Como a estrutura do DNA influencia sua função?

Ácido desoxirribonucléico, ou DNA, é o nome das macromoléculas nas quais as informações genéticas de todas as criaturas vivas estão contidas. Cada molécula de DNA consiste em dois polímeros em forma de uma dupla hélice e ligados por uma combinação de quatro moléculas especializadas chamadas nucleotídeos, ordenadas exclusivamente para formar combinações de genes. Essa ordem única atua como um código que define a informação genética de cada célula. Este aspecto da estrutura do DNA, portanto, define sua função primária - a de definição genética - mas quase todos os outros aspectos da estrutura do DNA influenciam suas funções.

Os quatro nucleotídeos que constituem o código genético do DNA são adenina (abreviado como A), citosina (C), guanina (G) e timina (T). Os nucleotídeos A, C, G e T em um lado da fita de DNA se conectam ao seu parceiro de nucleotídeo correspondente no outro lado. Os A's se conectam aos T's e os C's se conectam aos G's por ligações de hidrogênio intermoleculares relativamente fortes, formando os pares de bases que definem o código genético. Como você só precisa de um lado do DNA para manter a codificação, esse mecanismo de emparelhamento permite a reforma das moléculas de DNA em caso de dano ou no processo de replicação.

A maioria das macromoléculas de DNA tem a forma de duas fitas paralelas que se entrelaçam, chamadas de "dupla hélice". O "espinhas dorsais" das fitas são cadeias de moléculas alternadas de açúcar e fosfato, mas a geometria dessa espinha dorsal varia.

Três variações desta forma foram encontradas na natureza, das quais o B-DNA é o mais típico em humanos Seres., É uma espiral destra, como é o A-DNA, encontrado em DNA desidratado e em amostras de DNA replicantes. A diferença entre os dois é que o tipo A tem uma rotação mais estreita e maior densidade de pares de bases - como uma estrutura do tipo B enrugada.

A outra forma de DNA encontrada naturalmente nos seres vivos é o Z-DNA. Esta estrutura de DNA é muito diferente de A ou B-DNA por ter uma curva para a esquerda. Por ser apenas uma estrutura temporária ligada a uma extremidade do B-DNA, é difícil de analisar, mas a maioria dos cientistas acredita que atua como uma espécie de agente de balanceamento de contra-torção para B-DNA à medida que é comprimido na outra extremidade (em uma forma de A) durante a transcrição e replicação do código processar.

Ainda mais do que as ligações de hidrogênio entre os nucleotídeos, porém, a estabilidade do DNA é fornecida por interações de "empilhamento de bases" entre nucleotídeos adjacentes. Como todas as extremidades dos nucleotídeos, exceto as de conexão, são hidrofóbicas (o que significa que evitam a água), as bases se alinham perpendicularmente ao plano da estrutura do DNA, minimizar os efeitos eletrostáticos das moléculas ligadas ou interagindo com o exterior da fita (a "camada de solvatação") e, assim, fornecer estabilidade.

As diferentes formações nas extremidades das moléculas de ácido nucléico levaram os cientistas a atribuir às moléculas uma "direção". Todas as moléculas de ácido nucleico terminam em um grupo fosfato ligado ao quinto carbono de um açúcar desoxirribose em uma extremidade, chamada de "extremidade cinco primos" (extremidade 5 '), e com um grupo hidroxila (OH) na outra extremidade, chamada de "extremidade três primos" (3' fim). Como os ácidos nucléicos só podem ser transcritos e sintetizados a partir da extremidade 5 ', eles são considerados como tendo uma direção que vai da extremidade 5' para a extremidade 3 '.

Freqüentemente, na extremidade 5 'haverá uma combinação de pares de bases de timina e adenina, todos em uma fileira, chamada de "caixa TATÁ". Esses não estão inscritos como parte do código genético, mas sim para facilitar a divisão (ou "fusão") do DNA vertente. As ligações de hidrogênio entre os nucleotídeos A e T são mais fracas do que aquelas entre os nucleotídeos C e G. Assim, ter uma concentração dos pares mais fracos no início da molécula permite uma transcrição mais fácil.