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Ácidos Nucleicos são biocompostos, essenciais para os organismos vivos. Encontrados em duas formas – ácido desoxirribonucleico (DNA) e ácido ribonucleico (RNA) – essas cadeias de polímeros são compostas dos mesmos elementos básicos e nucleotídeos monômeros similares, porém com diferenças específicas relacionadas à forma e função.

Elementos Ácidos Nucleicos

Cada monômero de nucleotídeo, e portanto cada polímero de ácido nucléico, é composto de um grupo de cinco elementos. Estes elementos ligam-se para formar monossacarídeos, grupos fosfatados e nucleobases, também conhecidas como bases nitrogenadas. Tanto no RNA quanto no DNA o grupo fosfato é a mesma forma, mas existem diferenças nas bases nitrogenadas e nas moléculas de açúcar. Os cinco elementos necessários para construir uma cadeia de ácido nucleico são carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e fósforo. A adição de fósforo torna o ácido nucléico diferente de outras categorias de biocompostos, nomeadamente hidratos de carbono, lípidos e proteínas.

Monómeros Ácidos Nucleicos

As fórmulas químicas do monómero ácido nucléico mostram as quantidades de cada elemento. Os monômeros nucleotídeos são nomeados de acordo com o tipo de base nitrogenada que eles contêm. Quando livres, estes monômeros podem ter grupos de fosfato extra e ser encontrados em formas de difosfato, trifosfato, ou polifosfato. Após a formação de um RNA ou polímero de DNA, grupos adicionais de fosfato são liberados, deixando apenas um ligado ao monossacarídeo. A combinação de ribose ou desoxirribose e grupo fosfato forma a espinha dorsal do açúcar-fosfato. A base nitrogenada é ligada à molécula de açúcar. A adição de um grupo fosfato ao nucleósido criado pelo açúcar e a base nitrogenada forma um nucleotídeo. O monômero nucleotídeo, portanto, tem várias estruturas especificamente chamadas – a espinha dorsal do açúcar-fosfato, o nucleósido, e as moléculas singulares de base nitrogenada, açúcar pentose, e grupo fosfato.

Em ácidos nucléicos, os açúcares pentose vêm em duas formas diferentes, ribose e desoxirribose. A primeira possui uma molécula de oxigênio adicional, que, em combinação com hidrogênio, forma um grupo hidroxila. Esta característica está ausente na deoxirribose.

Bases nitrogenadas são categorizadas de acordo com o tamanho. As formas com duplo anel, chamadas purinas, são maiores e mais longas e contêm cinco átomos de nitrogênio. As formas aneladas simples, conhecidas como pirimidinas, contêm entre dois e três átomos de nitrogênio e são menores e mais curtas. Isto é importante na característica de dupla corda do DNA e no processo de tradução, uma vez que apenas certos pares de bases nitrogenadas são possíveis (pares Watson-Crick). Estes mantêm dois cordões equidistantes um do outro. Uma mnemônica para ajudar a lembrar quais nucleotídeos pertencem a qual grupo é a frase “Puro Como Ouro”; é evidente que as bases restantes pertencem ao grupo pirimidina. Isto também nos diz que adenina e guanina não podem criar um vínculo de dupla cadeia. No RNA, outras combinações de bases são possíveis e são conhecidas como pares não-Watson-Crick.

Em pares Watson-Crick, bases maiores, adenina, e guanina nunca se emparelharão uma com a outra. Similarmente, os purines não se conectam entre si (citosina, timina e uracil). No DNA, adenina apenas se emparelha com timina e guanina com citosina. No RNA, adenina se emparelha com uracilo e guanina com citosina.

As imagens seguintes mostram a estrutura química de cada tipo de monômero, onde a forma pentagonal do monossacarídeo e seu grupo fosfato ligado e nucleobase específica são claramente definidos.

Adenosina Monofosfato (AMP): C10H14N5O7P

Esta fórmula química representa a soma da adenina base purina (C5H5N5), ribose (C5H10O5), e ácido fosfórico (H3PO4), onde as reacções de condensação nos locais de ligação da molécula perdem duas moléculas de água (2H20). Esta é a forma de RNA.

Deoxiadenosina Monofosfato (dAMP): C10H14N5O6P

Esta fórmula química representa a soma da adenina base purina (C5H5N5), desoxirribose(C5H10O4), e ácido fosfórico (H3PO4), onde as reacções de condensação nos locais de ligação da molécula perdem duas moléculas de água (2H20). Esta é a forma de DNA.

Monofosfato de guanosina (GMP): C10H14N5O8P

A soma da guanina base purina (C5H5N5O), ribose (C5H10O5), e ácido fosfórico (H3PO4), onde as reacções de condensação nos locais de ligação da molécula perdem duas moléculas de água (2H20). Esta é a forma de RNA.

Deoxiganosina Monofosfato (dGMP): C10H14N5O7P

A soma da guanina base purina (C5H5N5O), desoxirribose (C5H10O4), e ácido fosfórico (H3PO4), onde as reacções de condensação nos locais de ligação da molécula perdem duas moléculas de água (2H20). Esta é a forma de DNA.

Uridina Monofosfato (UMP): C9H13N2O9P

A soma do uracilo de base pirimidina (C4H4N2O2), ribose (C5H10O5), e ácido fosfórico (H3PO4), onde as reacções de condensação nos locais de ligação da molécula perdem duas moléculas de água (2H20). Somente encontrado em RNA.

Cytidine Monophosphate (CMP): C9H14N3O8P

A soma da citosina base de pirimidina (C4H5N3O), ribose (C5H10O5), e ácido fosfórico (H3PO4), onde as reacções de condensação nos locais de ligação da molécula perdem duas moléculas de água (2H20). Esta é a forma de RNA.

Deoxicitidina Monofosfato (dCMP): C9H14N3O8P

A soma da citosina base pirimidina (C4H5N3O), desoxirribose (C5H10O4), e ácido fosfórico (H3PO4), onde as reacções de condensação nos locais de ligação da molécula perdem duas moléculas de água (2H20). Esta é a forma de DNA.

Thymidine Monophosphate (TMP): C10H15N2O8P

A soma da base pirimidina timina (C5H6N2O2), desoxirribose (C5H10O4), e ácido fosfórico (H3PO4), onde as reacções de condensação nos locais de ligação da molécula perdem duas moléculas de água (2H20). Somente encontrado no DNA.