Ácidos Nucléicos

Ácidos Nucléicos, Desoxirribonucléicos e Ribonucléicos

Um ácido nucléico tem a capacidade de guardar informações, de replicação, de gerar diversificação de atividades numa célula, de catalisar, de unir gerações pelo processo de hereditariedade e de dirigir a síntese de outras macromoléculas (proteínas).

O RNA foi provavelmente o primeiro tipo de ácido nucléico a surgir na natureza. Sua estrutura mais simples, a diversidade de tipos, a capacidade de auto-replicação, a ação catalítica encontrada em certos RNA aponta para a condição de molécula hereditária primordial. O DNA foi na verdade uma cria do RNA de algumas células primitivas que ganharam com isso maior estabilidade e durabilidade do seu material em dupla hélice. Com essa nova invenção das células era possível aumentar consideravelmente o tamanho dos ácidos nucléicos e assim, estocar mais informações e a partir daí desencadear a síntese de um maior arsenal de proteínas que tornou o metabolismo celular mais complexo, diversificado e conseqüente eficiência no seu funcionamento.

Embora a ordem de surgimento das moléculas informacionais tenha sido: RNA ⇒ DNA ⇒ PROTEÍNA, sabemos que as células modernas transferem a informação biológica da forma: DNA ⇒ RNA ⇒ PROTEÍNAS. Essa seqüência de eventos é considerada o DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR

Acidos nucléicos

Paralelamente à investigação dos mistérios dos átomos por parte dos físicos, os bioquímicos e os especialistas em genética aprofundaram-se nos segredos da matéria viva até descobrirem que a atividade desta é regida por moléculas extraordinariamente complexas em sua estrutura e notáveis por suas propriedades: os ácidos nucléicos, que constituem a base da herança biológica.

Os ácidos nucléicos são as substâncias responsáveis pela transmissão da herança biológica: as moléculas que regem a atividade da matéria viva, tanto no espaço (coordenando e dirigindo a química celular por meio da síntese de proteínas) como no tempo (transmitindo os caracteres biológicos de uma geração a outra, nos processos reprodutivos).

Composição e natureza química

Já no segundo quartel do século XIX o cientista suíço Friedrich Miescher isolou uma substância procedente dos núcleos celulares, à qual chamou nucleína, que passou a ser chamada mais tarde de ácido nucléico, por seu forte grau de acidez. Mas só quando já ia avançado o século XX demonstrou-se que essa substância era na realidade o suporte da herança dos caracteres nos seres vivos. Em 1944, as experiências de Oswald Theodore Avery, Colin M. MacLeod e Maclyn McCarty determinaram que um dos ácidos nucléicos, o ADN ou ácido desoxirribonucléico, podia transferir uma característica biológica de uma bactéria (no caso, um pneumococo) para outra, característica ausente antes da transmissão.

Em 1954, James Dewey Watson e Francis Harry Comptom Crick propuseram a estrutura de dupla hélice para explicar a disposição dos átomos na molécula de ADN. No começo da década de 1960, os franceses François Jacob e Jacques Monod postularam o possível papel de outro ácido nucléico, o chamado ácido ribonucléico mensageiro (ARNm), na célula, como transmissor e executor das instruções contidas no ADN.

Os ácidos nucléicos são moléculas longas e complexas, de elevado peso molecular, constituídas por cadeias de unidades denominadas mononucleotídeos. Estes se compõem de um carboidrato ou açúcar de cinco átomos de carbono (uma pentose), de estrutura cíclica pentagonal, ao qual se une por um de seus extremos uma molécula de ácido fosfórico e, por outro, uma base nitrogenada também de estrutura fechada, seja púrica (que tem dois anéis com vários átomos de nitrogênio unidos ao esqueleto carbonado), seja pirimidínica (que consta de um só anel hexagonal no qual se inserem átomos de nitrogênio, oxigênio e, em alguns casos, um radical metila, -CH3). Os componentes variáveis nos mononucleotídeos são as bases, das quais há cinco tipos possíveis -- duas púricas, a adenina e a guanina, e três pirimidínicas, a citosina, a uracila e a timina --, e nessa variabilidade reside o caráter "informativo" dos ácidos nucléicos e sua funcionalidade como moléculas codificadoras de informação biológica.

O açúcar ou pentose pode ser de duas classes: em forma de ribose desoxigenada ou desoxirribose, que é a que constitui o esqueleto do ADN, ou, em sua variedade normal, conhecida simplesmente como ribose, própria do ARN. No primeiro caso, originam-se desoxirribonucleotídeos; no segundo, ribonucleotídeos.

Os mononucleotídeos se unem entre si para compor, como já foi dito, longas cadeias de centenas ou milhares de unidades que se dispõem em forma de estruturas filamentosas helicoidais, de dupla hélice no caso de ADN e de hélice simples no ARN. A borda de cada hélice é integrada pelas pentoses, que se engancham umas nas outras através dos restos de ácido fosfórico, enquanto o contato entre uma hélice e outra se efetua pelo estabelecimento de enlaces por parte das bases nitrogenadas, obedecendo a determinadas leis bioquímicas. Cada enlace é, pois, o resultado da interação de um par de bases, cada uma das quais correspondente a uma das hélices. O acoplamento das bases não é arbitrário e atende a exigências espaciais, químicas e estruturais muito precisas. Sempre se emparelham uma base púrica e uma pirimidínica: a adenina sempre com a timina ou uracila, e a guanina com a citosina.

Sequência e função genética

A sequência dos ácidos nucléicos é específica e característica de cada ser vivo. Em tal seqüência radicam-se em suma a individualidade e as diferenças existentes entre os organismos. As cinco bases, combinadas em todas as seqüências imagináveis, com ou sem repetições e sem limite teórico de extensão, dão lugar a uma série infinita de distintas cadeias possíveis. As cadeias são representadas pelas iniciais maiúsculas de cada base na ordem de seqüência característica; por exemplo: AATCAGCTTTACGC. Logicamente, essa representação corresponde a uma das hélices; a da outra hélice será complementar, levando-se em conta os emparelhamentos antes indicados (adenina, A, com timina, T, e guanina, G, com citosina, C, no que se refere a ADN). Assim no exemplo proposto, a complementar seria TTAGTCGAAATGCG.

A composição anteriormente detalhada é universal e válida para todos os seres vivos, desde o vírus até o homem, o que reflete um fato importante: a unidade básica da estrutura da vida na Terra.