Estrutura do DNA

        A estrutura da molécula de DNA foi descoberta conjuntamente pelo norte-americano James Watson e pelo britânico Francis Crick em 7 de Março de 1953, o que lhes valeu o Prêmio Nobel de Fisiologia/Medicina em 1962, juntamente com Maurice Wilkins.

        O DNA contêm três tipos de componentes químico fosfato, desoxirribose, quatro bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), citosina (C), guanina (G). O açúcar no DNA é chamado de desoxirribose, porque ele tem apenas um átomo de hidrogênio no átomo de carbono 2’, ao contrario da ribose (do RNA), que tem um grupo hidroxila (OH) nesta posição. Duas das bases, adenina e guanina, têm uma estrutura de anel duplo característica de um tipo de substancia chamada de purina. As outras duas bases, têm uma estrutura de um único anel de um tipo chamado de pirimidina. Os componentes químicos do DNA são dispostos em grupo chamados de nucleotídeos, cada um composto por um grupo fosfato, uma molécula de açúcar desoxirribose e qualquer uma das quatro bases.

Segundo Watson e Crick a estrutura tridimensional é composta de duas cadeias laterais (filamentos) de nucleotídeos torcidos na forma de uma dupla hélice. Os dois filamentos de nucleotídeos são mantidos juntos por associações fracas entre as bases de cada filamento, formando uma estrutura como uma escada em caracol. O arcabouço de cada filamento é formado de uma alternância de unidade de fosfato e desoxirribose que são conectadas por ligações fosfodiester. Uma ligação fosfodiester conecta o carbono 5’ de uma desoxirribose ao átomo de carbono 3’ da desoxirribose adjacente. Assim cada arcabouço açúcar-fosfato é dito tendo uma polaridade 5’ para 3’ na figura 1 mostra as fitas complementares. As pontes de hidrogênio entre os pares de bases mantêm os filamentos da molécula de DNA juntos.

Figura 1. Polaridade 5’ para 3’ das fitas complementares.

Dois filamentos de nucleotídeos pareados por polaridade inversa adotam automaticamente uma conformação de dupla hélice figura 2, principalmente pela interação de pares de bases. A forma mais estável do empilhamento de bases é uma dupla hélice com dois tamanhos distintos de sulcos ao longo da hélice: o sulco maior e o sulco menor. Um único filamento de nucleotídeo não tem estrutura helicoidal. A forma helicoidal do DNA depende totalmente do pareamento e empilhamento de bases nos filamentos de polaridade inversa. A informação genética presente no DNA, controla todas as atividades celulares.

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Figura 2. Filamentos de nucleotídeos pareados, formando uma dupla hélice

       
        Dois filamentos de nucleotídeos pareados por polaridade inversa adotam automaticamente uma conformação de dupla hélice, principalmente pela interação de pares de bases. A forma mais estável do empilhamento de bases é uma dupla hélice com dois tamanhos distintos de sulcos ao longo da hélice: o sulco maior e o sulco menor. Um único filamento de nucleotídeo não tem estrutura helicoidal. A forma helicoidal do DNA depende totalmente do pareamento e empilhamento de bases nos filamentos de polaridade inversa. A informação genética presente no DNA, controla todas as atividades celulares.
       Dentro da célula, o DNA pode ser observado numa estrutura chamada cromossomo durante a metáfase. O conjunto de cromossomas de uma célula forma o cariótipo. Antes da divisão celular os cromossomas são duplicados através de um processo chamado replicação. Eucariontes como animais, plantas e fungos têm o seu DNA no núcleo enquanto que procariontes como as bactérias o têm disperso no citoplasma. Dentro dos cromossomos, proteínas da cromatina como as histonas compactam e organizam o DNA. Estas estruturas compactas guiam as interacções entre o DNA e outras proteínas, ajudando a controlar que partes do DNA são transcritas.

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