28
|
PARTE 1 ESTRUTURA DE MACROMOLÉCULAS
os átomos de carbono desse arranjo lembram a letra S; por isso, essa conformação é às vezes chamada conformação-Sul. Na segunda torção comum, C3’ é deslocada em direção à face endo e é chamada C3’-endo. Os carbonos da pentose desenham uma letra N, produzindo a conformação-Norte. É notável que os grupos ligados ao açúcar fiquem em orientações muito diferentes em cada uma dessas conformações. Por exemplo, grupos 5’- e 3’-fosfatos ficam muito mais afastados na torção C2’-endo do que na C3’-endo. A orientação da ligação glicosídica também muda significativamente nas duas conformações. Conformações C2’-endo e C3’-endo estão em rápido equilíbrio. Um substituinte eletronegativo na posição 2’ da pentose favorece a conformação C3’-endo. Portanto, ribonucleosídeos em RNA preferem essa torção do açúcar. Fatores adicionais como pontes de hidrogênio entre o grupo 2’-OH e o átomo O4’ do resíduo vizinho deslocam o equilíbrio para a conformação C3’-endo. Entretanto, os 2’-desoxinucleosídeos do DNA contêm um hidrogênio em lugar do grupo 2’-OH, e a conformação C2’-endo é preferida. As bases em nucleosídeos são planas. Embora rotação livre em torno da ligação glicosídica seja possível, duas orientações da base em relação ao açúcar predominam (Figura 2.7). Em purinas, a conformação anti coloca H8 sobre o açúcar, enquanto a conformação syn posiciona esse átomo longe do açúcar e a maior parte da purina bicíclica sobre o açúcar. Em pirimidinas, o átomo H6 fica acima do anel de pentose na conformação anti, e o átomo O2, maior, fica acima do anel na conformação glicosídica syn. Pirimidinas, portanto, mostram uma grande preferência pela conformação com menos impedimento estérico anti. Purinas rapidamente se interconvertem entre as duas conformações, mas favorecem a orientação anti. Contudo, guanina 5’-nucleotídeos são exceções. Nesses casos, interações favoráveis entre o grupo 2-NH2 e o grupo 5’-fosfato estabilizam a conformação syn. 2’-Desoxiguanosina 5’-monofosfato (dGMP), por exemplo, prefere a conformação glicosíP O
base
O
7.0 Å
C-2� ���� “Sul”
P O
P O 5.9 Å
O
base
P O C-3� ���� “Norte”
FIGURA 2.6 Conformações preferenciais de açúcares pentoses. Duas conformações produzem variações na orientação relativa da base (com relação ao açúcar) e na distância entre os grupos 3’- e 5’-fosfato (P). Finalmente, essas diferenças afetam a conformação geral do complexo dupla-hélice.
BioQ.02 28
H H
HO
NH2
6
N N
O
2
O
HO
H N
O
O
anti
syn H O
H HO
O
HO
H
OH
OH
8
NH2
N
N N
N N
O
N H
H 2N
N
N NH2
HO
OH anti
N
O
HO
H
OH
syn
FIGURA 2.7 Conformações glicosídicas de purinas e pirimidinas. Em pirimidinas, fatores estéricos entre o açúcar e O2 da base desfavorecem fortemente a conformação syn. Em purinas, as conformações anti e syn se interconvertem facilmente, com anti sendo mais estável na maioria dos casos. A conformação syn é estabilizada em guanosina 5’-fosfato, devido a interações favoráveis entre o grupo 2-NH2 e os oxigênios do fosfato.
dica syn. Essa preferência também foi observada em DNA fita-dupla com seqüências de Gs e Cs alternados. A conformação syn dos resíduos G nesses DNAs resulta na formação de uma hélice pouco usual, que gira para a esquerda (ver p. 40).
2.3 | ESTRUTURA DO DNA Estrutura Polinucleotídica Ácidos nucléicos são fitas de nucleotídeos ligados por ligações fosfodiéster (Figura 2.8). O comprimento dessas fitas varia consideravelmente, de dois resíduos a centenas de milhões de resíduos. Tipicamente, fitas de ácidos nucléicos contendo ≤50 nucleotídeos são chamados oligonucleotídeos, enquanto os mais longos são polinucleotídeos. A ligação fosfodiéster liga o grupo 5’-hidroxila de um resíduo ao grupo 3’-hidroxila do seguinte. Ligações entre dois 5’-OHs ou dois 3’-OHs não são vistas em DNA de ocorrência natural. A direcionalidade dessa ligação significa que oligo- e polinucleotídeos lineares têm uma extremidade que termina em um 5’-OH e outra que termina em 3’-OH. Essas extremidades são extremidade 5’ e extremidade 3’, respectivamente. Em muitos polinucleotídeos, uma ou ambas as extremidades são quimicamente modificadas com resíduos de grupos fosfatos ou aminoácidos. Polinucleotídeos circulares não têm nenhuma extremidade livre, e são formados unindo-se a extremidade 5’ de um polinucleotídeo linear com sua própria extremidade 3’ por uma ligação fosfodiéster.
22.01.07 16:20:54