Lições 17 e 18

Material genético nos procariontes e nos eucariontes

Nos procariontes o DNA encontra-se no hialoplasma como uma molécula circular não tendo geralmente outros componentes associados. Esta molécula constitui o nucleóide.
Nas células eucarióticas existe uma compartimentação membranar, estando cerca de 99% do material genético confinado ao núcleo. Este possui uma dupla membrana, o invólucro nuclear, com inúmeros poros. No seu interior existe o nucleoplasma , o suco nuclear onde se encontram massas facilmente coráveis, a cromatina, constituída por DNA e proteínas. Cada unidade fisiológica e morfológica de cromatina é o cromossoma. No núcleo podem ainda existir um ou mais nucléolos.

Natureza química e estrutura do DNA

Os ácidos nucleicos são polímeros de unidades básicas, os nucleótidos. Cada nucleótido é constituído por uma base azotada, uma pentose e um grupo fosfato. No DNA a pentose é a desoxirribose, e as bases azotadas podem ser de dois tipos: as púricas, adenina e guanina que apresentam anel duplo e as pirimidicas, a timina e a citosina., que apresentam anel simples. Os nucleótidos estabelecem ligações entre si, formando cadeias polinucleótidicas. Estas ligações estabelecem-se entre o grupo fosfato de um dos nucleótidos e o carbono 3 da pentose do nucleótido seguinte. São ligações fosfodiéster (covalentes).
Para a descoberta da estrutura do DNA na década de 50, do séc XX, os seguintes estudos tiveram uma importância fundamental :
- as análises químicas, realizadas por Chargaff em diversas espécies de seres vivos, permitiram verificar que o número de timinas presentes no DNA de cada uma desses espécies era aproximadamente igual ao de adeninas e o de guaninas igual ao do citosinas.
- Maurice Wilkins e Rosalind Franklin, utilizando a difracção de raios X, bombardearam amostras de DNA cristalizado, tendo obtido padrões que permitiram concluir que a molécula deveria ter uma estrutura helicoidal.
Em 1953 Watson e CricK com base nestes estudos apresentaram o modelo de dupla hélice para o DNA: a molécula é composta por duas cadeias polinucleótidicas, que se dispõem em sentidos inversos e por isso dizem-se antiparalelas. A ligação entre as duas cadeias faz-se por pontes de hidrogénio que se estabelecem por complementaridade, ou seja a denina só emparelha com a timina e a citosina com a guanina.

Replicação do DNA

Meselson e Stahl através de experiências com bactérias E.coli e utilizando isótopos radioactivos permitiram esclarecer que a molécula de DNA se replica de forma semiconservativa, ou seja, uma das cadeias iria servir de molde a uma nova cadeia e, consequentemente, cada uma das novas moléculas de DNA seria formada por uma cadeia antiga e por uma nova. A DNA polimerase é uma enzima essencial à realização deste processo.