DNA e RNA: as moléculas da vida

OK, você deve saber o que é o DNA. Mas, conhece a sua estrutura? E o RNA? Conhece os fenômenos relacionados a estas moléculas? Então aprenda as particularidades de cada molécula e a diferença entre DNA e RNA!

As questões de biologia no Enem são relativamente previsíveis. Há temas que se repetem ao longo dos anos, como por exemplo, questões envolvendo citogenética. E, para entender esse ramo da biologia é essencial que você compreenda todos os processos envolvendo o DNA e RNA: estruturas, duplicação, transcrição e tradução.

Para aprender tudo isso, veja esta aula que preparamos para você! Compreender as questões envolvendo DNA e RNA é essencial para você se sair bem na prova de Biologia do Enem e conquistar aquela tão sonhada vaga na universidade.

O que é o DNA?

O ácido desoxirribonucleico – ou simplesmente DNA, é considerada a molécula da vida. Isso porque todas as células que conhecemos possuem DNA. Nesta molécula estão codificadas as características hereditárias de cada espécie e de cada indivíduo na forma de “receitas” de proteínas.

Veja na fotografia histórica os pesquisadores James Watson e Francis Crick junto a um modelo representando a estrutura do DNA. Eles dois foram os responsáveis por chegar à proposta aceita pela ciência para a estrutura do DNA.DNA e RNA - Watson e CrickA estrutura do DNA foi descrita pela primeira vez pelos dois cientistas em uma publicação da revista Nature em 1953. A descoberta foi tão revolucionária e possibilitou a evolução de tantos campos das ciências biológicas, que rendeu a Watson e Crick o prêmio Nobel de medicina em 1962.

Estrutura do DNA

O DNA é uma molécula formada de várias pequenas “pecinhas” (subunidades) chamadas de nucleotídeos. Estes nucleotídeos ligados entre si, formam dois filamentos unidos e torcidos que constituem o que chamamos de dupla hélice. Veja na imagem modelo de molécula de DNA:DNA e RNA - Modelo de molécula de DNACada nucleotídeo é composto por um açúcar de cinco carbonos (desoxirribose), um radical do ácido fosfórico (fosfato) e um composto cíclico com nitrogênio – a base nitrogenada.

Existem cinco tipos de bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) e uracila (U). Veja as representações dos diferentes nucleotídeos formados pelas bases nitrogenadas:DNA e RNA - moléculas dos quatro nucleotídeos

Confira na imagem acima a representação das moléculas dos quatro nucleotídeos que formam o DNA.

Os nucleotídeos se unem uns aos outros de duas maneiras: entre uma pentose e um fosfato (ligação pentose-fosfato), o que formará um dos filamentos torcidos da molécula – “o corrimão” da dupla-hélice do DNA; e através de pontes de hidrogênio que ligam duas bases nitrogenadas complementares, formando os “degraus” da dupla hélice.

Veja na imagem a seguir como são as ligações entre os nucleotídeos:DNA e RNA - ligações entre os nucleotídeos

Representação das ligações entre os nucleotídeos que formam a molécula de DNA.Por conta das características químicas das bases nitrogenadas, elas sempre se ligarão da seguinte maneira: adenina (A) liga com timina (T), e guanina (G) liga com citosina (C). Assim, em uma molécula de DNA, sempre teremos quantidades equivalente de A/T e C/G.

Mas, afinal, qual é a implicação dessas diferentes bases nitrogenadas em nosso DNA? É aí que está o pulo do gato! É justamente da combinação e do sequenciamento dessas diferentes bases nitrogenadas que surge nosso código genético. Através das sequências de pares de bases, formam-se “receitas”, que chamamos cientificamente de genes.

Os genes serão responsáveis por instruírem as células a produzirem diferentes tipos de proteínas, e consequentemente, gerarem as diferentes características de um indivíduo.

Duplicação de DNA

Muitas vezes o DNA presente dentro de uma célula precisa ser copiado ou duplicado. Isso acontece, por exemplo, quando a célula está se preparando para iniciar uma divisão celular. Na mitose (processo de divisão celular que produz duas células-filhas idênticas à célula mãe), por exemplo, a célula que está se preparando para se dividir irá precisar mandar uma cópia completa de seu código genético para cada célula-filha. Para isso, ela irá realizar a duplicação.

O processo de duplicação do DNA ocorrerá com o auxílio de enzimas que quebram as pontes de hidrogênio (como a helicase), separando os dois filamentos da dupla hélice.

Em cada filamento exposto, novos nucleotídeos serão encaixados (obedecendo ao emparelhamento A-T / C-G) com o auxílio de uma enzima chamada de DNA-polimerase. Dessa maneira, ao fim da duplicação, teremos duas moléculas de DNA produzidas a partir de uma.

Como cada uma das moléculas resultantes terá um filamento da molécula original, dizemos que a duplicação do DNA é semiconservativa. Para entender melhor o processo, veja a imagem a seguir:

DNA e RNA - Representação da duplicação de DNA
Representação da duplicação de DNA

Dificilmente o Enem cobrará o processo detalhado da duplicação do DNA. Ainda assim, não custa saber um pouquinho mais sobre esse processo, especialmente se você estiver pensando em disputar um vestibular mais concorrido. Para isso, veja este post, que contém várias dicas sobre DNA para você!

O que é RNA?

O RNA, ou ácido ribonucleico, é outra molécula imprescindível para o bom funcionamento das células. Ele ajuda o DNA a comandar e organizar o metabolismo celular. A molécula de RNA possui muitas semelhanças em relação à molécula de DNA, como ser formada por nucleotídeos. Porém, as moléculas de RNA possuem duas diferenças básicas:

Diferenças entre DNA e RNA
  • As moléculas de RNA são formadas por apenas um filamento (uma fita) composta por uma sequência de nucleotídeos. Essa fita pode dobrar-se sobre si mesma, formando estruturas tridimensionais.
  • O RNA também possui quatro bases nitrogenadas que irão compor quatro nucleotídeos diferentes. Assim como o DNA, o RNA possui adenina (A), guanina (G) e citosina (C). Porém, não possui timina (T). No lugar dessa base nitrogenada, ele terá a uracila (U). Assim, quando suas bases nitrogenadas formarem ligações, C se ligará com G – como no DNA, mas A se ligará com U.
DNA e RNA - molécula de RNA
Representação da molécula de RNA e das possíveis ligações de suas bases nitrogenadas.

Existem três tipos diferentes de RNA.

Tipos de RNA

RNAm ou RNA mensageiro: como seu próprio nome já diz, a função do RNAm é transportar mensagens. Imagine você que a molécula de DNA é enorme e contém uma infinidade de informações.

Ficaria inviável que ela circulasse pela célula “instruindo” as diferentes organelas celulares, certo? Por isso, o RNAm copia pequenos trechos (genes) e leva para o citoplasma onde eles serão lidos pela célula.

RNAr ou RNA ribossômico: o RNAr forma uma estrutura tridimensional que irá compor os ribossomos.

RNAt ou RNA transportador: O RNAt é um RNA capaz de transportar aminoácidos e ter códigos específicos para eles. Para isso ele possui três bases nitrogenadas expostas (o anticódon, que corresponde a um aminoácido) e transporta aminoácidos que serão utilizados para produzir as proteínas.

Transcrição do RNA

Como dito acima, para que “as ordens” do DNA sejam colocadas em prática pelas células, será necessário que ele produza RNA mensageiro. O processo de produção desse tipo de RNA é chamado de transcrição. Para formar um RNAm, enzimas irão quebrar as pontes de hidrogênio que ligam as bases nitrogenadas do DNA. Depois, seguindo o código do DNA no sentido 5’ a 3’, uma enzima chamada de RNA-polimerase irá encaixar os nucleotídeos que formam o RNA.

No RNA formado a partir do DNA ocorrerá a formação de códons, que nada mais são grupos de três bases nitrogenadas que formam um código para um determinado aminoácido (lembre-se que o RNA está envolvido na síntese de proteínas e que os aminoácidos são os monômeros que formam estas moléculas).

biomas brasileiros - transcrição do DNA
Esquema demonstrando a transcrição do DNA
Tradução do RNA

Para que a célula “leia” as instruções contidas no RNAm, ocorrerá o processo chamado de “tradução”. Traduzir o RNA significa transformar uma sequência de genes presentes no RNAm para uma sequência de aminoácidos em uma proteína (polipeptídeo).  Para isso, o RNAm produzido a partir do DNA migra do núcleo para o citoplasma e encontra os ribossomos.

Os ribossomos irão posicionar o RNAm de modo que seus códons fiquem expostos para que os RNAt presentes no citoplasma e seus andicódons (ou seja, sequências complementares à sequência de RNAm) possam se ligar. A medida que os RNAt se ligam ao RNAm através do ribossomo, eles criam sequências de aminoácidos que formarão as proteínas.

DNA e RNA - transcrição do RNA
Esquema demonstrando a transcrição do RNA.
Fonte: https://www.todamateria.com.br/sintese-proteica/

Para finalizar seu estudo sobre DNA e RNA, assista à revisão em vídeo da professora Juliana!

 

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Sobre o(a) autor(a):

Juliana é bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina e cursa o Mestrado em Educação na mesma instituição. Ministra aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007 e é coordenadora pedagógica do Blog do Enem.