Explicamos o que é a estrutura do DNA, que tipos existem e como foi descoberto. Além disso, a estrutura do RNA.
Como é a estrutura do DNA?
A estrutura molecular de DNA (ou simplesmente a estrutura do DNA) é a forma como ele é composto bioquimicamente, ou seja, é a forma específica de organização do proteína Y biomoléculas que constituem a molécula de DNA.
Para começar, vamos lembrar que DNA é a sigla para DeoxyriboNucleic Acid. O DNA é um biopolímero de nucleotídeo, ou seja, uma longa estrutura molecular composta por segmentos (nucleotídeos) compostos por sua vez de um açúcar (ribose) e uma base de nitrogênio.
As bases nitrogenadas do DNA podem ser de quatro tipos: adenina (A), citosina (C), timina (T) ou guanina (G), junto com um grupo fosfato. Na sequência deste composto, todas as informações genéticas de um ser vivo, essencial para a síntese de proteínas e herança reprodutiva, ou seja, sem DNA não haveria transmissão de caracteres genético.
Em seres vivos procariontes, O DNA é geralmente linear e circular. Mas no eucariotos, a estrutura do DNA está na forma de uma dupla hélice. Em ambos os casos, é uma biomolécula de fita dupla, ou seja, composta por duas longas cadeias dispostas de forma antiparalela (apontando em direções opostas): suas bases nitrogenadas estão voltadas uma para a outra.
Entre essas duas cadeias existem ligações de hidrogênio que as mantêm juntas e na forma de uma dupla hélice. Tradicionalmente, existem três níveis dessa estrutura:
- Estrutura primária. É composto pela sequência de nucleotídeos encadeados, cuja sequência específica e pontual codifica o Informação genética de cada indivíduo que existe.
- Estrutura secundária. A já mencionada dupla hélice de cadeias complementares, na qual as bases nitrogenadas se unem em uma ordem estrita: adenina com timina e citosina com guanina. Essa estrutura varia dependendo do tipo de DNA.
- Estrutura terciária. Refere-se à maneira como o DNA é armazenado dentro de estruturas chamadas cromossomos, dentro de célula. Essas moléculas devem ser dobradas e dispostas em um espaço finito, portanto, no caso dos organismos procarióticos, geralmente o fazem na forma de uma superhélice, enquanto no caso dos eucariotos uma compactação mais complexa é realizada, dado o tamanho maior do DNA, que requer a intervenção de outras proteínas.
- Estrutura quaternária. Refere-se à cromatina presente no núcleo das células eucarióticas, de onde os cromossomos são formados durante a divisão celular.
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Descoberta da estrutura do DNA
James Watson (à esquerda) e Francis Crick (à direita)
A forma molecular específica do DNA foi descoberta em 1950, apesar de a existência desse tipo de composto biológico já ser conhecida desde 1869. Sua descoberta é atribuída principalmente aos cientistas James Watson, dos Estados Unidos, e Francis Crick, de os britânicos, que propuseram o modelo de dupla hélice da estrutura do DNA.
No entanto, eles não foram os únicos a investigar este assunto. Seu trabalho, na verdade, foi baseado em informações previamente obtidas pela britânica Rosalind Franklin, especialista em cristalografia de raios X para determinar a estrutura do moléculas.
Graças a uma imagem particularmente nítida que Franklin obteve usando este técnica (a famosa "Fotografia 51"), Watson e Crick foram capazes de deduzir e formular um modelo tridimensional para o DNA.
Tipos de DNA
Ao estudar sua estrutura, ou seja, sua conformação tridimensional específica, é possível identificar três tipos de DNA observados em seres vivos, quais sejam:
- DNA-B. Este é o tipo de DNA mais abundante em seres vivos e o único que segue o modelo de dupla hélice proposto por Watson e Crick. Sua estrutura é regular, pois cada par de bases tem o mesmo tamanho, embora deixando sulcos (sucessivamente maiores e menores) com uma variação de 35 ° em relação ao anterior, para permitir o acesso às bases nitrogenadas do exterior.
- DNA-A. Este tipo de DNA aparece em condições de escassa umidade e menos temperatura, como aqueles em muitos laboratórios. Apresenta, como B, sulcos recorrentes embora de diferentes proporções (mais largo e raso para o sulco menor), além de uma estrutura mais aberta, com as bases nitrogenadas mais afastadas do eixo da dupla hélice, mais inclinadas em relação à horizontal e mais simetricamente no centro.
- Z-DNA. Ela difere das anteriores por ser uma dupla hélice virada para a esquerda (canhota) em um esqueleto em zigue-zague, e é comum em sequências de DNA que alternam purinas e pirimidinas (GCGCGC), por isso requer uma concentração de cátions maior do que o do B-DNA. É uma dupla hélice mais estreita e longa do que as anteriores.
Estrutura de RNA
Ao contrário do DNA, o RNA (ácido ribonucléico) geralmente não aparece como uma dupla hélice. Em vez disso, a estrutura do RNA é uma sequência única de nucleotídeos. Suas bases nitrogenadas são idênticas às do DNA, exceto no caso da timina (T), substituída no RNA por uracila (U).
Esses nucleotídeos estão ligados entre si por links fosfodiéster. Às vezes, eles podem gerar dobras na cadeia de RNA quando se atraem, formando assim certos tipos de loops, hélices ou grampos de cabelo durante regiões curtas.