Dica do autor: A imagem mostra a estrutura do DNA com suas duas fitas antiparalelas, em que uma está orientada no sentido 5’ → 3’ e a outra 3’ → 5’, evidenciando a complementaridade entre as bases nitrogenadas (adenina com timina, citosina com guanina) e a espinha dorsal formada por açúcar e fosfato. Na replicação do DNA, esse arranjo estrutural é fundamental. A DNA polimerase só consegue adicionar novos nucleotídeos à extremidade 3’ da fita em crescimento, porque é ali que existe um grupo hidroxila (-OH) livre na pentose. Esse grupo reage com o grupo fosfato do carbono 5’ do próximo nucleotídeo, formando a ligação fosfodiéster. Se a polimerização ocorresse no sentido 3’ → 5’, essa reação química se tornaria instável e energeticamente desfavorável, além de comprometer os mecanismos de correção de erros. Assim, a estrutura do DNA e a química das ligações impõem a direção 5’ → 3’ como única possível para síntese contínua. A imagem reforça visualmente esse conceito ao mostrar claramente a polaridade das fitas e o arranjo dos nucleotídeos.

Alternativa A: INCORRETA. O pareamento das bases nitrogenadas (A-T e G-C) é específico, mas não interfere na direção da síntese. Ele garante fidelidade da replicação, mas não é o fator que limita a polimerização ao sentido 5’ → 3’.

Alternativa B: CORRETA. A ligação fosfodiéster ocorre entre o grupo hidroxila do carbono 3’ da pentose de um nucleotídeo e o grupo fosfato ligado ao carbono 5’ do próximo nucleotídeo, o que só é possível na direção 5’ → 3’. Esse é o aspecto estrutural central que impede a polimerização no sentido inverso, sendo uma consequência direta da química das moléculas envolvidas.

Alternativa C: INCORRETA. O pareamento das bases ocorre espontaneamente, mediado por ligações de hidrogênio, sem necessidade de ATP como fonte direta de energia. A energia usada na polimerização vem da quebra dos próprios fosfatos dos nucleotídeos trifosfatados (como dATP, dCTP, etc.).

Alternativa D: INCORRETA. O grupo fosfato no carbono 5’ não impede nenhuma ligação com a base nitrogenada, porque essas estruturas estão conectadas a diferentes carbonos da pentose (base no carbono 1’ e fosfato no carbono 5’), sem conflito estérico ou funcional entre elas.

Alternativa E: INCORRETA. Apesar de as ligações de hidrogênio entre as fitas de DNA precisarem ser rompidas para a replicação ocorrer, isso é função da enzima helicase. Esse processo não limita a direção da polimerização, que depende exclusivamente da estrutura química das ligações entre nucleotídeos.

Resposta correta: Alternativa B.

Referências:

• ALBERTS, Bruce et al. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.

• LODISH, Harvey et al. Biologia celular e molecular. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2021.

• COOPER, Geoffrey M.; HAUSMAN, Robert E. Biologia molecular e celular: uma abordagem de problemas. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2019.

• KARP, Gerald. Biologia celular e molecular: conceitos e experimentos. 8. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2016.

• 1. Imagem utilizada sob licença da Shutterstock.com, disponível em: https://www.shutterstock.com/pt/catalog/licenses?q=nucleotide. Acesso em: 05/08/2025.