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Questão de Bioquímica (Vestibular): Ácidos nucleicos - estrutura e estabilidade da dupla-hélice de DNA

Vestibular · Bioquímica · nível difícil

A temperatura de desnaturação (Tm) de uma molécula de DNA de fita dupla corresponde à temperatura na qual 50% das moléculas estão desnaturadas, isto é, com as fitas separadas. Essa propriedade é amplamente explorada em técnicas de biologia molecular, como a PCR, no desenho de primers.

Um pesquisador analisou dois fragmentos de DNA de mesmo tamanho (20 pares de bases), diferindo apenas na composição de bases:

Fragmento I: 70% das bases são guanina (G) e citosina (C).

Fragmento II: 70% das bases são adenina (A) e timina (T).

Considerando a estrutura química das bases nitrogenadas e o tipo de interação que mantém as duas fitas do DNA unidas, assinale a alternativa que apresenta corretamente a relação entre a Tm dos dois fragmentos e a justificativa bioquímica correta.

  1. O Fragmento I terá Tm maior, pois pares G-C formam três ligações de hidrogênio, enquanto pares A-T formam apenas duas, exigindo mais energia térmica para romper as interações do Fragmento I.
  2. O Fragmento II terá Tm maior, pois a adenina e a timina são bases púricas menores, o que aumenta o empilhamento entre as bases e estabiliza a dupla-hélice.
  3. Os dois fragmentos terão a mesma Tm, pois o número total de ligações de hidrogênio no DNA depende apenas do número de pares de bases, independentemente da sequência.
  4. O Fragmento II terá Tm maior, pois ligações de hidrogênio entre A-T são covalentes e, portanto, mais fortes do que as ligações iônicas formadas entre G-C.
  5. O Fragmento I terá Tm maior, pois a guanina e a citosina são bases pirimídicas que se ligam por pontes dissulfeto, mais resistentes ao calor do que as ligações de hidrogênio.

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Gabarito: A

Ideia central: a estabilidade térmica do DNA de fita dupla depende diretamente da proporção de pares G-C (3 ligações de hidrogênio) em relação aos pares A-T (2 ligações de hidrogênio); quanto mais G-C, maior a Tm.

Resolução passo a passo:

  1. As bases nitrogenadas do DNA se pareiam por complementaridade: adenina (purina) com timina (pirimidina), e guanina (purina) com citosina (pirimidina), conforme as regras de Watson-Crick.
  2. O par A-T é unido por 2 ligações de hidrogênio, enquanto o par G-C é unido por 3 ligações de hidrogênio.
  3. Quanto maior o número de ligações de hidrogênio entre as fitas, maior a energia necessária (calor) para separá-las, ou seja, maior a temperatura de desnaturação (Tm).
  4. Como o Fragmento I tem 70% de pares G-C, ele possui mais ligações de hidrogênio por par de bases do que o Fragmento II (70% A-T), logo apresenta Tm maior.

Por que as outras estão erradas:

Dica para a prova: memorize a regra prática 'GC = 3 pontes, forte e estável; AT = 2 pontes, fraco e instável' — quanto mais G-C, maior a Tm do DNA.

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