domingo, 28 de Setembro de 2008

A estrutura do ADN e o modelo da dupla hélice

O emparelhamento de bases resulta na formação de uma dupla hélice na qual está organizado o DNA, sendo a dupla hélice constituída por duas cadeias que são diferentes mas complementares, uma vez que uma base tende a ligar-se apenas ao seu par específico, à sua base complementar na cadeia oposta da dupla hélice.

Imagem - Modelo da dupla hélice de DNA


Nesta dupla hélice:

- as duas cadeias complementares organizam-se em torno de um eixo comum e correm em direcções opostas –> cadeias antiparalelas;

- a desoxirribose e o grupo fosfato dos nucleotídeos encontram-se do lado de fora da hélice, estando por isso as bases azotadas no seu cerne;

- as bases são aproximadamente perpendiculares ao eixo;

- o diâmetro da hélice é de 20 A.


Mas afinal...


* Que características permitiam ao ADN ser o banco de memória da informação hereditária ?


O grande desenvolvimento das técnicas biofísicas e bioquímicas que havia ocorrido no período pós-Segunda Guerra Mundial, permitiu que, em menos de 10 anos, a estrutura físico-química do DNA fosse elucidada.

A descoberta de Chargaff

No período de 1949 a 1953, estudos realizados no laboratório de Erwin Chargaff1 (1905-2002), deram uma contribuição importante para a elucidação da estrutura do ADN.
Chargaff e colaboradores procuraram quantificar cada um dos tipos de bases azotadas do ADN (adenina, timina, citosina e guanina) de várias espécies.
Para isso, utilizaram métodos de cromatografia. Podemos ver na tabela que se segue alguns dos resultados obtidos:


Os resultados que Chargaff e sua equipa conseguiram, levaram a importantes conclusões sobre a composição das bases azotadas do ADN. Verificou-se que:

1 - Essa composição variava de espécie para espécie, mas que era constante dentro da mesma espécie.
2 - Em qualquer DNA, de qualquer espécie, a percentagem da base timina era sempre igual a da base adenina, e a percentagem da base citosina era igual a da base guanina.
Ou seja, enquanto a proporção entre as bases varia entre as espécies, o total de base púricas (A + G) é igual ao total de bases pirimídicas (T + C):


A + G/ T + C = 1



Análises por difração de raios X

Enquanto alguns grupos se dedicavam à análise química do DNA, outros estudavam a estrutura da molécula por meio da difração de raios-X, uma metodologia que tinha vindo a ser usada e que dava formidáveis conclusões sobre a estrutura das proteínas.
Os resultados mais importantes de difração de raios-x sobre a molécula de DNA foram obtidos por Maurice Wilkins e Rosalind Franklin. Os resultados obtidos indicavam que o DNA tinha uma estrutura helicoidal.

Mas, de que maneira as fotografias obtidas por difração de raios-x indicavam essa estrutura helicoidal do DNA?
A seguir podemos ver uma imagem obtida pela difração de raios-x.

A configuração em cruz, indica que o ADN é uma hélice e as porções escuras no topo e em baixo mostram que algumas características são repetidas várias vezes. Com isto se provou que a cadeia de ADN tem espessura de 2nm logo que é formada por 2 cadeias polinucleotídicas.

A organização da dupla hélice


Com base em numerosas experiências realizadas por diversos investigadores, em 1953 James Watson e Francis Crick, da Universidade de Cambridge, apresentaram uma proposta de estrutura para o DNA. Os dados em que se basearam foram:
· Contância no conteúdo de bases no ADN de cada espécie;
· A composição média em bases do ADN difere de espécie para espécie;
· A razão entre a adenina e a timina e entre a citosina e a guanina, nas várias células, é sempre aproximadamente igual a 1;
· A soma das purinas é sempre igual à soma das pirimidinas (deduzido a partir do anterior);
· Fotografias tridimensionais revelaram uma grande regularidade no arranjo atómico das moléculas de ADN;
· Fotografias de raio X revelam uma estrutura helicoidal.

Esta hipótese, posteriormente comprovada, valeu-lhes o prémio Nobel em 1962. Segundo este modelo, cada cadeia de ADN é formada por duas cadeias polinucleotídicas enroladas helicoidalmente em volta do mesmo eixo.

Desta estrutura do ADN salienta-se:
· Os lados da molécula são formados por grupos fosfato alternados com desoxirribose, enquanto os "degraus da escada", ao centro, são pares de bases azotadas ligadas entre si por pontes de hidrogénio;


· As bases azotadas emparelhadas nos degraus são complementares, ou seja, a adenina liga-se à timina por duas pontes H (A=T) e citosina liga-se à guanina por três pontes H (C=G);


· As duas cadeias polinucleotídicas desenvolvem-se em sentidos opostos – cadeias antiparalelas -, cada uma iniciando-se uma extremidade 5’ e terminando numa extremidade 3’;

· Apesar de apenas existirem apenas 4 tipos diferentes de nucleótidos no DNA, dado que cada um deles pode estar presente em quantidades variáveis e elevadas, a sequência de bases de cada cadeia polinucleotídica terá biliões de possibilidades, permitindo que cada indivíduo tenha um DNA único.

O DNA está sempre localizado no núcleo da célula, com excepção do DNA original das mitocôndrias e dos cloroplastos. A quantidade de DNA de um indivíduo é igual em cada uma das suas células, onde se mantém constante (com excepção do período mitótico).
Pode-se agora compreender que, sendo o DNA o suporte da informação genética, os genes não são mais que segmentos de cadeias polinucleotídicas que codificam determinada característica. Cada gene pode ser composto por milhares de pares de nucleótidos. Nos quase dois metros de DNA presente no núcleo de cada célula humana, existem milhares de genes.


O genoma corresponde ao conjunto dos genes e da informação genética de um dado indivíduo. Presente em todas (quase todas é mais correcto) as células de um organismo, o genoma é constituido por DNA. Numa célula eucariótica o DNA encontra-se no núcleo, "empacotado" com proteínas (principalmente histonas) em estruturas que se designam por cromossomas.
Em células procarióticas a organização é mais simples já que não existe núcleo nem "empacotamento" do DNA.
Sites de Auxilio:
-->http://disciplinas.ist.utl.pt/qgeral/biomedica/dna.html (O ADN e perguntas de reconhecimento da aprendizagem da matéria);
--> http://www.ajc.pt/cienciaj/n23/avulso9.php (o genoma humamo, proteinas e ADN);
--> http://saude.hsw.uol.com.br/dna1.htm (a estrutura do ADN);
--> http://members.tripod.com/never_clone_alone/at1/at1_1.htm (A engenharia genética e o ADN);
-->http://learn.genetics.utah.edu/content/begin/dna/builddna/ (Construcção de uma cadeia de ADN)

1 comentário:

Thami Guarinho disse...

\o/ brigada me ajudou a estudar


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