alta porcentagem de fósforo. Devido à sua ocorrência no núcleo, Miescher chamava o precipitado de "nucleína". Mais tarde, quando se descobriu que ela era fortemente ácida, seu nome foi mudado para ácido nucléico. Logo após a descoberta do DNA por Miescher, Hoppe-Seyler isolou uma substância semelhante das células de leveduras. Esta substância é hoje conhecida como RNA.

Os ácidos nucleicos representam a quarta maior classe de biomoléculas. Como as proteínas e os glicans, eles são polímeros compostos de unidades monoméricas similares que são covalentemente unidas para produzir grandes macromoléculas.

2. Nucleotídeos

2.1. Estrutura dos nucleotídeos

Os nucleotídeos são compostos de uma base nitrogenada, um monossacarídeo pentose e um, dois ou três grupos fosfato. As bases nitrogenadas pertencem a duas famílias de compostos: as purinas e as pirimidinas.

2.1.1. Estrutura da purina e da pirimidina

O DNA e o RNA contêm as mesmas bases púricas: adenina (A) e guanina (G). Ambos contêm pirimidina citosina (C), mas diferem em sua segunda base pirimídica: o DNA contém timina (T) enquanto o RNA contém uracil (U); T e U diferem somente por um grupo metila presente em T mas ausente em U. [Bases incomuns são ocasionalmente encontradas em algumas espécies de DNA e de RNA, por exemplo, em alguns DNAs virais e no RNA de transferência. As modificações de bases incluem, por exemplo, metilação, hidroximetilação, glicosilação, acetilação ou alteração dos átomos no anel de pirimidina]. A presença de uma base incomum em uma seqüência de nucleotídeos pode auxiliar em seu reconhecimento por enzimas específicas ou protegê-lo de ser degradado pelas nucleases.

2.1.2. Nucleosídeos

A adição de um açúcar pentose a uma base produz um nucleosídeo. Os ribonucleosídeos de A, G, C T e U são denominados adenosina, guanosina, citidina, timidina e uridina, respectivamente. Se o açúcar é uma ribose, um ribonucleosídeo é produzido; se o açúcar é uma desoxirribose, um desoxirribonucleosídeo é produzido. Os átomos de carbono e nitrogênio nos anéis da base e do açúcar são numerados separadamente. Note que os átomos nos anéis das bases são enumerados de 1 a 6 nas pirimidinas e de 1 a 9 nas purinas, enquanto os carbonos na pentose são numerados de 1’ a 5’. Assim, quando você se referir ao carbono 5’ de um nucleosídeo (ou nucleotídeo), você está especificando um átomo de carbono na pentose,