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Par de bases

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição do par de bases

Os pares de bases se referem aos conjuntos de nucleobases ligadas a hidrogênio que compõem os ácidos nucleicos DNA e RNA. Eles foram descritos pela primeira vez pelo Dr. Francis Crick e pelo Dr. James Watson, que são mais conhecidos por descobrir o helicoidal, “torça”, estrutura do DNA (1953). Nesse momento, o DNA também foi identificado como a fonte de transferência de material que ocorre durante a divisão celular. Em seu modelo, Watson e Crick previram que os dois fios de DNA são capazes de se entrelaçar com a ajuda de ligações de hidrogênio que cumprem as regras.

Dando um passo para trás, nosso DNA é composto por quatro tipos de nucleobases: adenina, timina, guanina e citosina. Os nucleotídeos podem ser pensados como os “blocos de construção” biológicos que criam e sustentam a vida. Cada um contém uma base nitrogenada, um açúcar (desoxirribose no DNA) e um grupo fosfato. Os grupos de açúcar e fosfato formam a “espinha dorsal” hidrofílica da hélice do DNA, enquanto as bases nitrogenadas apontam para o núcleo hidrofóbico não polar e hidrofóbico. A adenina e a guanina pertencem a uma classe chamada “Purines”, enquanto a citosina e a timina pertencem ao grupo “pirimidina”. Essas bases aderem juntas após um conjunto de regras específicas de pares de bases discutidas abaixo.

Na foto, é uma animação virtual da hélice de DNA de fita dupla.

Grupos de purina e pirimidina

  • Bases de purina = adenina + guanina são “puras como ouro”.
  • Bases de pirimidina = citosina + timina

Regras de pares de bases no DNA

Os pares de bases Watson & Crick seguem uma regra específica de ligação de hidrogênio. No emparelhamento complementar, um purine liga com uma base nucleica de pirimidina. No DNA, especificamente, a adenina apenas combina com timina para formar duas ligações de hidrogênio. Em outras palavras, esse par forma um forte “vínculo duplo” que garante que os dímeros sejam mantidos unidos. A citosina e a guanina, por outro lado, formam três ligações de hidrogênio que permitem um elo mais curto e mais rígido. Essas bases nitrogenadas são de natureza plana, o que significa que são moléculas bastante planas e rígidas. Isso, é claro, tem o benefício de tornar o DNA uma estrutura robusta, que é tão importante que contém todo o nosso código genético que precisamos proteger e preservar.

Outra faceta importante dos pares de bases é que os dímeros resultantes são exatamente da mesma dimensão e ocupam a mesma quantidade de espaço tridimensional. Isso permite que o DNA assuma um “ajuste estérico” que determina uma estrutura helicoidal uniforme por toda parte. Embora as proporções de nucleotídeos C+G: A+T possam variar de organismo para organismo, o que permanece verdadeiro é que a quantidade de adenina no organismo sempre corresponde à quantidade de timina, bem como à citosina à guanina (chamada de “regra de Chargaff ”).

Ligações de hidrogênio do par de bases Watson-Crick

  • Adenina + timina = Formulário duas ligações de hidrogênio, entre oxigênio/hidrogênio e nitrogênio/hidrogênio.
  • Citosina + guanina = Forma três ligações de hidrogênio, entre oxigênio/hidrogênio (2) e nitrogênio/hidrogênio (1).
  • Lembre -se: doadores de ligação de hidrogênio são apenas aqueles com átomos H ligados a átomos eletronegativos nitrogênio ou oxigênio. Os aceitadores da ligação de hidrogênio são átomos eletronegativos com pelo menos um par de elétrons solitários.

Pares de bases no RNA

Embora o RNA também esteja em conformidade com as regras de pares de bases Watson-Crick, existem algumas diferenças estruturais importantes a serem observadas. Existem exemplos de DNA que é de fita simples, e o RNA que é de fita dupla (isto é, RNAi), mas normalmente, o RNA é considerado como fita única e DNA como fita dupla. Outras diferenças a serem observadas são que o RNA contém ribose como base de açúcar e usa uracil em vez de timina. Como o uracil e a timina são estruturalmente semelhantes, ambos são capazes de basear o par de pares com a adenina de maneira semelhante. Da mesma forma, o RNA é muito mais curto que o DNA e pode ser encontrado em muitas formas, incluindo mRNA – que é a molécula incrível que é traduzida em todas as proteínas em nossas células e corpos.

A figura mostra diferenças estruturais entre RNA e DNA.

Questionário

1. Nomeie corretamente as bases de purina no DNA: A. citosina, timina B. guanina, adenina C. citosina, adenina D. timina guanina

Resposta à pergunta nº 1

B está correto. A adenina e a guanina são bases “purinas”. Como lembrete, “adenina e guanina são puras como ouro”. Ambas as nucleobases estão presentes no DNA e RNA.

2. Nomeie corretamente as bases de pirimidina no DNA: A. citosina, timina B. guanina, adenina C. citosina, adenina D. timina guanina

Resposta à pergunta nº 2

A está correto. Citosina e timina são bases de pirimidina. Eles eventualmente combinam com sua base de purina correspondente. Como lembrete, a timina é encontrada apenas no DNA, pois o RNA usa a base de uracil.

3. Quantas ligações de hidrogênio têm adenina e timina? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. A adenina e a timina formam duas ligações de hidrogênio. Este é um chamado “Bond duplo” que oferece um forte vínculo entre o par mais difícil de quebrar do que um único vínculo. Novamente, a timina é encontrada apenas no DNA.

4. Quantas ligações de hidrogênio a citosina e a guanina se forma? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. A citosina e a guanina formam três ligações de hidrogênio. Este é um chamado “vínculo triplo” que empresta a esse par um forte porão difícil de quebrar.

Referências

  • Páginas de Biologia (2017). “Comparação de bases.” Recuperado 2017-05-09 de http://www.biology-pages.info/b/basepairing.html
  • Centro de Modelagem Biomolecular (2017). “Ligação de hidrogênio em pares de bases de DNA.” Escola de Engenharia de Milwaukee. Recuperado 2017-05-10 de http://cbm.msoe.edu/markmyweb/hydrogen%20bonding%20tutorial_mark.html
  • Chemguide (2017). “Transcrição – do DNA para o RNA.” A estrutura do RNA. Recuperado 2017-05-09 em http://www.chemguide.co.uk/organicprops/aminoacids/dna3.html
  • Universidade de Maine Umeche (2017). “Estrutura e propriedades de purinas e pirimidinas.” Departamento de Química. Recuperado 2017-05-10 de http://chemistry.umeche.maine.edu/chy431/basics/purpyrm.html

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