Nucleotídeo

Nucleotídeo Definição

Um nucleotídeo é uma molécula orgânica que é o bloco de construção do DNA e do RNA. Eles também têm funções relacionadas à sinalização celular, metabolismo e reações enzimáticas. Um nucleotídeo é composto de três partes: um grupo fosfato, um açúcar 5-carbono e uma base nitrogenada. As quatro bases nitrogenadas no DNA são adenina, citosina, guanina, e timina. O RNA contém uracilo, em vez de timina. Um nucleotídeo dentro de uma cadeia compõe o material genético de todos os seres vivos conhecidos. Eles também servem a uma série de funções fora do armazenamento de informação genética, como mensageiros e moléculas em movimento de energia.

Uma série de três nucleotídeos dentro do DNA é conhecida como um códon, e direciona as proteínas dentro da célula para anexar uma proteína específica a uma série especificada pelo resto do DNA. Códons especiais especificam até mesmo para a maquinaria onde parar e iniciar o processo. A tradução do DNA, como é conhecida, converte a informação do DNA para a linguagem das proteínas. Esta cadeia de aminoácidos pode então ser devidamente dobrada, e fornecer uma das muitas funções dentro da célula.

Estrutura de nucleotídeos

Estrutura de nucleotídeos é simples, mas a estrutura que eles podem formar juntos é complexa. Abaixo está uma imagem do DNA. Esta molécula consiste em duas cordas que se enrolam uma à outra, formando ligações de hidrogênio no meio da estrutura para suporte. Cada nucleotídeo dentro tem uma estrutura específica que permite esta formação.

Base nitrogenada

A base nitrogenada é a informação central que transporta parte da estrutura do nucleotídeo. Estas moléculas, que têm diferentes grupos funcionais expostos, têm diferentes capacidades de interagir umas com as outras. Como na imagem, a disposição da idéia é a quantidade máxima de ligações de hidrogênio entre os nucleotídeos envolvidos. Devido à estrutura do nucleotídeo, somente um certo nucleotídeo pode interagir com outros. A imagem acima mostra a ligação da timina à adenina, e a ligação da guanina à citosina. Esta é a disposição adequada e típica.

Esta formação uniforme causa uma torção na estrutura, e é suave se não houver erros. Uma das maneiras que as proteínas são capazes de reparar o DNA danificado é que elas podem se ligar a pontos irregulares dentro da estrutura. Manchas desiguais são criadas quando a ligação de hidrogênio não ocorre entre as moléculas nucleotídicas opostas. A proteína cortará um nucleotídeo, e o substituirá por outro. A natureza duplicada dos filamentos genéticos garante que erros como este podem ser corrigidos com um alto grau de precisão.

Sugar

A segunda porção do nucleotídeo é o açúcar. Independentemente do nucleotídeo, o açúcar é sempre o mesmo. A diferença é entre o DNA e o RNA. No DNA, o açúcar de 5-carbono é desoxirribose, enquanto no RNA, o açúcar de 5-carbono é ribose. Isto dá os nomes às moléculas genéticas; o nome completo do DNA é ácido desoxirribonucleico, e o RNA é ácido ribonucleico.

O açúcar, com seu oxigênio exposto, pode se ligar ao grupo fosfato da molécula seguinte. Eles então formam uma ligação, que se torna a espinha dorsal do açúcar-fosfato. Esta estrutura acrescenta rigidez à estrutura, pois as ligações covalentes que formam são muito mais fortes do que as ligações de hidrogênio entre os dois filamentos. Quando as proteínas vêm para processar e transpor o DNA, elas o fazem separando os filamentos e lendo apenas um lado. Quando elas passam adiante, os fios de material genético voltam a se unir, impulsionados pela atração entre as bases nucleotídicas opostas. A espinha dorsal de fosfato de açúcar permanece conectada o tempo todo.

Grupo fosfato

A última parte da estrutura dos nucleotídeos, o grupo fosfato, é provavelmente familiar a partir de outra molécula importante ATP. O trifosfato de adenosina, ou ATP, é a molécula energética da qual a maior parte da vida na Terra depende para armazenar e transferir energia entre as reacções. O ATP contém três grupos de fosfato, que podem armazenar muita energia em suas ligações. Ao contrário do ATP, as ligações formadas dentro de um nucleotídeo são conhecidas como ligações fosfodiéster, porque acontecem entre o grupo fosfato e a molécula de açúcar.

Replicação de DNA, uma enzima conhecida como DNA polimerase monta as bases nucleotídicas corretas, e começa a organizá-las contra a cadeia que está lendo. Outra proteína, a DNA ligase, terminou o trabalho criando a ligação fosfodiéster entre a molécula de açúcar de uma base e o grupo fosfato da seguinte. Isto cria a espinha dorsal de uma nova molécula genética, capaz de ser passada para a geração seguinte. DNA e RNA contêm toda a informação genética necessária para que as células funcionem.

Nucleotídeos Exemplos

Adenina

Adenina é uma purina, que é uma de duas famílias de bases nitrogenadas. Os purinos têm uma estrutura com dois anéis. No ADN, a adenina liga-se à timina. No RNA, a adenina liga-se com o uracilo. O trifosfato de adenosina, como discutido anteriormente, usa a adenina nucleotídica como base. A partir daí, três grupos de fosfato podem ser ligados. Isto permite que uma grande quantidade de energia seja armazenada nas ligações. Pela mesma razão que a espinha dorsal do fosfato de açúcar é tão forte, as ligações em ATP também o são. Quando combinado com enzimas especiais que se formaram para libertar a energia, pode ser transferido para outras reacções e moléculas.

Guanina

Tal como a adenina, a guanina é um nucleótido purínico; tem um anel duplo. Ela se liga à citosina tanto no DNA quanto no RNA. Como visto na imagem acima, a guanina liga-se à citosina através de três ligações de hidrogênio. Isto torna a ligação da citosina-guanina ligeiramente mais forte do que a ligação da timina-adenina, que forma apenas duas ligações de hidrogênio.

Citosina

Pirimidinas são a outra classe de nucleotídeos. A citosina é um nucleotídeo de pirimidina; tem apenas um anel na sua estrutura. A citosina se liga à guanina tanto no DNA quanto no RNA. Ligando-se com a guanina nucleotídica, as duas formam um par forte.

Timina

Como a citosina nucleotídica, a timina é um nucleotídeo pirimidina e tem um anel. Ela se liga com a adenina no DNA. A timina não é encontrada no RNA. No DNA, ela forma apenas duas ligações de hidrogênio com adenina, fazendo deles o par mais fraco.

Uracil

Uracil também é uma pirimidina. Durante a transcrição do DNA para o RNA, o uracil é colocado em todos os lugares que uma timina normalmente iria. A razão para isto não é totalmente compreendida, embora o uracil tenha algumas vantagens e desvantagens distintas. A maioria das criaturas não usa o uracilo dentro do DNA porque ele é de curta duração, e pode degradar-se em citosina. Entretanto, no RNA o uracilo é o nucleotídeo preferido porque o RNA também é uma molécula de vida curta.

Nucleotídeo Função

Besides sendo a unidade básica do material genético para todos os seres vivos, um nucleotídeo também pode ter outras funções. Um nucleotídeo pode ser uma base em outra molécula, como o trifosfato de adenosina (ATP), que é a principal molécula energética da célula. Elas também são encontradas em coenzimas como NAD e NADP, que vêm do ADP; essas moléculas são usadas em muitas reações químicas que desempenham papéis no metabolismo. Outra molécula que contém um nucleotídeo é o AMP cíclico (cAMP), uma molécula mensageira que é importante em muitos processos, incluindo a regulação do metabolismo e o transporte de sinais químicos para as células. Os nucleotídeos não só compõem os blocos de construção da vida, mas também formam muitas moléculas diferentes que funcionam para tornar a vida possível.

Quiz

1. Qual dos seguintes não faz parte da estrutura dos nucleotídeos?
A. Açúcar 5-carbono
B. Grupo fosfato
C. Fosfolipídeo

2. Qual é o emparelhamento correto?
A. A-G
B. C-G
C. T-U
D. U-C

3. Qual nucleotídeo não é encontrado no DNA?
A. Uracil
B. Thymine
C. Adenina
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