O que são os ácidos nucleicos
Ácidos nucleicos são biomoléculas formadas por cadeias de nucleotídeos. Existem dois tipos principais: DNA e RNA. O DNA armazena a informação genética e o RNA participa da síntese proteica. Cada nucleotídeo tem três partes: um açúcar pentose, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. No DNA, a base é desoxirribose. No RNA, é ribose. As bases nitrogenadas se dividem em duas categorias. Purinas: adenina e guanina. Pirimidinas: citosina, timina no DNA e uracila no RNA.
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Vou explicar como isso funciona na prática, porque a teoria isolada não ajuda muito quando você precisa entender o que realmente acontece nas células. A primeira coisa que eu percebi depois de anos estudando biologia molecular foi que a estrutura em dupla hélice do DNA não é tão simples quanto parece nos livros didáticos. O DNA se desenrola durante a replicação. As fitas se separam e cada uma serve de molde para uma nova fita complementar. Isso acontece de forma semiconservativa. Uma fita nova e uma antiga formam cada molécula filha. A enzima DNA polimerase adiciona nucleotídeos na direção 5' para 3'. Isso significa que a fita líder é sintetizada continuamente enquanto a fita retardada forma fragmentos de Okazaki.
Eu já perdi tempo tentando decorar todos os tipos de RNA sem entender sua função prática. O mRNA carrega a informação do DNA para o ribossomo. O tRNA traz aminoácidos específicos. O rRNA forma parte da estrutura do ribossomo. Existem também o snRNA no splicing e o microRNA na regulação gênica. Cada um tem um papel distinto.
Replicação do DNA
A replicação começa em origens específicas. A hélice se abre com a ação da helicase. A proteína SSB mantém as fitas separadas. A primase sintetiza um primer de RNA. A DNA polimerase III estende o primer adicionando desoxirribonucleotídeos trifosfato. Um detalhe que poucos mencionam: a DNA polimerase não consegue iniciar uma nova cadeia do zero. Ela só pode adicionar nucleotídeos a uma cadeia existente. Por isso precisa do primer. Esse é um ponto importante para provas e para entender por que existem tantos passos na replicação.
O processo é rápido em bactérias. Cerca de 1000 nucleotídeos por segundo. Em eucariontes, mais devagar mas com mais precisão devido aos mecanismos de reparo. A telomerase resolve o problema das extremidades nos eucariontes. Sem ela, os cromossomos encurtariam a cada divisão.
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Transcrição e tradução
A transcrição usa o DNA como molde para produzir RNA. A RNA polimerase reconhece promotores específicos. Ela lê a fita molde na direção 3' para 5' e sintetiza o RNA 5' para 3'. O RNAProfessor não é necessário neste caso. No procarioto, a transcrição e tradução acontecem simultaneamente. No eucarionte, o pré-mRNA passa por processamento. A cauda poli-A é adicionada no final. O cap 7-metilguanosina entra no início. O spliceosome remove introns e une exons.
A tradução acontece nos ribossomos. O códon AUG inicia com metionina. O códon UAA, UAG ou UGA termina. Cada três bases codificam um aminoácido. Existem 64 códons possíveis mas apenas 20 aminoácidos. Por isso há redundância no código genético.
Estrutura e funções
O DNA forma uma dupla hélice antiparalela. As bases se emparelham por pontes de hidrogênio. Adenina com timina: duas pontes. Guanina com citosina: três pontes. Isso torna o pareamento GC mais estável. O RNA geralmente é fita simples. Pode formar estruturas secundárias por emparelhamento interno. O RNA viral pode ter fita dupla. Alguns vírus usam RNA como material genético.
Uma coisa que eu aprendi na prática: a concentração de íons magnésio afeta a atividade das polimerases. Em trabalhos de PCR, usar MgCl2 inadequado causa primers inespecíficos. O ideal é testar concentrações entre 1,5 e 2,5 mM.
Mutações e reparo
Mutações podem ser substituições, inserções ou deleções. Transições: purina por purina. Transversões: purina por pirimidina. Mutações silenciosas não alteram o aminoácido devido à degenerescência do código. O reparo por excisão de bases corrige bases danificadas. O reparo por excisão de nucleotídeos corrige dímeros de pirimidina causados por UV. O reparo de incompatibilidades corrige erros de pareamento.
Se algo falhar nesses mecanismos, acumulam-se mutações. Isso pode levar a câncer ou doenças genéticas. O p53 é um exemplo de gene supressor de tumor. Quando mutado, perde-se o controle do ciclo celular.
