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Assunto: Biologia do Ensino Secundário > Tema 6
Lição 1: Estrutura e replicação do DNARevisão da estrutura e replicação do DNA
Palavras-chave
| Termo | Significado |
|---|---|
| DNA (ácido desoxirribonucleico) | Ácido nucleico que transmite a informação genética do progenitor para a descendência, codificando para a produção de proteínas |
| Nucleótido | Unidade constituinte dos ácidos nucleicos |
| Dupla hélice | Estrutura de duas cadeias entrelaçadas em torno de um eixo, à semelhança de uma escada em espiral. |
| Replicação do DNA | Processo ao longo do qual uma dupla cadeia de DNA é copiada para produzir duas moléculas de DNA idênticas. |
| Emparelhamento de bases | Princípio da ligação de bases nitrogenadas de moléculas de DNA umas com as outras. |
Estrutura do DNA
O DNA é um ácido nucleico, um dos quatro grupos principais de macromoléculas biológicas.
Nucleótidos
Todos os ácidos nucleicos são constituídos por nucleótidos. No DNA, cada nucleótido é constituído por três componentes: uma pentose (açúcar com quatro átomos de carbono) designada desoxirribose, um grupo fosfato e uma base nitrogenada.
O DNA pode ser constituído por quatro tipos de bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T).
Os nucleótidos de RNA também podem conter as bases nitrogenadas de adenina, guanina e citosina, mas em vez de timina têm uma base nitrogenada chamada uracilo (U)
Regras de Chargaff
Na década de 1950, um bioquímico chamado Erwin Chargaff descobriu que a quantidade de bases nitrogenadas (A, T, C e G) não era igual. Contudo, a quantidade de A era igual à de T, enquanto que a quantidade de C era igual à de G.
Estas descobertas revelaram-se cruciais para descobrir of modelo da dupla hélice do DNA.
Dupla hélice
A descoberta da estrutura do DNA em dupla hélice foi efetuada devido a múltiplos cientistas da década de 1950.
As moléculas de DNA têm uma estrutura antiparalela - isto é, as duas cadeias da hélice orientam-se espacialmente em direções opostas. Cada cadeia tem um terminal 5' e um terminal 3'.
Descobrir a estrutura to DNA foi uma das maiores descobertas científicas do século.
O conhecimento da estrutura do DNA abriu a porta para desvendar muitos aspetos da função da DNA, tais como a forma como é replicado e como a informação que contém pode ser utilizada para produzir proteínas.
Replicação do DNA
A replicação do DNA é semi-conservativa. Isto significa que cada uma das duas cadeias na dupla cadeia do DNA funciona como modelo para produzir duas novas cadeias.
A replicação assenta no emparelhamento de bases complementares, isto é explicado pela regra de Chargaff: a adenina (A) liga-se sempre à timina (T) e a citosina (C) liga-se sempre à guanina (G).
Processo de replicação
A replicação do DNA ocorre com a ajuda de várias enzimas. Estas enzimas separam as moléculas de DNA ao quebrarem as pontes de hidrogénio que mantêm as duas cadeias ligadas.
Posteriormente, cada cadeia serve de modelo para a criação de uma nova cadeia complementar. As bases complementares ligam-se umas às outras (A-T e C-G).
A primeira enzima envolvida neste processo é a DNA-polimerase, que une nucletídos para sintetizar uma nova cadeia complementar. A DNA-polimerase também relê as novas cadeias de DNA para garantir que não há erros.
Cadeias condutora (leading) e atrasada (lagging)
O DNA é gerado de forma distinta nas duas cadeias num garfo de replicação.
Uma das novas cadeias, a cadeia condutora (leading), tem o sentido 5' para 3' na aproximação ao garfo de replicação e é produzida continuamente.
A outra, a cadeia atrasada (lagging), tem o sentido 5' para 3' no afastamento ao garfo de replicação e é produzida em pequenos segmentos designados fragmentos de Okazaki.
Exemplo: Determinar a cadeia complementar
O DNA só é sintetizado no sentido 5' para 3'. Podes determinar a sequência da cadeia complementar se te for dada a sequência da cadeia modelo.
Por exemplo, se sabes que a sequência de uma cadeia é 5’-AATTGGCC-3’, a cadeia complementar tem de ter a sequência 3’-TTAACCGG-5’. Isto permite que cada base se ligue à sua complementar.
Erros e equívocos habituais
- A replicação do DNA não é o mesmo que a divisão celular. A replicação ocorre antes da divisão celular, durante a fase S do ciclo celular. Contudo, a replicação só está associada à produção de novas cadeias de DNA, e não de novas células.
- Algumas pessoas pensam que na cadeia condutora o DNA é sintetizado no sentido 5' para 3' enquanto que na cadeia atrasa o DNA é sintetizado no sentido 3' para 5'. Este não é o caso. A DNA-polimerase apenas sintetiza DNA no sentido 5' para 3'. A diferença entre a cadeia condutora e a cadeia atrasada é que a cadeia condutora é formada no sentido da aproximação do garfo de replicação enquanto que a cadeia atrasada é formada no sentido de afastamento do garfo de replicação.
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