Entendendo a estrutura de dupla hélice do DNA

Em biologia, “dupla hélice” é um termo usado para descrever a estrutura do DNA. Uma dupla hélice de DNA consiste de duas cadeias espirais de ácido desoxirribonucleico.A forma é semelhante à da escada em espiral. O DNA é umácido nucleicocomposto de bases nitrogenadas (adenina, citosina, guanina e timina), um açúcar de cinco carbonos (desoxirribose) e moléculas de fosfato. As bases nucleotídicas do DNA representam os degraus da escada, e as moléculas de desoxirribose e fosfato formam os lados da escada.

O DNA é enrolado emcromossomose fortemente compactado nonúcleode nossascélulas. O aspecto torcido do DNA é resultado das interações entre as moléculas que compõem o DNA e a água. As bases nitrogenadas que compõem os degraus da escada torcida são mantidas juntas por pontes de hidrogênio. A adenina é ligada com timina (AT) e pares de guanina com citosina (GC). Essas bases nitrogenadas são hidrofóbicas, o que significa que elas não têm afinidade com a água. Desde o citoplasma celulare citosol contêm líquidos à base de água, as bases nitrogenadas querem evitar o contato com fluidos celulares. As moléculas de açúcar e fosfato que formam a espinha dorsal do açúcar-fosfato da molécula são hidrofílicas, o que significa que elas são amadoras da água e têm afinidade com a água.

O DNA é disposto de tal forma que o esqueleto de fosfato e açúcar estão do lado de fora e em contato com o fluido, enquanto as bases nitrogenadas estão na porção interna da molécula. A fim de evitar ainda mais que as bases nitrogenadas entrem em contato comofluido celular , a molécula se torce para reduzir o espaço entre as bases nitrogenadas e os filamentos de fosfato e açúcar. O fato de os dois filamentos de DNA que formam a dupla hélice serem anti-paralelos ajuda a torcer a molécula também. Anti-paralelo significa que os filamentos de DNA correm em direções opostas, garantindo que os fios se encaixem bem juntos. Isso reduz o potencial de vazamento de fluido entre as bases.

A forma de dupla hélice permitea replicação do DNAea síntese de proteínas. Nesses processos, oDNAretorcido se desenrola e se abre para permitir que uma cópia do DNA seja feita. Na replicação do DNA, a hélice dupla desenrola e cada filamento separado é usado para sintetizar um novo filamento. À medida que os novos filamentos se formam, as bases são agrupadas até que duas moléculas de DNA de hélice dupla sejam formadas a partir de uma única molécula de DNA de dupla hélice. A replicação do DNA é necessária para que os processos demitoseemeioseocorram.

Na síntese de proteínas, a molécula de DNA étranscritapara produzir uma versão deRNAdo código de DNA conhecido como RNA mensageiro (mRNA). A molécula de RNA mensageiro é entãotraduzidapara produzirproteínas. Para que ocorra a transcrição do DNA, a dupla hélice do DNA deve desenrolar e permitir que uma enzima chamada RNA polimerase transcreva o DNA. O RNA também é um ácido nucléico, mas contém o uracilo de base em vez da timina. Na transcrição, pares de guanina com pares de citosina e adenina com uracilo formam o transcrito de RNA. Após a transcrição, o DNA se fecha e volta ao seu estado original.

O crédito pela descoberta da estrutura helicoidal dupla do DNA foi dado a James Watson e Francis Crick, que receberam o Prêmio Nobel por seu trabalho. Determinar a estrutura do DNA baseou-se em parte no trabalho de muitos outros cientistas, incluindo Rosalind Franklin. Franklin e Maurice Wilkins usaram a difração de raios-X para descobrir pistas sobre a estrutura do DNA. A foto de difração de raios-X do DNA tirada por Franklin, chamada “fotografia 51”, mostrou que os cristais de DNA formam uma forma de X no filme de raios-X. Moléculas com formato helicoidal têm esse tipo de padrão em X. Usando evidências do estudo de difração de raios X de Franklin, Watson e Crick revisaram seu modelo de DNA de hélice tripla proposto anteriormente para um modelo de dupla hélice para o DNA.

Evidências descobertas pelo bioquímico Erwin Chargoff ajudaram Watson e Crick a descobrir o pareamento de bases no DNA. Chargoff demonstrou que as concentrações de adenina no DNA são iguais às da timina, e as concentrações de citosina são iguais às da guanina. Com essa informação, Watson e Crick foram capazes de determinar que a ligação da adenina à timina (AT) e da citosina à guanina (CG) formam os degraus do DNA da forma de escada torcida. O backbone do açúcar-fosfato forma os lados da escada.

_Fonte:

• _{“A Descoberta da Estrutura Molecular do DNA – A Dupla Hélice.”Nobelprize.org, Nobel Media AB, 2014, www.nobelprize.org/educational/medicine/dna_double_helix/readmore.html.}