A guanina é uma das quatro bases nitrogenadas presentes no DNA e no RNA, juntamente com a adenina, citosina e timina (no DNA) ou uracila (no RNA). Ela possui uma estrutura molecular semelhante à adenina, sendo composta por um anel de purina com um grupo amina ligado a ele. A guanina desempenha um papel crucial na formação dos pares de bases complementares no DNA e RNA, sendo responsável por estabelecer ligações de hidrogênio com a citosina.
Além disso, a guanina também está envolvida em diversos processos biológicos, como a replicação do DNA, transcrição e tradução genética. Ela é essencial para a síntese de proteínas e na regulação de diversos genes no organismo.
Para compreender melhor a importância da guanina e sua função nos processos celulares, é fundamental entender a sua estrutura molecular e as interações que ela estabelece com outras moléculas. O treinamento em biologia molecular e genética é essencial para compreender o papel da guanina nos organismos vivos e sua relevância para a manutenção da vida.
Entendendo a guanina: sua definição e importância no organismo humano.
A guanina é uma das quatro bases nitrogenadas presentes no DNA, juntamente com a adenina, citosina e timina. Ela é responsável por codificar as informações genéticas que determinam as características dos seres vivos. A guanina também está presente no RNA, onde desempenha um papel crucial na síntese de proteínas.
A estrutura da guanina é composta por um anel de purina contendo átomos de carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. Sua estrutura molecular permite a formação de pontes de hidrogênio com a citosina, o que é essencial para a estabilidade da dupla hélice do DNA.
Na replicação do DNA, a guanina se emparelha sempre com a citosina, seguindo as regras da complementaridade das bases nitrogenadas. Esse processo é fundamental para garantir a transmissão correta das informações genéticas de uma geração para outra.
Além disso, a guanina desempenha um papel importante na regulação da expressão gênica, influenciando a síntese de proteínas específicas em resposta a estímulos internos e externos. Ela também está envolvida em processos celulares como a divisão celular e a reparação de danos no DNA.
Em resumo, a guanina é uma base nitrogenada essencial para a estrutura e funcionamento do material genético nos seres vivos. Sua importância no organismo humano é fundamental para a manutenção da vida e para a transmissão de características hereditárias de uma geração para outra.
Estrutura e função do DNA: entenda o papel fundamental dessa molécula na hereditariedade.
A guanina é uma das quatro bases nitrogenadas presentes no DNA, juntamente com a adenina, citosina e timina. Ela é responsável por formar pares de bases com a citosina, o que garante a estabilidade da molécula de DNA. A guanina possui uma estrutura cíclica de dupla anel e é classificada como uma purina.
Em relação à sua estrutura, a guanina é composta por um anel de purina ligado a um grupo fosfato e a um açúcar de desoxirribose. Ela se conecta à citosina por meio de três pontes de hidrogênio, formando a base GC (guanina-citosina) emparelhada com a base AT (adenina-timina).
As funções da guanina no DNA são essenciais para a transmissão de informações genéticas de uma geração para outra. Ela participa ativamente do processo de replicação do DNA, garantindo a fidelidade na duplicação das informações genéticas. Além disso, a guanina também desempenha um papel importante na regulação da expressão gênica e na síntese de proteínas.
Portanto, a guanina é uma base nitrogenada fundamental para a estrutura e função do DNA, desempenhando um papel crucial na hereditariedade e na transmissão de características genéticas de um organismo para seus descendentes.
Estrutura dos ácidos nucleicos: descubra como são formados os blocos de construção molecular.
Os ácidos nucleicos são moléculas essenciais para a vida, responsáveis pelo armazenamento e transmissão de informações genéticas. Eles são compostos por dois tipos principais de moléculas: o DNA (ácido desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico). A estrutura dos ácidos nucleicos é formada por unidades básicas chamadas nucleotídeos.
Cada nucleotídeo é composto por três partes principais: um grupo fosfato, um açúcar (ribose no caso do RNA e desoxirribose no caso do DNA) e uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas são moléculas que determinam a informação genética contida nos ácidos nucleicos. Existem quatro bases nitrogenadas no DNA: adenina, timina, citosina e guanina.
Guanina: características, estrutura, treinamento e funções.
A guanina é uma das quatro bases nitrogenadas presentes no DNA. Ela é uma purina, o que significa que possui uma estrutura de anel duplo. A guanina se emparelha com a citosina no DNA, formando uma ligação forte chamada de ligação de hidrogênio.
Na estrutura da guanina, podemos observar que ela possui um grupo amina e um grupo cetona, conferindo-lhe propriedades únicas. A guanina desempenha um papel crucial na replicação do DNA, pois garante a precisão na transmissão da informação genética durante a divisão celular.
Além disso, a guanina também está envolvida na síntese de proteínas, atuando como um dos blocos de construção moleculares essenciais para a formação de novas proteínas. Sua presença é fundamental para o correto funcionamento do organismo e a manutenção da homeostase.
Qual a idade da guanina, substância presente no DNA e RNA?
A guanina é uma substância presente no DNA e RNA, sendo uma das quatro bases nitrogenadas que compõem essas moléculas. Ela foi descoberta em 1846 por Julius Bodo Unger, um químico alemão, e desde então vem sendo estudada por cientistas de todo o mundo.
Em relação à sua estrutura, a guanina é uma molécula cíclica, formada por cinco átomos de carbono, cinco átomos de nitrogênio e um átomo de oxigênio. Ela se une à citosina no DNA, formando uma ligação de hidrogênio, e também está presente no RNA, desempenhando um papel fundamental na síntese de proteínas.
As principais funções da guanina incluem a codificação da informação genética, a regulação da expressão gênica e a participação na replicação do DNA. Além disso, ela também está envolvida em processos como a transcrição e tradução do material genético.
Em relação à sua idade, a guanina não possui um tempo específico de existência, pois é uma molécula que se mantém presente ao longo de toda a vida de um organismo. Ela é essencial para a transmissão da informação genética de uma geração para outra, garantindo a continuidade da vida.
Guanina: características, estrutura, treinamento e funções
A guanina é uma base nitrogenada que serve para a biossíntese de 5′-monofosfato de guanilato e deoxiguanilato 5′-monofosfato. Ambas as substâncias fazem parte, respectivamente, de RNA e DNA, que armazenam as informações genéticas das células.
O ácido ribonucleico (RNA) e o ácido desoxirribonucleico (DNA) são formados por nucleotídeos, que consistem em uma base de nitrogênio ligada a um grupo açúcar e fosfato.
A guanina, além de fazer parte dos ácidos nucléicos, em suas formas de nucleosídeo monofosfato, difosfato e trifosfatos (GMP, GDP e GTP) participa de processos como metabolismo energético, tradução do sinal intracelular, fisiologia dos fotorreceptores e fusão de vesículas.
Estrutura quimica
A estrutura química da guanina (2-amino-6-hidroxipurina) é um anel de purina heterocíclico, que consiste em um sistema de dois anéis unidos: um anel é pirimidina e o outro anel é imidazol.
O anel heterocíclico da guanina é plano e com algumas ligações duplas conjugadas. Além disso, possui duas formas tautoméricas, as formas ceto e enol, entre os grupos C-1 e N-6.
Caracteristicas
As características da guanina são as seguintes:
– A guanina é uma substância apolar. É insolúvel em água, mas é solúvel em soluções concentradas de ácidos ou bases fortes.
– Pode ser isolado como um sólido branco, com fórmula empírica C 5 H 5 N 5 O e peso molecular 151,3 g / mol.
– A propriedade de absorver luz a 260 nm de DNA é devida, em parte, à estrutura química da guanina.
– No DNA, a guanina forma três ligações de hidrogênio. O grupo carbonil C-6 é um aceitador de ligação de hidrogênio, o grupo N-1 e o grupo amino C-2 são doadores de ligação de hidrogênio.
Por esse motivo, é necessária mais energia para romper uma ligação entre uma guanina e uma citosina, do que a de uma adenina com uma timina, uma vez que o último par é unido por apenas duas ligações de hidrogênio.
– Na célula, é sempre parte dos ácidos nucléicos ou como GMP, GDP e GTP, nunca em sua forma livre.
Biossíntese
A molécula de guanina, como outras purinas, é sintetizada de novo a partir de 5-fosforibosil-1-pirofosfato (PRPP), por reações catalisadas por enzimas.
O primeiro passo é a adição de um grupo amino, da glutamina, ao PRPP e a 5-fosforibosilamina (PRA) é formada.
Posteriormente, em uma sequência ordenada, ocorre a adição de glicina, aspartato, glutamina, formato e dióxido de carbono ao PRA. Dessa maneira, um metabólito intermediário chamado inosina 5′-monofosfato (IMP) é formado.
Durante esse processo, é utilizada energia livre da hidrólise de ATP (5′-trifosfato de adenosina), que produz ADP (5′-difosfato de adenosina) e Pi (fosfato inorgânico).
Uma oxidação do IMP depende do NAD + (nicotinamida adenina dinucleotídeo), produz 5′-monofosfato de xantina (XMP). A adição subsequente de um grupo amino ao XMP produz a molécula de guanilato.
A regulação da biossíntese de guanilato é realizada no início, quando a PRA é formada, e no final, quando ocorre oxidação do IMP. A regulação ocorre através de feedback negativo: um nucleotídeo GMP inibe enzimas em ambos os estágios.
Durante a degradação metabólica dos nucleotídeos, as bases de nitrogênio são recicladas. O GMP é formado pela enzima hipoxantina-guanina fosforibosiltransferase, transferindo um grupo fosribosil do PRPP para a guanina.
Função
Como a guanina não está em sua forma livre, suas funções estão associadas a BPF, PIB e BPF. Alguns deles são mencionados abaixo:
– O 5′-trifosfato de guanosina (GTP) atua como um reservatório de energia livre. O grupo gama fosfato de GTP pode ser transferido para adenosina 5′-trifosfato (ADP), para formar ATP. Esta reação é reversível e é catalisada pela nucleosídeo difosfato cinase.
– GMP é a forma mais estável do nucleotídeo que contém guanina. Através da hidrólise, o GMP forma GMP cíclico (cGMP), que é um segundo mensageiro durante a sinalização intracelular, nas vias de tradução. Por exemplo, nas células fotorreceptoras e quimiorreceptoras do olfato.
– O cGMP participa do relaxamento dos vasos sanguíneos do músculo liso, durante a biossíntese de óxido nítrico nas células endoteliais.
– A hidrólise do GTP fosfato gama serve como fonte de energia livre para a biossíntese de proteínas nos ribossomos.
– As enzimas helicoidais precisam da energia livre da hidrólise de GTP para separar a dupla hélice do DNA, durante a replicação e transcrição do DNA.
– Nos neurônios do hipocampo , a ação dos canais de sódio dependentes de voltagem é regulada pela hidrólise de GTP ao PIB.
Doenças relacionadas
Altos níveis de ácido úrico no sangue e na urina foram associados a três defeitos metabólicos diferentes, que veremos abaixo.
Síndrome de Lesch-Nyhan
É caracterizada pela deficiência de HPRT (hipoxantina-guanina fosforibosil tranferase), uma enzima importante para a reciclagem de hipoxantina e guanina. Neste caso, os níveis de PRPP são aumentados e IMP e GMP não são formados, dois importantes reguladores do estágio inicial da síntese de purinas. Tudo isso favorece a nova biossíntese de purinas.
Atividade da PRPP sintase aumentada
Isso produz um aumento nos níveis de PRPP. Esse metabólito atua como um ativador da glutamina PRPP-amidotranferase, responsável pela síntese da 5-fosforibosilamina, aumentando a biossíntese de purinas de novo .
Síndrome de von Gierke
É uma doença relacionada ao armazenamento de glicogênio tipo I. Os pacientes que sofrem dessa síndrome apresentam uma glicose 6-fosfatase com defeito. Isso produz um aumento nos níveis de glicose 6-fosfato, que serve para a síntese de ribose 5-fosfato, via pentose fosfato.
O ribose-5-fosfato é o metabolito inicial da biossíntese do PRPP. Semelhante aos dois casos anteriores, isso leva a um aumento na biossíntese de novo de purinas.
O aumento do ácido úrico no sangue e na urina causa sintomas que são comumente conhecidos como gota. No caso da síndrome de Lesch Nyhan, os pacientes carecem completamente da atividade da enzima HPRP, o que leva à manifestação de outros sintomas que incluem paralisia e retardo mental.
O gene HPRP é encontrado no cromossomo X. Portanto, mutações nesse gene afetam os machos. Não há tratamento para tratar problemas neurológicos. Os sintomas associados ao aumento do ácido úrico são tratados com alopurinol.
Referências
- Dawson, R. et ai. 1986. Dados para pesquisa bioquímica. Clarendon Press, Oxford.
- Horton, R; Moran, L; Scrimgeour, G; Perry, M. e Rawn, D. 2008. Princípios de Bioquímica. 4ª Edição. Pearson Education
- Mathews, Van Holde, Ahern. 2001. Bioquímica. 3ª Edição
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- Nelson, DL e Cox, M. 1994. Lehninger. Princípios de Bioquímica. 4ª Edição Ed Omega
- Sigma-Aldrich. 2019. Folha química da guanina. Endereço na World Wide Web: sigmaaldrich.com.