Cada organismo vivo em nosso mundo é diferente. Não só as pessoas diferem umas das outras. Animais e plantas da mesma espécie também têm diferenças. A razão para isso não são apenas as diferentes condições de vida e experiência de vida. A individualidade de cada organismo é estabelecida nele com a ajuda do material genético.
Questões importantes e interessantes sobre ácidos nucleicos
Mesmo antes do nascimento, cada organismo tem seu próprio conjunto de genes, que determina absolutamente todas as características estruturais. Não é apenas a cor da pelagem ou o formato das folhas, por exemplo. Características mais importantes são estabelecidas nos genes. Afinal, um hamster não pode nascer de um gato, e um baobá não pode crescer de sementes de trigo.
E os ácidos nucléicos - moléculas de RNA e DNA - são responsáveis por toda essa enorme quantidade de informações. Sua importância é muito difícil de superestimar. Afinal, eles não apenas armazenam informações ao longo da vida, mas ajudam a realizá-las com a ajuda de proteínas e, além disso, passam para a próxima geração. Como eles fazem isso, quão complexa é a estrutura das moléculas de DNA e RNA? Como eles são semelhantes e quais são suas diferenças? Em tudo isso nóse vamos descobrir isso nos próximos capítulos do artigo.
Vamos analisar toda a informação peça por peça, começando pelo básico. Primeiro, aprenderemos o que são os ácidos nucleicos, como foram descobertos, depois falaremos sobre sua estrutura e funções. No final do artigo, aguardamos uma tabela comparativa de RNA e DNA, que você pode consultar a qualquer momento.
O que são ácidos nucleicos
Os ácidos nucleicos são compostos orgânicos de alto peso molecular, são polímeros. Em 1869, eles foram descritos pela primeira vez por Friedrich Miescher, um bioquímico suíço. Ele isolou uma substância, que inclui fósforo e nitrogênio, das células de pus. Supondo que esteja localizado apenas nos núcleos, o cientista o chamou de nucleína. Mas o que restou após a separação das proteínas foi chamado de ácido nucléico.
Seus monômeros são nucleotídeos. Seu número em uma molécula de ácido é individual para cada espécie. Nucleotídeos são moléculas compostas de três partes:
- monossacarídeo (pentose), pode ser de dois tipos - ribose e desoxirribose;
- base nitrogenada (uma de quatro);
- resíduo de ácido fosfórico.
A seguir, veremos as diferenças e semelhanças entre DNA e RNA, a tabela no final do artigo irá resumir.
Características estruturais: pentoses
A primeira semelhança entre DNA e RNA é que eles contêm monossacarídeos. Mas para cada ácido eles são diferentes. Dependendo de qual pentose está na molécula, os ácidos nucleicos são divididos em DNA e RNA. O DNA contém desoxirribose, enquanto o RNA contémribose. Ambas as pentoses ocorrem em ácidos apenas na forma β.
A desoxirribose não possui oxigênio no segundo átomo de carbono (indicado como 2'). Os cientistas sugerem que sua ausência:
- encurta a ligação entre C2 e C3;
- torna a molécula de DNA mais forte;
- cria as condições para o empacotamento compacto do DNA no núcleo.
Comparação de Construções: Bases Nitrogenadas
A caracterização comparativa de DNA e RNA não é fácil. Mas as diferenças são visíveis desde o início. As bases nitrogenadas são os blocos de construção mais importantes em nossas moléculas. Eles carregam a informação genética. Mais precisamente, não as bases em si, mas sua ordem na cadeia. Eles são purina e pirimidina.
A composição do DNA e RNA difere já ao nível dos monómeros: no ácido desoxirribonucleico podemos encontrar adenina, guanina, citosina e timina. Mas o RNA contém uracil em vez de timina.
Essas cinco bases são as principais (principais), elas compõem a maioria dos ácidos nucléicos. Mas além deles, existem outros. Isso acontece muito raramente, essas bases são chamadas de menores. Ambos são encontrados em ambos os ácidos - esta é outra semelhança entre DNA e RNA.
A sequência dessas bases nitrogenadas (e, portanto, nucleotídeos) na cadeia de DNA determina quais proteínas uma determinada célula pode sintetizar. Quais moléculas serão criadas em um determinado momento depende das necessidades do corpo.
Ir paraníveis de organização dos ácidos nucleicos. Para que as características comparativas de DNA e RNA sejam o mais completas e objetivas possível, consideraremos a estrutura de cada um. O DNA tem quatro deles, e o número de níveis de organização no RNA depende de seu tipo.
Descoberta da estrutura do DNA, princípios da estrutura
Todos os organismos são divididos em procariontes e eucariontes. Esta classificação é baseada no design do núcleo. Ambos têm DNA na célula na forma de cromossomos. Estas são estruturas especiais nas quais as moléculas de ácido desoxirribonucleico estão associadas a proteínas. O DNA tem quatro níveis de organização.
A estrutura primária é representada por uma cadeia de nucleotídeos, cuja sequência é estritamente observada para cada organismo individual e que estão interligados por ligações fosfodiéster. Enormes sucessos no estudo da estrutura da fita de DNA foram alcançados por Chargaff e seus colaboradores. Eles determinaram que as proporções de bases nitrogenadas obedecem a certas leis.
Eram chamadas de regras de Chargaff. A primeira delas afirma que a soma das bases purinas deve ser igual à soma das pirimidinas. Isso ficará claro depois de nos familiarizarmos com a estrutura secundária do DNA. A segunda regra decorre de suas características: as razões molares A / T e G / C são iguais a um. A mesma regra vale para o segundo ácido nucleico - esta é outra semelhança entre DNA e RNA. Apenas o segundo tem uracil em vez de timina em todos os lugares.
Além disso, muitos cientistas começaram a classificar o DNA de diferentes espécies de acordo com um número maior de bases. Se a soma for "A+T"mais do que "G + C", tal DNA é chamado de tipo AT. Se for o contrário, estamos lidando com o tipo de DNA GC.
O modelo de estrutura secundária foi proposto em 1953 pelos cientistas Watson e Crick, e ainda é geralmente aceito hoje. O modelo é uma dupla hélice, que consiste em duas cadeias antiparalelas. As principais características da estrutura secundária são:
- a composição de cada fita de DNA é estritamente específica para a espécie;
- a ligação entre as cadeias é de hidrogênio, formada de acordo com o princípio da complementaridade das bases nitrogenadas;
- cadeias de polinucleotídeos se enrolam, formando uma hélice destra chamada "hélice";
- resíduos de ácido fosfórico estão localizados fora da hélice, as bases nitrogenadas estão dentro.
Mais longe, mais denso, mais difícil
A estrutura terciária do DNA é uma estrutura superenrolada. Ou seja, não apenas duas cadeias se torcem em uma molécula, para maior compacidade, o DNA é enrolado em proteínas especiais - histonas. Eles são divididos em cinco classes, dependendo do conteúdo de lisina e arginina neles.
O último nível do DNA é o cromossomo. Para entender como o portador da informação genética está compactado, imagine o seguinte: se a Torre Eiffel passasse por todos os estágios de compactação, como o DNA, ela poderia ser colocada em uma caixa de fósforos.
Os cromossomos são simples (consistem em uma cromátide) e duplos (consistem em duas cromátides). Eles fornecem armazenamento seguroinformações genéticas e, se necessário, podem dar a volta e abrir o acesso à área desejada.
Tipos de RNA, características estruturais
Além do fato de que qualquer RNA difere do DNA em sua estrutura primária (f alta de timina, presença de uracila), os seguintes níveis de organização também diferem:
- RNA de transferência (tRNA) é uma molécula de fita simples. Para cumprir sua função de transportar aminoácidos para o sítio de síntese proteica, possui uma estrutura secundária muito incomum. Chama-se "folha de trevo". Cada uma de suas alças desempenha sua própria função, mas as mais importantes são a haste aceptora (um aminoácido adere a ela) e o anticódon (que deve corresponder ao códon no RNA mensageiro). A estrutura terciária do tRNA tem sido pouco estudada, pois é muito difícil isolar tal molécula sem perturbar o alto nível de organização. Mas os cientistas têm algumas informações. Por exemplo, na levedura, o RNA de transferência tem a forma da letra L.
- RNA mensageiro (também chamado de informativo) desempenha a função de transferir informações do DNA para o local de síntese proteica. Ela diz que tipo de proteína resultará no final, os ribossomos se movem ao longo dela no processo de síntese. Sua estrutura primária é uma molécula de fita simples. A estrutura secundária é muito complexa, necessária para a correta determinação do início da síntese proteica. O mRNA é dobrado na forma de grampos de cabelo, nas extremidades dos quais existem locais para o início e o fim do processamento da proteína.
- RNA ribossômico é encontrado nos ribossomos. Essas organelas consistem em duas subpartículas, cada uma das quaishospeda seu próprio rRNA. Este ácido nucleico determina a colocação de todas as proteínas ribossomais e centros funcionais desta organela. A estrutura primária do rRNA é representada por uma sequência de nucleotídeos, como nas variedades anteriores de ácido. Sabe-se que o estágio final do dobramento do rRNA é o pareamento das seções terminais de uma fita. A formação de tais pecíolos contribui para a compactação de toda a estrutura.
funções de DNA
O ácido desoxirribonucleico atua como um repositório de informações genéticas. É na sequência de seus nucleotídeos que todas as proteínas do nosso corpo estão “escondidas”. No DNA, eles não são apenas armazenados, mas também bem protegidos. E mesmo que ocorra um erro durante a cópia, ele será corrigido. Assim, todo o material genético será preservado e chegará à prole.
Para transmitir informações aos descendentes, o DNA tem a capacidade de dobrar. Esse processo é chamado de replicação. Uma tabela comparativa de RNA e DNA nos mostrará que outro ácido nucleico não pode fazer isso. Mas tem muitas outras funções.
Funções de RNA
Cada tipo de RNA tem sua própria função:
- Transporte o ácido ribonucleico entrega aminoácidos aos ribossomos, onde são transformados em proteínas. O tRNA não traz apenas material de construção, mas também está envolvido no reconhecimento de códons. E quão corretamente a proteína será construída depende de seu trabalho.
- Message RNA lê informações deDNA e o transporta para o local de síntese proteica. Lá ele se liga ao ribossomo e dita a ordem dos aminoácidos na proteína.
- RNA ribossômico garante a integridade da estrutura da organela, regula o trabalho de todos os centros funcionais.
Aqui está outra semelhança entre DNA e RNA: ambos cuidam da informação genética que a célula carrega.
Comparação de DNA e RNA
Para organizar todas as informações acima, vamos anotar tudo em uma tabela.
| DNA | RNA | |
| Localização da gaiola | Núcleo, cloroplastos, mitocôndrias | Núcleo, cloroplastos, mitocôndrias, ribossomos, citoplasma |
| Monômero | Desoxirribonucleotídeos | Ribonucleotídeos |
| Estrutura | Hélice dupla fita | cadeia simples |
| Nucleotídeos | A, T, G, C | A, U, G, C |
| Recursos | Estável, capaz de replicação | Lábil, não pode dobrar |
| Funções | Armazenamento e transmissão da informação genética | Transferência de informações hereditárias (mRNA), função estrutural (rRNA, RNA mitocondrial), participação na síntese de proteínas (mRNA, tRNA, rRNA) |
Assim, falamos brevemente sobre as semelhanças entre DNA e RNA. A mesa será um auxiliar indispensável no exame ou um simples lembrete.
Além do que já aprendemos anteriormente, vários fatos apareceram na tabela. Por exemplo, a capacidade do DNAa duplicação é necessária para a divisão celular para que ambas as células recebam o material genético correto na íntegra. Enquanto para o RNA, a duplicação não faz sentido. Se uma célula precisa de outra molécula, ela a sintetiza a partir do molde de DNA.
As características do DNA e do RNA acabaram sendo breves, mas cobrimos todas as características da estrutura e funções. O processo de tradução - síntese de proteínas - é muito interessante. Depois de conhecê-lo, fica claro o quão grande é o papel que o RNA desempenha na vida de uma célula. E o processo de duplicação do DNA é muito emocionante. O que vale quebrar a dupla hélice e ler cada nucleotídeo!
Aprenda algo novo todos os dias. Especialmente se essa coisa nova acontecer em cada célula do seu corpo.
