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Biologia

Ácidos Nucléicos

William Mira
Publicado por William Mira
Última atualização: 14/9/2018

Introdução

Os ácidos nucléicos são macromoléculas encontradas nas células de todos os organismos existentes. Essas macromoléculas são compostas por monômeros (ou nucleotídeos), que fazem com que essas moléculas formem polímeros (ou polinucleotídeos).

A função dos ácidos nucléicos é controlar a síntese protéica, armazenando e transportando as informações genéticas através das moléculas de DNA e RNA.

Os nucleotídeos constituintes dos ácidos nucléicos são monômeros compostos por três substâncias:

  • uma base nitrogenada;
  • uma pentose (glicídio composto por cinco carbonos);
  • uma (ou mais) molécula de fosfato.

Quando não há molécula de fosfato ligada na pentose e base nitrogenada, o composto é conhecido como nucleosídeo.

Além de constituir os ácidos nucléicos, os nucleotídeos podem desempenhar outras funções no interior celular.

A molécula de ATP (adenosina trifosfato) é um nucleotídeo responsável por armazenar e transportar energia para ser utilizada em inúmeros processos metabólicos. Outro nucleotídeo que também possui essa função de carregar energia é chamado GTP (guanosina trifosfato).

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Fosfato

Os nucleotídeos são compostos por pelo menos um grupo de fosfato.

Esses fosfatos se ligam no carbono da pentose e são derivados do ácido fosfórico. O fosfato confere ao nucleotídeo carga negativa, além de possuir função estrutural. Ele liga-se com a pentose presente em outro nucleotídeo, permitindo, assim, que os nucleotídeos se liguem entre si e formem a cadeia polinucleotídica.

Alguns nucleotídeos - como o ATP e o GTP - possuem três moléculas de fosfato ligadas ao carbono da pentose.

Molécula de Fosfatomolécula de Fosfato

Pentose

A pentose é um açúcar composto por cinco átomos de carbono ligados, formando uma cadeia fechada.

Os açúcares presentes nos ácidos nucléicos possuem, assim como o fosfato, função estrutural. Ligam-se ao fosfato para formar a cadeia de nucleotídeos. Além de se ligar à molécula de fosfato, a pentose se liga, também, com a base nitrogenada.

São duas pentoses diferentes que constituem os ácidos nucléicos. Então, são utilizadas como forma de diferenciá-los. Essas pentoses são o DNA e o RNA.

O DNA possui desoxirribose na sua cadeia, enquanto que o RNA possui ribose na pentose. A diferença entre esses componentes é a presença de um átomo de oxigênio. Isso já é o bastante para diferenciar DNA de RNA, mas também há outras características específicas.

Pentoses constituintes dos ácidos nucléicos. Ribose presente no RNA e desoxirribose presente no DNAMoléculas de Ribose e Desoxirribose

DNA

O Ácido Desoxirribonucléico (ADN), também chamado de DNA, fica armazenado no núcleo celular dos eucariotos ou na região de nucleóide dos procariotos. Também está presente em algumas organelas, como mitocôndrias e cloroplastos.

A estrutura do DNA é altamente conservada entre os organismos, inclusive com longos trechos idênticos. É formado por duas cadeias de nucleotídeos, pareadas em posições opostas, e por ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.

Essa conservação da molécula está relacionada à sua função: armazenar informações genéticas. As informações genéticas são determinadas através da sequência de bases contidas em uma fita.

Além de armazenar as informações genéticas, o DNA também é responsável por transmitir essa informação genética para os descendentes. Essa característica hereditária do DNA garante com que indivíduos passem suas características genéticas para os descendentes.

Antes do processo de divisão celular, o DNA presente em uma célula precisa ser duplicado, através do processo de replicação.

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RNA

O Ácido Ribonucléico (ARN ou RNA) é, assim como o DNA, composto por nucleotídeos.

Pode ser encontrado tanto no núcleo celular como no citoplasma dos eucariotos, assim como nas organelas detentoras de DNA próprio, como as mitocôndrias e cloroplastos. Nos procariotos, pode ser encontrado em todo o conteúdo interno celular.

A molécula de RNA, embora seja composta por nucleotídeos, assim como a molécula de DNA, é mais simples e menor. Os nucleotídeos do RNA, além da pentose e da uracila exclusiva, se dispõem como uma fita simples, não estabelecendo ligações de hidrogênio entre as bases.

A função do RNA é mediar a síntese protéica, controlando a expressão gênica e levando as informações contidas nos genes para a maquinaria de síntese, que está contida nos ribossomos, fora do núcleo celular em organismos eucarióticos.

Para isso, são formados três tipos de RNAs que se assemelham quanto a estrutura química, mas se diferem quanto à função:

  • RNAr: é chamado de RNA ribossômico e possuem a função de ativar as subunidades dos ribossomos na região de nucléolo nos eucariotos;
  • RNAm: é o RNA mensageiro que possui função de transportar a informação para síntese protéica contida no DNA;
  • RNAt,: chamado RNA transportador, assim que é sintetizado, percorre o citoplasma em busca de aminoácidos que constituirão as proteínas a serem sintetizadas nos ribossomos.

O processo de síntese dos RNAs é chamado de transcrição e utiliza como base a molécula de DNA.

Bases nitrogenadas

As bases nitrogenadas são moléculas orgânicas que contêm átomos de nitrogênio em sua estrutura, formando cadeias fechadas anelares.

São divididas, dessa forma, em dois grupos:

  • Purinas: são cadeias constituídas por dois anéis ligados, um contendo seis carbonos e outro contendo cinco carbonos;
  • Pirimidinas: são bases nitrogenadas compostas por um único anel.

Dentro dos grupos das purinas, estão presentes as bases Adenina (A) e Guanina (G). Já no grupo das pirimidinas, estão a Citosina (C), Timina (T) e Uracila (U), sendo essas duas últimas chamadas de "bases exclusivas".

A timina compõe apenas a molécula de DNA, enquanto a Uracila (U) constitui apenas a molécula de RNA. Dessa forma, através das bases exclusivas, é possível diferenciar as moléculas de DNA e RNA.

Bases nitrogenadas presentes nos ácidos nucléicosbases nitrogenadas presentes nos ácidos nucléicos

É a sequência de bases nitrogenadas presentes na molécula de DNA ou RNA que detém a informação genética a ser armazenada ou transportada - dependendo da molécula em que ela faz parte.

Portanto, as bases possuem função genética no nucleotídeo, e não estrutural como a pentose e fosfato.

Na molécula de DNA, exclusivamente, as bases nitrogenadas presentes em uma cadeia se "pareiam", através de ligações de hidrogênio, com as bases nitrogenadas presentes na segunda cadeia.

Esse pareamento de bases deixa a molécula de DNA mais estável, além de ser muito específica:

  • uma purina sempre se liga a uma pirimidina;
  • a Adenina se liga à Timina, estabelecendo duas ligações de hidrogênio;
  • a Guanina se liga à Citosina, formando três ligações de hidrogênio;
  • a Uracila, embora consiga se parear com a Adenina, não está presente na molécula de DNA, mas é importante esse pareamento ao sintetizar a molécula de RNA.

Nucleotídeo formado por uma molécula de fosfato, uma pentose (ribose no RNA ou desoxirribose no DNA) e uma base nitrogenada.nucleotídeo formado por molécula de fosfato, pentose e base nitrogenada.


Exercícios

Exercício 1
(Quero Bolsa)

O DNA e o RNA são biopolímeros constituídos de unidades menores denominadas nucleotídeos. Essas unidades são compostas de um grupo fosfato, um açúcar e uma base nitrogenada. Os açúcares presentes no DNA e no RNA são, respectivamente:

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