Adenina: estrutura, biossíntese, funções

A adenina é uma das quatro bases nitrogenadas presentes no DNA e no RNA, sendo responsável por códigos genéticos e transferência de informações genéticas. Sua estrutura molecular é composta por um anel de purina e é essencial para a formação de nucleotídeos, que são os blocos de construção dos ácidos nucleicos. A biossíntese da adenina ocorre através de uma série de reações enzimáticas complexas, envolvendo a conversão de precursores como o ácido orótico em intermediários como o inosinato. Além disso, a adenina desempenha diversas funções fisiológicas no organismo, atuando na regulação do metabolismo, na produção de energia e no funcionamento adequado do sistema nervoso.

Qual é o papel desempenhado pela adenina no organismo humano?

A adenina é uma das bases nitrogenadas presentes no DNA e no RNA, desempenhando um papel fundamental no organismo humano. Ela é essencial para a síntese de proteínas e ácidos nucleicos, sendo um dos componentes básicos da estrutura genética de todos os seres vivos.

A adenina é uma molécula que possui uma estrutura cíclica de cinco átomos de carbono, tornando-a uma base purínica. Ela é sintetizada a partir de precursores como o ácido aspártico e a ribose, sendo um processo essencial para a replicação do DNA e a transcrição do RNA.

Além disso, a adenina desempenha um papel importante na regulação do metabolismo celular, atuando como um mensageiro químico em diversas vias metabólicas. Ela também está envolvida na produção de energia nas células, participando do processo de síntese de ATP, a principal molécula de energia do organismo.

Portanto, podemos concluir que a adenina é uma molécula essencial para o funcionamento adequado do organismo humano, desempenhando funções vitais relacionadas à síntese de proteínas, regulação metabólica e produção de energia.

As três principais funções dos ácidos nucleicos: descubra a importância dessas moléculas.

Os ácidos nucleicos são moléculas essenciais para a vida, desempenhando diversas funções vitais em organismos vivos. Existem três principais funções dos ácidos nucleicos: armazenamento de informações genéticas, transmissão de informações genéticas e síntese de proteínas.

O armazenamento de informações genéticas é uma das funções mais importantes dos ácidos nucleicos. Eles contêm a informação genética de um organismo, que é essencial para a hereditariedade e para a manutenção das características de um ser vivo. A molécula de DNA é responsável por armazenar essa informação de forma precisa e segura.

A transmissão de informações genéticas é outra função crucial dos ácidos nucleicos. Durante a replicação do DNA, as informações genéticas são passadas de uma célula para outra, garantindo a continuidade e a integridade do material genético. Esse processo é fundamental para a reprodução e para a manutenção da diversidade genética.

A síntese de proteínas é a terceira função importante dos ácidos nucleicos. O RNA mensageiro (mRNA) é responsável por transportar as informações genéticas do DNA para o citoplasma, onde ocorre a síntese de proteínas. Essas proteínas são essenciais para o funcionamento celular e desempenham diversas funções no organismo.

Adenina é uma das quatro bases nitrogenadas presentes no DNA e no RNA. Sua estrutura molecular consiste em um anel de purina ligado a uma ribose. A biossíntese da adenina ocorre por meio de diversas reações enzimáticas, que convertem precursores em intermediários até a formação final da base nitrogenada.

As funções da adenina incluem a formação de pares de bases com a timina no DNA e com a uracila no RNA. Esses pares de bases são essenciais para a estabilidade e a replicação do material genético. Além disso, a adenina desempenha um papel importante na regulação da expressão gênica e na síntese de proteínas.

Em resumo, os ácidos nucleicos desempenham funções vitais para a vida, incluindo o armazenamento e a transmissão de informações genéticas, bem como a síntese de proteínas. A adenina, como uma das bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos, é fundamental para esses processos e para a manutenção da integridade genética dos organismos vivos.

Funções dos nucleotídeos: transporte de energia, formação de DNA e RNA e sinalização celular.

Os nucleotídeos são moléculas essenciais para diversos processos celulares, desempenhando funções fundamentais como o transporte de energia, a formação de DNA e RNA, e a sinalização celular. Um dos nucleotídeos mais importantes é a Adenina, que possui uma estrutura característica e participa ativamente em processos bioquímicos vitais para o funcionamento adequado das células.

A Adenina é uma base nitrogenada que faz parte da composição dos nucleotídeos do DNA e RNA. Sua estrutura é composta por um anel de purina ligado a uma ribose, que por sua vez está ligada a um grupo fosfato. A biossíntese da Adenina ocorre a partir de precursores como o ácido aspártico e o fosforibosil pirofosfato, sendo um processo crucial para a replicação e transcrição do material genético.

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Além de sua participação na formação de ácidos nucleicos, a Adenina também desempenha um papel fundamental no transporte de energia celular. Através da molécula de ATP (adenosina trifosfato), a Adenina atua como uma fonte de energia imediata para as células, sendo essencial para processos metabólicos como a síntese de proteínas e contração muscular.

Outra função importante da Adenina é a sua atuação na sinalização celular. Através de mecanismos de transdução de sinais, a Adenina e seus derivados podem ativar vias de comunicação intracelular, desencadeando respostas fisiológicas específicas. Essa capacidade de sinalização é fundamental para a regulação de processos como o crescimento celular, diferenciação e resposta a estímulos do ambiente.

Em resumo, a Adenina desempenha papéis essenciais no metabolismo celular, atuando na formação de ácidos nucleicos, no transporte de energia e na sinalização celular. Sua estrutura única e suas funções biológicas a tornam uma molécula fundamental para a manutenção da homeostase e da funcionalidade dos organismos vivos.

Importância da timina no DNA: qual sua função e como influencia na replicação?

A timina é uma das quatro bases nitrogenadas presentes no DNA, ao lado da adenina, citosina e guanina. Sua importância no DNA é fundamental, pois é responsável por parear com a adenina durante a replicação do material genético.

A função da timina no DNA é a de formar pares de bases com a adenina, por meio de duas ligações de hidrogênio, o que garante a estabilidade da dupla hélice. Esse pareamento específico é crucial para a replicação do DNA, pois durante esse processo as duas cadeias do DNA se separam e cada uma serve de molde para a síntese de uma nova cadeia complementar. A presença da timina assegura que a informação genética seja corretamente copiada e transmitida para as novas células.

Além disso, a timina também desempenha um papel importante na proteção do DNA contra danos, atuando como um indicador de erros durante a replicação. Caso ocorra uma substituição incorreta de uma base nitrogenada, as enzimas responsáveis pela correção do erro reconhecem a inadequação do pareamento entre a timina e a adenina, permitindo assim que o erro seja corrigido.

Em resumo, a timina é essencial para a integridade e estabilidade do DNA, garantindo a correta replicação e transmissão da informação genética. Sua interação com a adenina durante a replicação é fundamental para a fidelidade do processo e para a manutenção da precisão genética ao longo das gerações.

Adenina: estrutura, biossíntese, funções

A adenina é o tipo de nucleobases purina encontrado em ácidos ribonucleicos (RNA) e desoxirribonucleico (ADN) de organismos vivos e vírus. Algumas das funções desses biopolímeros (RNA e DNA) são o armazenamento, replicação, recombinação e transferência de informações genéticas.

Para constituir os ácidos nucleicos, em primeiro lugar, o átomo de nitrogênio 9 da adenina forma uma ligação glicosídica com o carbono bruto 1 (C1 ′) da ribose (do RNA) ou da 2′-desoxirribose (do DNA). Deste modo, a adenina forma o nucleosídeo adenosina ou adenosina.

Adenina: estrutura, biossíntese, funções 1

Fonte: Pepemonbu [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Em segundo lugar, o grupo oxidrila (-OH) do carbono 5 ‘de açúcar (ribose ou 2′-desoxirribose) da adenosina forma uma ligação éster com um grupo fosfato.

Nas células vivas, dependendo do número de grupos fosfato presentes, pode ser adenosina-5′-monofosfato (AMP), adenosina-5′-difosfato (ADP) e adenosina-5′-trifosfato (ATP). Também existem equivalentes que possuem 2′-desoxirribose. Por exemplo, desoxiadenosina-5′-monofosfato (dAMP), etc.

Estrutura e características

A adenina, chamada 6-aminopurina, possui a fórmula empírica C 5 H 5 N 5 e tem um peso molecular de 135,13 g / mol, sendo purificada como um sólido amarelo fraco, com um ponto de ebulição de 360 ​​° C.

Sua molécula possui uma estrutura química de anel duplo com ligações duplas conjugadas, que é a fusão de uma pirimidina com um grupo imidazol. Por esse motivo, a adenina é uma molécula heterocíclica plana.

Tem uma solubilidade relativa de 0,10 g / mL (a 25 ° C), em soluções aquosas ácidas e básicas, com um pKa de 4,15 (a 25 ° C).

Por esse mesmo motivo, é capaz de ser detectado por absorbância a 263 nm (com um coeficiente de absorção de E 1,2 mM = 13,2 M -1 .cm -1 em 1,0 M HCl), zona do espectro eletromagnético correspondente ao ultravioleta próximo.

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Biossíntese

A biossíntese de nucleotídeos de purina é idêntica em praticamente todos os seres vivos. Começa com a transferência de um grupo amino da glutamina para o substrato 5-fosforibosil-1-pirofosfato (PRPP) e produz 5-fosforibosilamina (PRA).

Esta é uma reação catalisada pela glutamina-PRPP transferase, uma enzima chave na regulação dessa via metabólica.

Depois de adições sequenciais de aminoácidos glutamina, glicina, metenil-folato, aspartato, N 10 formil-folato PRA, incluindo a condensação e o fecho do anel, inosina-5′-monofosfato (IMP) ocorre, a unidade heterocíclico é hipoxantina (6-oxipurina).

Essas adições são impulsionadas pela hidrólise de ATP a ADP e fosfato inorgânico (Pi). Posteriormente, um grupo amino é adicionado ao IMP a partir do aspartato, em uma reação acoplada à hidrólise do trifosfato de guanosina (GTP), para finalmente gerar AMP.

O último exerce o controle dessa rota biossintética através de feedback negativo, atuando sobre as enzimas que catalisam a formação de PRA e a modificação do IMP.

Como na degradação de outros nucleotídeos, a base de nitrogênio dos nucleotídeos de adenosina passa por um processo chamado “reciclagem”.

A reciclagem envolve a transferência de um grupo fosfato do PRPP para a adenina e forma AMP e pirofosfato (PPi). É uma etapa única catalisada pela enzima fosforibosiltransferase da adenina.

Papéis no metabolismo oxidativo e redutor

A adenina faz parte de várias moléculas importantes no metabolismo oxidativo, que são as seguintes:

  1. Dinucleotídeo de flavina e adenina (FAD / FADH 2 ) e dinucleotídeo de nicotinamida e adenina (NAD + / NADH), que participam de reações de redução de oxidação através da transferência de íons hidretos (: H ).
  2. Coenzima A (CoA), que participa da ativação e transferência de grupos acil.

Durante o metabolismo oxidativo, o NAD + funciona como um substrato aceitador de elétrons (íons hidreto) e forma o NADH. Enquanto o FAD é um cofator que aceita elétrons e se torna FADH 2 .

Por outro lado, a adenina forma o fosfato de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADP + / NADPH), que participa da redução do metabolismo. Por exemplo, NADPH é um substrato doador de elétrons durante a biossíntese lipídica e desoxirribonucleotídeos.

A adenina faz parte das vitaminas. Por exemplo, a niacina é o precursor do NAD + e NADP + e a riboflavina é o precursor do FAD.

Funções na expressão gênica

A adenina faz parte da S-adenosilmetionina (SAM), que é um doador de radical metil (-CH 3 ) e participa da metilação dos resíduos de adenina e citosina em procariontes e eucariotos.

Nos procariontes, a metilação fornece um sistema de reconhecimento de DNA próprio, protegendo o DNA de suas próprias enzimas restritivas.

Nos eucariotos, a metilação determina a expressão gênica; isto é, estabelece quais genes devem ser expressos e quais não. Além disso, as metilações de adenina podem marcar áreas de reparo do DNA danificado.

Muitas proteínas que se ligam ao ADN, tais como factores de transcrição, têm resíduos de ácidos aminados de glutamina e asparagina que formam ligações de hidrogénio com o N – átomo 7 de adenina.

Funções no metabolismo energético

A adenina faz parte do ATP, que é uma molécula com alta energia; isto é, sua hidrólise é exergônica e a energia livre de Gibbs é um valor alto e negativo (-7,0 Kcal / mol). Nas células, o ATP participa de muitas reações que requerem energia, como:

– Reforçar as reações químicas endergônicas catalisadas por enzimas que participam do metabolismo e anabolismo intermediários, através da formação de intermediários de alta energia ou reações acopladas.

– Promover a biossíntese de proteínas nos ribossomos, permitindo a esterificação de aminoácidos com seu correspondente RNA de transferência (tRNA), para formar o aminoacil-tRNA.

– Promover o movimento de substâncias químicas através das membranas celulares. Existem quatro tipos de proteínas de transporte: P, F, V e ABC. Os íons de transporte dos tipos P, F e V e o tipo ABC transportam substratos. Por exemplo, o ATP de classe P Na + / K + precisa de um ATP para bombear dois K + para dentro e três Na + para fora .

– Aumente a contração muscular. Ele fornece a energia que direciona o deslizamento dos filamentos de actina na miosina.

– Impulsionar o transporte nuclear. Quando a subunidade beta do receptor heterodimérico se liga ao ATP, ela interage com os componentes do complexo de poros nucleares.

Outras funções

A adenosina serve como um ligante de proteínas receptoras presentes nos neurônios e células do epitélio intestinal, onde atua como um mensageiro extracelular ou neuromodulador, quando ocorrem alterações no metabolismo da energia celular.

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A adenina está presente em poderosos agentes antivirais, como a arabinosiladenina (araA), que é produzida por alguns microorganismos. Além disso, está presente na puromicina, um antibiótico que inibe a biossíntese de proteínas e é produzido por microorganismos do gênero Streptomyces .

No AMP, serve como substrato de reações que geram o segundo mensageiro AMP cíclico (AMPc). Esse composto produzido pela enzima adenilato ciclase é essencial em grande parte das cascatas de sinalização intracelular, necessárias para a proliferação e sobrevivência celular, além de inflamação e morte celular.

O sulfato em seu estado livre não é reativo. Uma vez que entra na célula, torna-se adenosina-5′-fosfossulfato (APS) e, em seguida, 3′-fosfoadenosina-5′-fosfossulfato (PAPS). Nos mamíferos, o PAPS é o doador de grupos sulfato e forma ésteres de sulfatos orgânicos, como os da heparina e condroitina.

Na biossíntese de cisteína, a S-adenosilmetionina (SAM) serve como precursor da síntese da S-adenosil-homocisteína, que é transformada em cisteína por várias etapas, catalisadas por enzimas.

Síntese pré-biótica

As experiências mostraram que mantendo cianeto bloqueado hidrogénio (HCN) e amonco (NH 3 ), em condições semelhantes às laboratório prevalecente nos primórdios da Terra, ocorre no adenina mistura resultante. Isso ocorre sem a necessidade de qualquer célula viva ou material celular estar presente.

As condições pré-bióticas incluem ausência de oxigênio molecular livre, atmosfera altamente redutora, radiação ultravioleta intensa, grandes arcos elétricos, como os gerados em tempestades, e altas temperaturas. Isso pressupõe que a adenina foi a principal e mais abundante base de nitrogênio formada durante a química prebiótica.

Assim, a síntese de adenina constituiria uma etapa fundamental que possibilitaria a origem das primeiras células. Estes tinham que ter uma membrana que formava um compartimento fechado, dentro do qual seriam as moléculas necessárias para construir os primeiros polímeros biológicos necessários para a autoperpetuação.

Use como um fator de cultura celular e terapêutico

A adenina é, juntamente com outros compostos químicos orgânicos e inorgânicos, um ingrediente essencial da receita usada em todos os laboratórios de bioquímica, genética, biologia molecular e microbiologia do mundo, para o crescimento de células viáveis ​​no tempo.

Isso ocorre porque as variedades normais de células selvagens podem detectar e capturar a adenina disponível no ambiente circundante e usá-la para sintetizar seus próprios nucleosídeos de adenina.

Essa é uma forma de sobrevivência celular, que economiza recursos internos ao sintetizar moléculas biológicas mais complexas a partir de precursores simples retirados de fora.

Em modelos experimentais de doença renal crônica, os ratos apresentam uma mutação no gene da adenina fosforibosiltransferase que produz uma enzima inativa. A esses ratos são administradas soluções comerciais contendo adenina, citrato de sódio e glicose, por via intravenosa, para promover a recuperação rápida.

Este tratamento baseia-se no fato de que o PRPP, o metabólito inicial da biossíntese de purinas, é sintetizado a partir da ribose-5-fosfato pela via da pentose fosfato, cujo metabolito inicial é a glicose-6-fosfato. No entanto, muitas dessas soluções não são aprovadas por órgãos reguladores internacionais para uso humano.

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