Estrutura do DNA

Por Susha Cheriyedath, M.Sc.Reviewed by Sally Robertson, B.Sc.

A descoberta da estrutura do DNA por James Watson e Francis Crick no ano de 1953 é uma das descobertas científicas mais revolucionárias até à data. Entretanto, a pesquisa que levou à descoberta da estrutura do ácido nucleico começou vários anos antes e envolveu muitos pesquisadores diferentes em todo o mundo.

Euros desenvolvimentos

Foi em 1869 que o bioquímico suíço Frederich Miescher foi o primeiro a identificar o DNA como presente dentro dos núcleos de linfócitos. No entanto, a importância da molécula só foi percebida mais de 50 anos depois. Em 1919, bioquímico russo, Phoebus Levene propôs que ácidos nucléicos são compostos de nucleotídeos, que são compostos de uma das quatro bases – A (adenina), T (timina), G (guanina) e C (citosina); um grupo de açúcar e um grupo de fosfato.

O bioquímico austríaco Erwin Chargaff, inspirado pelo papel de Oswald Avery 1944 em DNA como material genético, lançou um projeto de pesquisa focado na química de ácidos nucléicos nos anos 50. Com base em suas observações sobre a quantidade de bases no DNA, ele emoldurou a regra de Chargaff, que afirma que a quantidade total de purinas (A + G) é quase igual à quantidade total de pirimidinas (C + T). A combinação das descobertas de Levene e o trabalho crucial de cristalografia de raios X na estrutura do DNA de Rosalind Franklin e Maurice Wilkins, lançou as bases para a descoberta pioneira da estrutura de dupla hélice por Watson e Crick, em 1953.

Em 1962, Watson, Crick e Wilkins receberam conjuntamente o Prêmio Nobel de Medicina “por suas descobertas a respeito da estrutura molecular dos ácidos nucléicos e seu significado para a transferência de informação em material vivo”

A dupla hélice de DNA

Estrutura e Componentes

DNA consiste em 2 cadeias ou fios de polinucleotídeos, enrolados um ao redor do outro de tal forma que se assemelham a uma escada torcida. Esta estrutura é referida como a dupla hélice. A espinha dorsal de cada um destes cordões é um padrão de repetição de um grupo de 5 carbonos de açúcar e um grupo de fosfato. Cada açúcar é ligado a uma das quatro bases contendo nitrogênio: A, T, G, ou C.

O açúcar presente no nucleotídeo é uma desoxirribose, daí o nome ácido desoxirribonucleico (ADN). Na estrutura de DNA de dupla hélice, todas as quatro bases estão confinadas ao interior da dupla hélice, mantidas em seu lugar por ligações de hidrogênio (H) ligando bases complementares nas duas cordas. As espinhas dorsais de DNA com fosfato de açúcar estão no exterior da dupla hélice.

Ligação de hidrogênio

Adenina e timina estão pareadas por duas ligações de H, enquanto citosina e guanina estão pareadas por três ligações de H. As bases são empilhadas na escada e a ligação hidrofóbica entre as bases dá estabilidade à molécula de ADN.

Base Complementar-Pairing

Os dois fios de ADN na dupla hélice correm em direcções opostas (antiparalela um ao outro) para ajudar as bases em cada par de bases a encaixarem na dupla hélice. Isto significa que os nucleotídeos em cada filamento de DNA são exatamente complementares aos do outro filamento.

O par de bases complementar de A com T e G com C permite a otimização dos níveis de energia dentro da dupla hélice. Neste arranjo de dupla hélice, a largura de cada par de bases permanece a mesma, o que significa que se mantém a mesma distância entre as espinhas dorsais de açúcar-fosfato, ao longo do comprimento da molécula de ADN. As voltas ou giros nas duas espinhas dorsais de açúcar-fosfato da dupla hélice ocorrem a cada dez pares de bases, o que maximiza a eficiência do empacotamento do par de bases.

Os dois fios de polinucleotídeos da dupla hélice de DNA fornecem uma base simples para copiar as informações na molécula. Na separação, cada uma das duas vertentes serve como um modelo para criar uma cópia exata ou idêntica da molécula de DNA.

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1. http://tigger.uic.edu/classes/phys/phys461/phys450/ANJUM04/
2. >http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26821/
3. >http://cs.boisestate.edu/~amit/teaching/342/lab/structure.html
4. >http://www.nature.com/scitable/topicpage/discovery-of-dna-structure-and-function-watson-397
5. >https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1962/

Outras Leituras

• Todo o conteúdo de ADN
• O que é o ADN?
• Propriedades do DNA
• DNA Modificações Químicas
• DNA Funções Biológicas

Escrito por

Susha Cheriyedath

Susha tem um Bacharelato em Ciências (B.Sc.) em Química e Mestrado em Bioquímica pela Universidade de Calicut, Índia. Ela sempre teve um grande interesse em medicina e ciências da saúde. Como parte de seu mestrado, especializou-se em Bioquímica, com ênfase em Microbiologia, Fisiologia, Biotecnologia e Nutrição. Em seu tempo livre, ela adora cozinhar uma tempestade na cozinha com seus experimentos de cozimento super-messy.

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