Ácidos Nucléicos

Ácidos Nucléicos

   Os ácidos nucléicos são as maiores moléculas encontradas no mundo vivo, responsáveis pelo controle dos processos básicos em todos os seres vivos, são  considerados as “moléculas mestras” da vida. Eles são formados por unidades ditas nucleotídeos.
Os  nucleotídeos são formados por:

• um grupo fosfato                                                
• uma pentose: açúcar com 5 carbonos → desoxirribose e ribose
• base nitrogenadas : púricas:      adenina (A) e guanina(G)
•                               pirimídicas: citosina (C), timina (T) e uracila (U)

As base púricas (purinas) são formadas por um duplo anel de carbono e nitrogênio e as pirimídicas (pirimidinas) por um anel simples.

DNA ou ADN: ácido desoxirribonucléico → Cadeia antiparalela

Em abril de 1953 Watson e Crick apresentaram  suas conclusões sobre a molécula de DNA na revista inglesa Nature. Eles receberam o prêmio Nobel de Medicina em 1962. Rosalind morreu em 1958, por isso não foi citada no prêmio, ele só é dado aos vivos. Ela examinou com DNA com uma técnica de difração de raio X.

A molécula de DNA é conhecida como modelo de dupla hélice.
Ela possui duas cadeias de polinucleotídeos (conjunto de nucleotídeos), ligados uma à outra pelas bases nitrogenadas. Elas estão torcidas formando uma hélice dupla e emparelhadas em sentido oposto : se em uma extremidade estiver um fosfato, na outra terá uma pentose. Por convenção a extremidade que tiver o fosfato será chamada de 5'(protuberância) e a que tiver o C-OH será  3' (depressão)(os números referem-se às posições das ligações químicas entre os nucleotídeos

As bases nitrogenadas do DNA são: A, T, C, G. O pareamento entre elas é :
C ≡ G        A = T            (=, ≡ são pontes de hidrogênio).
A sequência de bases de uma fita determina a sequência de bases da outra, de forma complementar, assim:
                                                               ATCGGA
                                          TAGCCT

PORTANTO, AS DUAS FITAS NÃO SÃO IGUAIS, ELAS SÃO COMPLEMENTARES.



Duplicação do DNA é Semiconservatia


1- DNA com suas fitas 
2 - rompimento das pontes de hidrogênio
3 -  as fitas azul-escuro servem de modelo para o pareamento de novas bases azul-claro
4 - nova molécula de DNA = semiconservativa: uma lado é do DNA mãe e o outro é o DNA filho.

Para que a duplicação ocorra é indispensável a presença de enzimas:
Helicases: separa as duas hélices;
DNA polimerase: permite a ligação do nucleotídeo novo ao molde de DNA

RNA OU ARN: ácido ribonucleico

O RNA é formado por um única fita de nucleotídeo. Nele a pentose é a ribose e as bases nitrogenadas são A, C, G e a uracila (U), NÃO há timina.
O RNA é fabricado no núcleo, a partir de um pedaço do DNA, e logo depois migra para o citoplasma.

Tipos de RNA

a) RNAr: ribossômico: molécula de grande peso molecular,participa da estrutura dos ribossomos
b) RNAm: mensageiro: ele é formado por um filamento  simples com várias sequências de três bases, ditas códon, essas bases determinam a sequência dos aminoácidos.
c) RNAt: transportador: é menor deles, sua função é de levar aminoácidos que estão dissolvidos no citoplasma (citosol) até os ribossomos, para que ocorra a síntese proteica. A sequencia de bases transportadas por ele chama-se anticódon. Uma de suas extremidades possui sempre a sequência ACC, esse é o local onde o aminoácido vai se unir ao RNAt.

Transcrição Gênica
Na síntese de RNA, apenas uma das fitas de DNA (apenas um trecho) é usada como molde, a outra fica inativa, ao terminar o processo, o DNA volta a ter a sua forma helicoidal.
Nesse processo também há a participação de enzimas, RNA polimerase. Essa enzima liga-se a um pedaço específico do DNA, dito promotor e começa a abri-lo.


O RNAm transcrito não está totalmente pronto, há trechos ditos não funcionais, os íntrons, que não codificam proteínas.
Por um processo dito splicing (emenda), os íntrons são cortados e retirados antes do RNA passar para o citoplasma, restando agora um RNA funcional, dito éxons.

Código Genético
O código genético é determinado pela correspondência  entre os códons e os aminoácidos.
As bases nitrogenadas A,C,G,U, agrupadas de três em três, formam 64 códons distintos.
61 códons: correspondem aos 20 aminoácidos
03 códons: UAA, UAG, UGA, corresponde ao final da informação genética.
AUG (UACanticódon): metionina é o iniciador da síntese proteica


O código genético é degenerado porque, para quase todos os aminoácidos, há mais de uma trinca codificante.

Síntese Proteica



A síntese de proteínas tem início com a associação entre um ribossomo, RNAm e RNAt. O RNAt transporta o anticódon UAC que é o primeiro aminoácido da futura proteína, depois vem todos os outros anticódons. Pelo esquema acima, seria AAA que ira parear com o códon UUU, o terceiro CCU --> GGA, e assim por diante.
A proteína que está sendo formada possui : met -- phe -- gly ...........
A síntese de proteínas termina quando  o ribossomo chega ao códon de parada (.UAA, UAG, UGA). O sitio A do ribossomo é ocupado por uma proteína dita fator de liberação, fazendo com que todos os participantes do processo se separem.

Meiose (MEIOSIS = DIMINUIÇÃO)

MEIOSE( R!)

A meiose é um processo de divisão celular que resulta em quatro células-filhas com a metade dos cromossomos da célula-mãe.
A meiose caracteriza-se pela ocorrência de apenas  uma duplicação cromossômica para cada 2 divisões nucleares ( lembre-se que n ea mitose ocorre apenas 1 divisão nuclear). Daí a meiose ser considerada  um processo reducional ( R!) de divisão celular, ao contrário da mitose que é equitativa (E!). A meiose é dividida em 2 partes :
a)        MEIOSE I : É reducional, isto é, os núcleos resultantes apresentam a metade do número de cromossomos do núcleo original.
b)        MEIOSE II :  é equitativa, ou seja, o número de cromossomos dos núcleos resultantes é o mesmo dos núcleos que iniciaram o processo.

MEIOSE I
a) Prófase I: 
É longa e complexa e possui  5 fases: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.
Leptóteno: (leptos = fino ou estreito; tenio = fita), visualização dos cromômeros
Os cromossomos nessa fase começam a se condensar, essa condensação se dá em pontos específicos ditos cromômeros. Apesar de estarem duplicados, aparecem ainda como um filamento simples. Eles tornam-se vivíveis ao microscópio óptico.

 

Zigóteno: (zygon = ligação), emparelhamento cromossômico

Nessa fase ocorre a aproximação dos cromossomos homólogos, esse pareamento é conhecido como sinapse cromossômica (synapsis = unir).  Na mitose isso não ocorre.

 

Paquíteno: (pachys = espeso, grosso) formação dos bivalentes

Os cromossomos continuam a se condensar e j´estão totalmente pareados. As cromátides se tonam visíveis, formando a tétrade, ou bivalentes.

  

Nessa fase ocorre um processo importantíssimo, o crossing-over ou permuta. Esse processo aumenta a variabilidade genética das células, reunindo em um mesmo cromossomo características paternas e maternas. Ocorrem trocas de pedaços entre as cromátides de um mesmo par de homólogos. Os cromossomos que sofreram a prmutação são ditos RECOMBINANTES.

Diplóteno: (diploos = duplo) Visualização dos quiasmas

As cromátides unidas formam um "X" que recebe o nome de quiasma (chiasma = cruzado)

Os cromossomos homólogos iniciam a separação.

Diacinese: (dia= através) Terminalização dos quiasmas.

Os cromossomo homólogos terminam sua separação, e estão unidos apenas pelo quiasmas, que começam a deslizar para a extremidade dos bivalentes.

Nessa etapa os cromossomos estão altamente condensados, a carioteca e o nucléolo começam a se degenerar, o fuso acromático começa a se formar e os pares de homólogos se dispersam pelo citoplasma,marcando o fim da prófase I.

b) Metáfase I

Os cromossomos homólogos prendem-se pelo centrômero ao fuso acromático, e estão localizados na região equatorial da célula. A diferença da mitose, é que na metáfase I a placa equatorial é formada pelas tétrades, que permanecem unidas pelos quiasmas. 

c) Anáfase I

Essa etapa caracteriza-se pelo afastamento dos cromossomos homólogos, as cromátides unidas pelo centrômero são puxadas para um dos polos da célula  pelo encurtamento das fibras do fuso acromático. Os quiasmas desaparecem.

d) Telófase I

Os cromossomos já separados em dois lotes, um em cada polo da célula, começam a se descondensar, o fuso acromático é desfeito, a carioteca e o nucléolo reaparecem.

Ocorre a citocinese I, formando duas células-filhas com a metade dos cromossomos iniciais.

A = G1;  B = G2,  C = PRÓFASE I LEPTÓTENO, D = ZIGÓTENO, E = PAQUÍTENO, F= DIPLÓTENO, G = DIACINESE, H = METÁFASE I,  I = ANÁFASE I, J = TELÓFASE I,

 L = PRÓFASE II, M= METÁFASE II, N = ANÁFASE II, O = TELÓFASE II 

MEIOSE II

Os fenômenos que aqui ocorrem são iguais aos descritos para a Mitose.

Antes que a meiose II se inicie pode ocorrer uma interfase curta, sem síntese de material genético.

Prófase II : Nessa fase forma-se o fuso mitótico. A carioteca e o nucléolo desaparecem

Metáfase II : os cromossomos acham-se dispostos na placa equatorial. No final dessa fase o centrômero duplica-se e as cromátides irmãs se separam, constituindo cromossomos-filhos.

Anáfase II : Os cromossomos filhos migram para os polos opostos devido ao encurtamento das fibras do fuso

Telófase II : Os cromossomos desespiralizam-se; a carioteca e o nucléolo reorganizam-se. Em seguida ocorre nova citocinese, acarretando a formação de 4 células haploides (n), a partir da célula-mãe diploide (2n) que iniciou o mecanismo meiótico.

Divisão Celular

MITOSE (mitos = fio)

Importância da mitose

Regeneração: recupera partes perdidas;

Reprodução assexuada

Crescimento 

1º) Ciclo Celular: a célula possui um ciclo de vida que compreende sua origem, crescimento, desenvolvimento e  reprodução.
O ciclo celular é dividido em duas etapas: interfase --> período entre duas divisões celulares consecutivas e a divisão celular --> mitose: divisão do núcleo; citocinese: divisão do citoplasma.

2º) Interfase ( inter = posição intermediária)
Na interfase o material genético está na forma de filamentos de cromatina, o núcleo está com a carioteca, ocorre uma intensa atividade metabólica, a célula cresce e o DNA os cromossomos se duplicam.
Fases
G1: (gap: intervalo): ocorre síntese de proteínas e RNA.
S: (sintese): ocorre a duplicação do DNA, síntese de histonas, duplicação dos centríolos. Ao final desta fase cada cromossomo está com duas cromátides irmãs unidas pelo centrômero.
G2 :síntese das substâncias necessárias para a formação dos microtúbulos.
G0: repouso, a célula não se divide

3º) Mitose E! (equacional)
É um processo de divisão celular que conserva o número de cromossomos nas células-filhas.

FASES
1º) PRÓFASE (PRO = PRIMEIRA)
a) migração dos centríolos (já duplicados no período S) migam para os polos da célula;

b) degeneração do nucléolo e da carioteca;

c) cromossomos (já duplicados) ficam mais condensados, cromátides visíveis, no final da prófase os cromossomos estão presos às fibras do fuso.

• 

2º) METÁFASE (META = MEIO)
a) centríolos já estão nos polos da célula;
b) cromossomos totalmente condensados e visíveis, localizados no meio da célula -> região equatorial, formando a placa equatorial ou metafásica;
c) cada cromátide está presa às fibras do fuso pelo cinetócoro (estrutura proteica localizada no centrômero)

                                                      

3º) ANÁFASE (ana = movimento, separação)
a)separação das cromátides: são puxadas para os polos opostos pelo encurtamento dos microtúbulos do fuso;

4º) TELÓFASE (telos = fim)
a) cromossomos estão nos polos da célula
b) a carioteca e o nucléolo reaparecem;
c) descondensação dos cromossomos;
d) termina a cariocinese: divisão do núcleo
e) ocorre a citocinese centrípeta ( vai da periferia para o centro)

MITOSE NA CÉLULA VEGETAL


A mitose na célula vegetal é um pouco diferente da que ocorre na célula animal, vejamos as diferenças:

• não há centríolo;
• não há fibras do áster; MAS ocorre a formação das fibras do fuso;
• a citocinese é centrífuga: do centro para a periferia;

Como não há centríolos, a telófase vegetal é um pouco diferente da animal. Após o afastamento dos cromossomos, vesículas originadas do complexo golgiense fundem-se na região mediana da célula, formando as novas membranas plasmáticas das células-filhas. A celulose e outros polissacarídeos são depositados até formar a lamela média e a parede celular dessas células