Composição Química dos Seres Vivos II

Ácidos Nucleicos
 Os ácidos nucleicos são as maiores moléculas encontradas nos seres vivos. São responsáveis pelo controle dos processos vitais e constituem o código genético, ou seja, o conjunto de informações que determinam as características dos seres vivos.
 Os ácidos nucleicos são macromoléculas formadas por unidades denominadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por um grupo fosfato, ligado a uma pentose e esta, por sua vez, está ligada a uma base nitrogenada.

Fórmula geral de um nucleotídeo.

 Um nucleotídeo se une a outro, através de uma ligação estabelecida entre a pentose de um nucleotídeo e o fosfato do nucleotídeo vizinho formando o que chamamos de polinucleotídeo, ou cadeia de nucleotídeos.

 Existem dois tipos de ácidos nucleicos:

• DNA: ácido desoxirribonucleico 
• RNA: ácido ribonucleico

Diferenças entre DNA e RNA.

 As bases nitrogenadas podem ser classificadas em dois grupos:

• Púricas: Adenina e Guanina são maiores e constituídas por um anel duplo de carbono e nitrogênio.

• Pirimídicas: Citosina, Timina e Uracila são menores e apresentam um anel simples.

 Ácido desoxirribonucleico (DNA): os nucleotídeos de um mesmo filamento estão ligados entre si, através de uma ligação que ocorre entre a pentose de um nucleotídeo e o fosfato do nucleotídeo seguinte. Os dois filamentos da molécula de DNA, permanecem ligados, por pontes de hidrogênio, entre bases nitrogenadas correspondentes.

 Observe que a base Timina (T) liga-se sempre à base Adenina (A) e a base Guanina (G) liga-se sempre à Citosina (C). Isso significa que em uma molécula de DNA, a quantidade de nucleotídeos com adenina é sempre igual ao número de nucleotídeo com timina e o número de nucleotídeos com citosina é igual ao nucleotídeo com guanina. Podemos então estabelecer algumas relações:

 O DNA tem uma importante e peculiar característica, que é a capacidade de autoduplicação, ou seja, produzir cópias de si mesmo. Esta capacidade é fundamental para o mecanismo de reprodução dos seres vivos, pois possibilita que uma célula, ao se dividir, produza dua células filhas idênticas a ela, e portanto, com as mesmas capacidades e características. No mecanismo de autoduplicação do DNA, ocorre a seguinte sequência de fenômenos:

• Separação dos dois filamentos de nucleotídeos, que formam a molécula de DNA, devido ao rompimento das pontes de hidrogênio, que ligam as bases nitrogenadas. 
• Ligação de nucleotídeos livres do citoplasma, aos nucleotídeos separados dos dois filamentos. A ligação se dá através de bases correspondentes: 

A→T

T→A

C→G

G→C

• Formação das duas cadeias complementares e consequentemente da molécula de DNA. A duplicação da molécula de DNA é semiconservativa, ou seja, em cada molécula que foi formada, um filamento é originário da molécula mãe e o outro é novo. 

 O processo de duplicação do DNA tem a participação de várias enzimas. Algumas rompem as pontes de hidrogênio que unem as bases dos dois filamentos, outras desmancham a dupla-hélice. A DNA polimerase promove a ligação, entre as bases correspondentes dos filamentos separados, formando as duas moléculas-filhas.

 Ácido ribonucleico (RNA): diferentemente do DNA, a molécula de RNA é constituída por apenas um filamento de nucleotídeos. Estes nucleotídeos apresentam a ribose como pentose e como bases, a Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G) e a Uracila (U). Note que a uracila é exclusiva do RNA, e que a timina não aparece em sua constituição.
 Uma molécula de RNA é sintetizada diretamente a partir de uma molécula de DNA, quando ocorre a seguinte sequência de fenômeno:

• Separação total ou parcial dos dois filamentos que formam a molécula de DNA. 
• Emparelhamento de nucleotídeos de RNA, em relação a um dos filamentos de DNA. Estes nucleotídeos vão se ligando uns aos outros, sob o comando da enzima RNA polimerase. Este processo de emparelhamento obedece as seguintes relações:

Emparelhamento de bases do RNA ao DNA.

• A molécula de RNA se desprende da molécula de DNA. 
• O filamento de nucleotídeos que serviu de molde para a síntese de RNA é denominado fita ativa. 
• Repareamento das duas fitas de DNA que se separaram no início do processo, reconstituindo a molécula de DNA.

Síntese de proteína
 Um gene, como sendo à porção de DNA capaz de codificar a síntese de uma proteína. De acordo com a sequência de bases nitrogenadas dos nucleotídeos que o constituem, o gene vai determinar a sequência de aminoácidos da molécula de proteína a ser sintetizada. E o que chamamos de código genético.
 Na verdade, a síntese de proteínas não é feita diretamente pelo DNA, ocorrendo a participação intermediária do RNA. O processo todo ocorre em duas fases: a Transcrição e a Tradução.

• Transcrição: transferência de informações do DNA para o RNA. 
• Tradução: orientação dos tipos e sequência dos aminoácidos da proteína.

 O código genético: não podemos nos esquecer que todas as proteínas são formadas por apenas 20 aminoácidos, sendo portanto, a sequência de ligação entre eles, fundamental para diferenciar as proteínas. Além disso, as moléculas de DNA das várias especies de seres vivos, diferenciam-se apenas na sequência de bases nitrogenadas de seus nucleotídeos.
 A sequência de bases do DNA determina a sequência de aminoácidos da proteína. Cada trinca, isto é, cada sequência de três bases nitrogenadas do DNA, codifica a posição de um determinado aminoácido na proteína. Como são 4 bases diferentes, combinadas 3 a 3, são 64 trincas possíveis. Isto quer dizer que o código genético é degenerado, ou seja, um mesmo aminoácido pode ser codificado por mais de uma trina. Após a transcrição, cada trinca de bases da fita ativa de DNA vai ter uma trinca correspondente no RNAm a qual denominamos códon.

 Tipos de RNA: na síntese proteica verificamos a participação de 3 tipos diferentes de RNA:

• RNA mensageiro (RNAm): É produzido no processo de transcrição que ocorre no núcleo da célula. Depois migra para o citoplasma, onde participa, nos ribossomos, da síntese de proteínas. 
• RNA transportador ou de transferência (RNAt): Produzido a partir do DNA, no núcleo da célula, migra para o citoplasma, onde vai capturar aminoácidos que estão dispersos pelo citoplasma, transportando-os para os ribossomos. O RNAt apresenta uma região especifica para o aminoácido. Como são 20 aminoácidos diferentes, devem existir pelo menos 20 tipos de RNAt. A especificidade do RNAt se deve a uma trinca de bases, que se acopla aos códons do RNAm, sendo por isso, chamada anticódon. 
• RNA ribossômico (RNAr): É o RNA de cadeia mais longa. Faz parte da constituição dos ribossomos. Os ribossomos permitem que o RNAr, se acople ao RNAm, que codifica a proteína.

 Formação de um polipeptídeo: a síntese de proteínas se inicia com a transição, ou seja, a produção de RNAm, a partir de uma das cadeias de nucleotídeos do DNA, que ocorre no núcleo. O RNAm produzido, migra para o citoplasma, onde, nos ribossomos acontece a tradução produzindo a proteína.
 Os ribossomos, percorrem a molécula de RNAm, permitindo o acoplamento dos RNAt aos códons do RNAm. Os ribossomos prendem-se as extremidades do RNAm, abrangendo dois códons. Ao primeiro códon, liga-se o anticódon correspondente de um RNAt. O mesmo ocorre com o segundo códon e entre os dois aminoácidos transportados se estabelece uma ligação peptídica. O primeiro RNAt desliga-se do RNAm e do aminoácido que transportava e vai para o citoplasma ligar-se a outro aminoácido igual ao anterior. Neste momento o ribossomo se desloca para o terceiro códon e um terceiro RNAt se liga ao RNAm. O segundo RNAt se desprende e o ribossomo se desloca para o quarto códon. E assim o ribossomo vai deslizando pelo RNAm, fazendo a leitura de código e no final do processo a molécula de proteína estará formada.

 Enquanto um ribossomo desliza sobre um RNAm, outro pode também iniciar a síntese de proteína no mesmo RNAm. Vários ribossomos podem se encaixar sucessivamente, estabelecendo uma ''linha de montagem'' de proteínas. Ao conjunto formado por um RNAm unido a vários ribossomos denominamos polirribossomo ou polissomo.

Mutações gênicas
 Chamamos de mutação gênica qualquer alteração ocorrida no código genético, seja ela natural, ou induzida por agentes externos, como a radiação ou substâncias químicas. Existem diferentes tipos de mutação.

Tipos de mutação.

Mutação por substituição de base.

Mutação por perda de bases.

 Sistema reparador de erros gênicos: as células possuem um eficiente sistema de correção de erros que ocorre na duplicação do DNA. Este sistema de reparos conta com um sequência de enzimas:

• Enzimas que reconhecem o DNA alterado, cortam e eliminam o pedaço defeituoso. 
• A DNA polimerase, que elabora um novo segmento, idêntico ao original, sem erro. 
• Enzimas que ligam o novo segmento à molécula de DNA. 

 As células sintetizam diversas substancias que lhe são essenciais, passo a passo, através de uma sequência de reações que são catalisadas por enzimas. Estas sequências são denominadas vias bioquímicas ou vias metabólica. Como exemplo podemos citar a via metabólica para a produção do aminoácido arginina, que é realizada pelo fungo Neurospora:

•  Para a manutenção da vida, as células devem realizar centenas de vias metabólicas envolvendo milhares de reações químicas diferentes, catalizadas por enzimas. Isto nos da uma ideia da importância dos genes no controle da química da vida.