Contente
- As quatro bases nitrogenadas
- Regra de Chargaffs
- Regra dos Chargaffs explicada
- Usando regras complementares de emparelhamento básico
O ácido desoxirribonucléico (DNA) é o que codifica para todos celular informação genética na Terra. Toda a vida celular, desde a menor bactéria até a maior baleia do oceano, usa o DNA como material genético.
Nota: Alguns vírus usam o DNA como material genético. No entanto, alguns vírus usam RNA.
O DNA é um tipo de ácido nucleico composto de muitas subunidades chamadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo possui três partes: um açúcar ribose de 5 carbonos, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. Dois vertentes complementares do DNA se juntam graças à ligação de hidrogênio entre as bases nitrogenadas que permitem que o DNA crie uma forma de escada que se torce na famosa dupla hélice.
Sua ligação entre as bases nitrogenadas que permite a formação dessa estrutura. No DNA, existem quatro opções de base nitrogenada: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). Cada base só pode se unir, A com T e C com G. Isso é chamado de regra complementar de emparelhamento básico ou Regra de cobranças.
As quatro bases nitrogenadas
Nas subunidades de nucleotídeos de DNA, existem quatro bases nitrogenadas:
Cada uma dessas bases pode ser dividida em duas categorias: bases de purina e bases de pirimidina.
Adenina e guanina são exemplos de bases de purina. Isso significa que sua estrutura é um anel de seis átomos contendo nitrogênio unido a um anel de cinco átomos contendo nitrogênio que compartilha dois átomos para combinar os dois anéis.
Timina e citosina são exemplos de bases de pirimidina. Essas bases são constituídas por um único anel de seis átomos contendo nitrogênio.
Nota: O RNA substitui a timina por uma base de pirimidina diferente chamada uracil (U).
Regra de Chargaffs
A regra de Chargaffs, também conhecida como regra complementar de emparelhamento de bases, afirma que os pares de bases de DNA são sempre adenina com timina (A-T) e citosina com guanina (C-G). Uma purina sempre emparelha com uma pirimidina e vice-versa. No entanto, A não emparelha com C, apesar de ser uma purina e uma pirimidina.
Essa regra recebeu o nome do cientista Erwin Chargaff, que descobriu que existem concentrações essencialmente iguais de adenina e timina, além de guanina e citosina em quase todas as moléculas de DNA. Essas proporções podem variar entre organismos, mas as concentrações reais de A são sempre essencialmente iguais a T e iguais a G e C. Por exemplo, em humanos, existem aproximadamente:
Isso suporta a regra complementar de que A deve emparelhar com T e C deve emparelhar com G.
Regra dos Chargaffs explicada
Por que esse é o caso?
Tem a ver com o ligação de hidrogênio que une as cadeias complementares de DNA junto com o espaço disponível entre os dois fios.
Em primeiro lugar, existem cerca de 20 Å (angstroms, onde um angstrom é igual a 10-10 metros) entre duas cadeias complementares de DNA. Duas purinas e duas pirimidinas juntas ocupariam muito espaço para caber no espaço entre os dois fios. É por isso que A não pode se ligar a G e C não pode se ligar a T.
Mas por que você não pode trocar quais ligações de purina com qual pirimidina? A resposta tem a ver com ligação de hidrogênio que conecta as bases e estabiliza a molécula de DNA.
Os únicos pares que podem criar ligações de hidrogênio nesse espaço são adenina com timina e citosina com guanina. A e T formam duas ligações de hidrogênio, enquanto C e G formam três. São essas ligações de hidrogênio que unem as duas cadeias e estabilizam a molécula, o que lhe permite formar a dupla hélice em forma de escada.
Usando regras complementares de emparelhamento básico
Conhecendo essa regra, você pode descobrir a cadeia complementar de uma única cadeia de DNA baseada apenas na sequência do par de bases. Por exemplo, digamos que você saiba a sequência de uma fita de DNA que é a seguinte:
AAGCTGGTTTTGACGAC
Usando as regras complementares de emparelhamento de base, você pode concluir que a cadeia complementar é:
TTCGACCAAAACTGCTG
As cadeias de RNA também são complementares, com a exceção de que o RNA usa uracil em vez de timina. Portanto, você também pode inferir a cadeia de mRNA que seria produzida a partir dessa primeira cadeia de DNA. Seria:
UUCGACCAAAACUGCUG