Descreva a composição de um nucleotídeo e explique como nucleotídeos se polimerizam para formar ácidos nucleicos.
Passo 1
Um nucleotídeo é a unidade monomérica que forma os ácidos nucleicos (DNA e RNA). Cada nucleotídeo é composto de três partes principais:
- uma base nitrogenada (ou simplesmente “base”),
- um açúcar de cinco carbonos (pentose),
- um ou mais grupos fosfato.
Passo 2
Vamos detalhar cada componente:
– Base nitrogenada: pode ser uma purina (adenina ou guanina) ou uma pirimidina (citosina, timina no DNA ou uracila no RNA). Essas bases carregam a informação codificada pela sequência de nucleotídeos.
– Açúcar (pentose): no DNA é a desoxirribose, no RNA é a ribose. A diferença está num oxigênio no carbono 2′ da ribose que o torna mais reativo (por isso o RNA é mais instável).
– Grupo fosfato: liga-se ao carbono 5′ do açúcar e define a polaridade do nucleotídeo. Em geral, os nucleotídeos usados na síntese vêm como nucleosídeos trifosfato (por exemplo, ATP, GTP), mas a unidade incorporada à cadeia retém um único fosfato, liberando pirofosfato (PPi).
– Base nitrogenada: pode ser uma purina (adenina ou guanina) ou uma pirimidina (citosina, timina no DNA ou uracila no RNA). Essas bases carregam a informação codificada pela sequência de nucleotídeos.
– Açúcar (pentose): no DNA é a desoxirribose, no RNA é a ribose. A diferença está num oxigênio no carbono 2′ da ribose que o torna mais reativo (por isso o RNA é mais instável).
– Grupo fosfato: liga-se ao carbono 5′ do açúcar e define a polaridade do nucleotídeo. Em geral, os nucleotídeos usados na síntese vêm como nucleosídeos trifosfato (por exemplo, ATP, GTP), mas a unidade incorporada à cadeia retém um único fosfato, liberando pirofosfato (PPi).
Passo 3
Para entender a ligação entre nucleotídeos, convém lembrar a diferença entre nucleosídeo e nucleotídeo:
– Nucleosídeo = base + açúcar
– Nucleotídeo = nucleosídeo + grupo fosfato
– Nucleosídeo = base + açúcar
– Nucleotídeo = nucleosídeo + grupo fosfato
Passo 4
A polimerização acontece via reação de condensação entre o hidroxila no carbono 3′ de um nucleotídeo e o fosfato ligado ao carbono 5′ do próximo. Em termos gerais:
- O 3′-OH do açúcar ataca o fosfato α de um nucleosídeo trifosfato livre.
- Forma-se uma ligação fosfodiéster 3′
′, e o pirofosfato (PPi) é liberado. - Esse processo é catalisado por enzimas polimerases (DNA polimerase no caso do DNA; RNA polimerase para o RNA), sempre estendendo a cadeia no sentido 5′
′.
Passo 5
Como resultado, o ácido nucleico final é uma longa cadeia de açúcares e fosfatos formando “espinha dorsal” poliarreada, com as bases expostas para formar pares de bases (no DNA) ou interagir com proteínas e outros RNAs. A cadeia tem extremidades distintas: uma extremidade 5′ livre (com fosfato) e uma extremidade 3′ livre (com hidroxila).
Resposta
Um nucleotídeo é formado por uma base nitrogenada, um açúcar de cinco carbonos (desoxirribose no DNA ou ribose no RNA) e pelo menos um grupo fosfato. Para formar ácidos nucleicos, nucleotídeos se ligam em série através de ligações fosfodiéster entre o 3′-OH de um açúcar e o fosfato no carbono 5′ do próximo nucleotídeo, processo que libera pirofosfato e é catalisado por polimerases, resultando em uma cadeia polar com direção 5′
′.