Regras de Chargaff
As regras de Chargaff afirmam que o DNA de qualquer espécie deve ter uma razão estequiométrica de 1:1 de bases purina e pirimidina (ou seja, A G = T C) e, mais especificamente, que a quantidade de guanina deve ser igual à de citosina e a quantidade de adenina deve ser igual à de timina. Esse padrão é encontrado em ambas as fitas do DNA. As regras foram descobertas pelo químico austríaco Erwin Chargaff,[1][2] no final dos anos 1940.
Definições
[editar | editar código-fonte]Primeira regra de paridade
[editar | editar código-fonte]A primeira regra sustenta que uma molécula de DNA de fita dupla, globalmente, tem igualdade de pares de bases percentuais: % A =%T e % G =%C. A validação rigorosa da regra constitui a base dos pares Watson-Crick no modelo de dupla hélice do DNA.
Segunda regra de paridade
[editar | editar código-fonte]A segunda regra sustenta que % A ≈%T e %G ≈% C são válidos para cada uma das duas fitas de DNA.[3] Isso descreve apenas uma característica global da composição de base em uma única fita de DNA.[4]
Pesquisa
[editar | editar código-fonte]A segunda regra de paridade foi descoberta em 1968.[3] Ela afirma que, no DNA de fita simples, o número de unidades de adenina é aproximadamente igual ao da timina (%A ≈ %T), e o número de unidades de citosina é aproximadamente igual ao da guanina (%C ≈ %G).
A primeira generalização empírica da segunda regra de paridade de Chargaff, chamada de Princípio de Simetria, foi proposta por Vinayakumar V. Prabhu[5] em 1993. Este princípio afirma que, para qualquer oligonucleotídeo, sua frequência é aproximadamente igual à frequência de seu oligonucleotídeo reverso complementar. Uma generalização teórica[6] foi derivada matematicamente por Michel E. B. Yamagishi e Roberto H. Herai em 2011.[7]
Em 2006, foi demonstrado que essa regra se aplica a quatro[2] dos cinco tipos de genomas de fita dupla; especificamente, ela se aplica aos cromossomos eucarióticos, aos cromossomos bacterianos, aos genomas virais de DNA de fita dupla e aos cromossomos arqueanos.[8] Não se aplica a genomas organelares (mitocôndrias e plastídios) menores que ~ 20-30 kbp, nem se aplica a genomas de DNA de fita simples (viral) ou a qualquer tipo de genoma de RNA. A base para esta regra ainda está sob investigação, embora o tamanho do genoma possa desempenhar um papel.
Proporções relativas (%) de bases de DNA
[editar | editar código-fonte]A seguinte é uma amostra representativa dos dados de Erwin Chargaff em 1952, listando a composição de DNA de vários organismos:[9]
| Organismo | %A | %G | %C | %T | A/T | G/C | %GC | %AT |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Phi-X174 | 24,0 | 23,3 | 21,5 | 31,2 | 0,77 | 1,08 | 44,8 | 55,2 |
| Milho | 26,8 | 22,8 | 23,2 | 27,2 | 0,99 | 0,98 | 46,1 | 54,0 |
| Polvo | 33,2 | 17,6 | 17,6 | 31,0 | 1,05 | 1,00 | 35,2 | 64,8 |
| Pollo | 28,0 | 22,0 | 21,6 | 28,4 | 0,99 | 1,02 | 43,7 | 56,4 |
| Rato | 28,6 | 21,4 | 20,5 | 28,4 | 1,01 | 1,00 | 42,9 | 57,0 |
| Humano | 29,3 | 20,7 | 20,0 | 30,0 | 0,98 | 1,04 | 40,7 | 59,3 |
| Echinoidea | 32,8 | 17,7 | 17,3 | 32,1 | 1,02 | 1,02 | 35,0 | 64,9 |
| Trigo | 27,3 | 22,7 | 22,8 | 27,1 | 1,01 | 1,00 | 45,5 | 54,4 |
| Levedura | 31,3 | 18.7 | 17.1 | 32.9 | 0.95 | 1.09 | 35.8 | 64,4 |
| E. coli | 24,7 | 26,0 | 25,7 | 23,6 | 1,05 | 1,01 | 51,7 | 48,3 |
Referências
- ↑ Elson D, Chargaff E (1952). «On the deoxyribonucleic acid content of sea urchin gametes». Experientia. 8 (4): 143–145. PMID 14945441. doi:10.1007/BF02170221
- ↑ a b Chargaff E, Lipshitz R, Green C (1952). «Composition of the deoxypentose nucleic acids of four genera of sea-urchin». J Biol Chem. 195 (1): 155–160. PMID 14938364. doi:10.1016/S0021-9258(19)50884-5
- ↑ a b Rudner, R; JD; Chargaff, E (1968). «Separation of B. Subtilis DNA into complementary strands. 3. Direct analysis». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 60 (3): 921–2. Bibcode:1968PpAS...60..921R. PMC 225140. PMID 4970114. doi:10.1073/pnas.60.3.921
- ↑ Zhang CT, Zhang R, Ou HY (2003). «The Z curve database: a oraphic representation of genome sequences». Bioinformatics. 19 (5): 590–599. PMID 12651717. doi:10.1093/bioinformatics/btg041
- ↑ Prabhu VV (1993). «Symmetry observation in long nucleotide sequences». Nucleic Acids Research. 21 (12): 2797–2800. PMC 309655. PMID 8332488. doi:10.1093/nar/21.12.2797
- ↑ Yamagishi MEB (2017). Mathematical Grammar of Biology. Col: SpringerBriefs in Mathematics. [S.l.]: Springer. ISBN 978-3-319-62688-8. arXiv:1112.1528. doi:10.1007/978-3-319-62689-5
- ↑ Yamagishi MEB, Herai RH (2011). Chargaff's "Grammar of Biology": New Fractal-like Rules. Col: SpringerBriefs in Mathematics. [S.l.: s.n.] ISBN 978-3-319-62688-8. arXiv:1112.1528. doi:10.1007/978-3-319-62689-5
- ↑ Mitchell D, Bridge R (2006). «A test of Chargaff's second rule». Biochem Biophys Res Commun. 340 (1): 90–94. PMID 16364245. doi:10.1016/j.bbrc.2005.11.160
- ↑ Bansal M (2003). «Estructura del ADN» (PDF). Current Science. 85 (11): 1556–1563
