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NUCLEÓSIDOS , NUCLEÓTIDOS
ACIDOS NUCLEÍCOS
SEMANA 31 y 32 2021
Licda: Isabel Fratti de Del Cid
Diapositivas con cuadros, imágenes, estructuras cortesía de
Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar
1
PURINAS Y
PIRIMIDINAS
RIBOSA O
DESOXIRIBOSA+
NUCLEÓSIDOSACIDO
FOSFORICO
NUCLEÓTIDOS
ACIDO
NUCLEICO
+
2
Organización de los
Componentes
estructurales en los
ácidos nucleicos
BASES PIRIMÍDICASSon derivados de la PIRIMIDINA. La pirimidina es
un compuesto heterocíclico de 6 miembros, que
contiene 2 átomos de nitrógeno en el anillo.
Sus derivados uracilo, timina y citosina forman
parte de los ácidos nucleicos.
PIRIMIDINA( no presente en ácidos nucleicos)
URACILOExclusivo de
ARN
TIMINAExclusivo de ADN
CITOSINA presente en ADN
y ARN
3
123
45
6
BASES PÚRICASDerivadas de la PURINA, una amina heterocíclica
que se compone de una anillo de pirimidina
fusionado a un anillo de imidazol.
Sus derivados adenina y guanina son los
componentes púricos de los ácidos nucleicos ( ARN yADN).
PURINA (no presente en ácidos nucleicos)
ADENINA presente en ADN y ARN
GUANINA Presente en ARN y ADN
4
1
2 35
67
89
AZUCARES: aldopentosas
D-ribosa (ARN), 2-desoxirribosa(ADN), ambasestán en forma furanosida y los anómeros β sonlos que se integran a los ácidos nucleicos.
5
2-
Anomero β Anomero β
Unidos por un enlace β-N-glicosídico, que se forma entre el
carbono (posición 1) del azúcar y el nitrógeno (posición
1) de la base pirimídica o el nitrógeno (posición 9) de la
base púrica, en el proceso se elimina una molécula de agua.
6
ENLACE
β-N-GLICOSIDICO 1’ 99
8 7 5
61 2
3
4
ENLACE
β-N-GLICOSIDICO 1’ 112
34
5
6
NUCLEOSIDOS
NUCLEOSIDOS PIRIMIDICOS : terminación «idina»
Poseen un enlace β-N-glucosidico (1’1)
CITIDINARibosa + citosina
Enlace que los une:β-N-glucosidico ( 1’1)
DESOXITIMIDINADesoxiribosa + timina
Enlace que los une: β-N-glucosidico (1’1)
URIDINARibosa + Uracilo
Enlace que los une:β-N-glucosídico (1’1)
7
NUCLEOSIDOS PURICOS terminación «osina».
Poseen un enlaces β- N-glucosídico ( 1’,9)
ADENOSINARibosa + adenina
Enlace que los une:β- N-glucosídico ( 1’,9)
GUANOSINARibosa + GuaninaEnlace que los une
β-N-glucosídico (1’,9)
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NUCLEÓTIDOS
Constituyen las subunidades fundamenta-les de los ácidos nucleicos al igual que losaminoácidos lo son de las proteínas. Losnucleótidos también se encuentran en formalibre en todas las células, cumpliendo diversasfunciones Ejemplo: NAD+ , FAD, AMPc , ATP
Se forman de la unión de grupos fosfato alcarbono 5’ del azúcar ( Ribosa ó 2-desoxiribosa)a través de un enlace éster fosfato.
9
En los nucleótidos, hallamos 2 tipos de enlaces covalentes presentes:
a) β-N-glucosídico ( une azúcar con base nitrogenada)
b) Ester fosfato ( une el fosfato al azúcar generalmente en posición 5’)
10
Enlace β-N-
glucosidico
Enlace fosfoester
NUCLEOTIDOS PURICOS Y PIRIMIDICOS
ESTRUCTURA NOMBRES
Nucleótido de citidinaNucleótido de citosinaAcido citidílico5’-Fosfato de citidinaMonofosfato de citidina (CMP)
Nucleótido de desoxitimidinaDesoxinucleótido de timinaAcido desoxitimidílicoDesoximonofosfato de timina ( dAMT)5-fosfato de desoxitimidina
11
ESTRUCTURA NOMBRES
Nucleótido de uridinaNucleótido de UraciloAcido Uridilico5-Fosfato de uridinaMonofosfato de Uridina(UMP)
Nucleótido de adenosinaNucleótido de AdeninaAcido adenílico5-Fosfato de adenosinaMonofostato de adenosina(AMP )
12
ESTRUCTURA NOMBRES
Nucleótido de GuanosinaNucleótido de Guanina
Acido guanílico5-Fosfato de guanosinaMonofosfato de Guanosina ( GMP)
13
ADP
(Difosfato de adenosina)
ATP
(Trifosfato de adenosina)
14
El monofosfato de adenosina puede seguirse
fosforilando para dar el difosfato de adenosina
(ADP) y el trifosfato de adenosina (ATP).
Nucleotidos libres de importancia
15
Continuación de: Nucleótidos
libres de importancia
16
ÁCIDOS
NUCLEICOS
Semana 32 – 2021
Licda: Isabel Fratti de Del Cid
Diapositivas con imágenes cortesía de: Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar
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POLINUCLEOTIDOS
Son cadenas lineales de nucleótidos.
Cuando los nucleótidos se unen para
formar ácidos nucleicos se forman enlaces
entre el 5’- fosfato de un nucleótido y el 3’-
hidroxilo del nucleótido adyacente,
conociéndose este como enlace 3’,5’-
fosfodiéster.
18
19
• La secuencia de los ácidos nucleicos se lee desde el azúcar con el 5´fosfato libre hacia el azúcar con el grupo 3’ hidroxilo libre.
En los polinucleótidos se observan: los
siguientes enlaces :
a) β-N-glucosídico entre la base
nitrogenada y el azúcar .
Estos pueden ser :
1’1 si la base nitrogenada es pirimídica
1’9 si la base nitrogenada es purica
b) Enlace diéster fosfato ( fosfodiester)
entre las ribosas ó desoxirribosas.
20
Ejemplo: Segmento de ARN
21
Ejemplo: Segmento de ADN
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ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es una acido nucleico que se
encuentra casi exclusivamente en el núcleo
celular y en pequeña porción en la mitocondria,
en células eucariotas El ADN es de doble
filamento ( en algunos virus se presenta de un
solo filamento). En su estructura las dos cadenas
se hallan íntimamente asociados entre sí
mediante enlaces de hidrógeno.
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Composición del ADN
Bases Púricas:
Adenina (A) y guanina (G)
Bases Pirimídinas:
Citosina (C) y Timina (T)
Azúcar: 2-desoxiribosa
Fosfato
24
ADN25
Modelo Watson-Crick para ADN
En el modelo de Watson-Crick las bases
púricas y pirimídicas del ADN de cadenas
antiparalelas, de aparean de lo siguiente forma:
La unión entre la Adenina (A) y la Timina (T)
forman 2 enlaces de hidrógeno.
La unión entre la Guanina (G) y la Citosina (C)
forman 3 enlaces de hidrogeno).
Note que siempre se aparea una base púrica
con una pirimidica.
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Los dos filamentos de la doble
espiral se orientan con polaridad
opuesta (antiparalela).
La espiral contiene 10 pares de
nucleótidos en cada vuelta de
la espiral.
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Según este modelo, el ADN se compone de 2
cadenas polinucleótidas enrolladas a la derecha (
Dextrógira) alrededor del mismo eje.
complementarias
Ejemplo de apareamiento de bases
en ADN
Si la secuencia de un fragmento de ADN es
5´ T-G-C-T-A-G-A 3´
Su segmento complementario es
3´ A-C-G-A-T-C-T 5´
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Si la secuencia de un fragmento de ADN es
3´ A-G-T-C-A-T-C 5´
Su segmento complementario es
5´ T-C-A-G-T-A-G 3´
EJERCICIO
Para el segmento:
¿Cuál es el segmento complementario?
29
3´ T-G-T-T-C-G-T-A-C-G-A 5´
ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN:En el ADN podemos encontrar principalmente tres
tipos de estructura secundaria, que responden a lassiguientes características:
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TIPO
DE
ADN
GIRO DE
HELICE
Plano entre bases No. de
nucleó-tidos
por vuelta
A Dextrógiro inclinado 11
- Estructura más ancha y corta de las tres .-Los surcos tienen aprox. el mismo ancho-No existe en condiciones celulares normales-Y se obtiene de manera artificial deshidratando el tipo B
B Dextrógiro Perpendicular 10 Forma principal en las células
Z Levogiro zig-zag 12
- Presenta una doble hélice mas estrecha y
alargada que el B
- El surco mayor desaparece por completo.
- El surco menor se hace aún mas estrecho
y profundo.
ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN
31
A B Z
SURCO
MENOR
SURCO
MAYOR
El de laboratorioModelo de
Watson-Crick Es momentáneo
Estructura terciaria:
El ADN no está libre dentro del núcleo de la
célula, sino que está organizado en un complejo
llamado cromatina.
Cromatina: estructura formada por ADN y
proteínas histónicas y no histónicas.
La molécula de ADN forma largos y numerosos
filamentos que se enrollan en moléculas de
histonas.
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Esto produce que el ADN sufra una importante
compactación, en cada enrollamiento el ADN da
casi dos vueltas sobre cuatro pares de histonas.
Esas histonas, que se reconocen como H2A,
H2B, H3 y H4, forman el octámero de histonas al
agruparse en pares, llamado cromatosoma
33
34
Cada cromatosoma seguido de la histona H1 y
el ADN espaciador forma las unidades
fundamentales de la cromatina de las células
eucariotas, llamadas nucleosomas. Que
adoptan la forma de un collar de perlas.
Estructura cuaternaria:
Los nucleosomas también se compactan
enrollándose de manera helicoidal.
Forman estructuras denominadas solenoides.
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ACIDO RIBONUCLEICO (ARN)El ARN es un ácido nucleico de un solo
filamento que posee 3 características
estructurales importantes que lo distinguen
del ADN:
La unidad de pentosa del ARN es una D-
ribosa en vez de una 2-desoxiribosa,
Las bases pirimídica del ARN son uracilo
y citosina, no posee timina.
El ARN está formada por una sola
cadena, en vez de dos. ( en algunos virus
se hallan ARN de doble cadena)
36
37
Observe el azúcar ribosa y el uracilo, propios del ARN
Las células contienen hasta ocho veces más ARN que ADN. Lasmoléculas de ARN se clasifican según su estructura y función en trestipos principales:
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COMPOSICION LOCALIZACION
EN LA CELULA
#
CADENAS
AZUCAR
PRESENTE
BASES
PURICAS
BASES
PIRIMIDICAS
FOSFA
TO
PROCA-
RIOTAS
EUCARIOTAS
A
D
N2
2-
DESOXIRIBOSA A ,G C, T SI
C
I
T
O
P
L
A
S
M
A
Mayoría en el
NUCLEO
pequeñas
cantidades en
MITOCONDRIAS,
y PLASTIDIOS
(células vegetales)
A
R
N1 RIBOSA A, G C,U SI
C
I
T
O
P
L
A
S
M
A
CITOPLASMA
( durante su
síntesis si se halla
en el núcleo, luego
migra a
citoplasma)
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Algunos virus pueden presentar ARN de doble cadena y ADN de una sola
cadena.
Cuadro comparativo de características generales de ARN y ADN
PRODUCTOS DE HIDRÓLISIS DE ADN Y ARN
ADNAdenina, Guanina, Citosina, Timina,
Desoxirribosa, Acido fosfórico
ARNAdenina, Guanina, Citosina, Uracilo,
Ribosa, Acido fosfórico
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Modificaciones epigenéticas del ADN
Posteriormente a la síntesis de las cadenas de ADN, los componentes de éstos pueden experimentar reacciones químicas principalmente en sus bases nitrogenadas. NO se altera la secuencia sino la estructura química de las bases nitrogenadas.
• Entre estas tenemos :
• A) Desaminacion
• B) Dimerización
• C) Metilación
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Metilación de la citosina ( alteración epigenética)
En mamíferos, la metilación ocurre después de la
replicación. Consiste en la adición de un grupo metilo a la
citosina en el carbono No.5.
La metilación ocurre en la diferenciación de células
adultas.
También contribuye a silenciar la transcripción de algunas
regiones de secuencias específicas, por eso se dice que se
asocia al «silenciamento de genes»
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Reacción de METILACION DE LA CITOSINA : ( modificación
epigenetica )observe como se sustituye un H del C5 de la citosina
por un grupo metil ( -CH3). La coenzima SAM es la dadora del grupo
metilo y aceptora del H ;quedando reducida y desmetilada se convierte
en SAH ( S-adenosil-homocisteina)
Formación de dímeros de timina (
modificación epigenética del ADN)Es el resultado de la formación de enlaces covalentes entre
dos timinas adyacente en una de las hebras del ADN. Esto
puede ser producido y /o catalizado por muchos factores,
entre ellos:
1) Radiación UV
2) Agentes químicos mutágenos.
Esta alteración, distorsiona la estructura secundaria del ADN,
alterando la transcripción.
En caso de la radiación UV, afecta solo epidermis debido a la
poca penetración en el cuerpo de ésta radiación. La
formación de dímeros de Timina por radiación UV esta
asociado a cáncer de piel.
44
45
Reacción de formación de dímeros de timina. ( modificación
epigenética) Observe la formación de enlaces covalentes
entre residuos de timina, adyacentes en una hebra de ADN
46
Formación de dímeros de timina por efecto de la radiación ultravioleta. Es una
alteración epigenética del ADN. Se observa la deformación en la hebra del ADN,
donde se formaron los dímeros. Observe que se pierde la formación de puentes
de Hidrogeno entre las bases complementarias en éste caso con las adeninas.
Enfermedades genéticas( ejemplos)Enfermedad genética
Causa Resultado (patologia)
FenilcetonuriaPKU
Deficiencia en síntesis de fenilalaninahidroxilasa, que convierte fenilalanina en tirosina
Acumulación de fenilalanina y fenilpiruvato en sangre: Daño cerebral, retraso mental. Tx: dieta sin alimentos que contenga fenilalanina.
Hipercolesterolemia familar
Mutación en un gen del cromosoma 19
Niveles altos de colesterol: enfermedad coronaria temprana ( 30-40 años)
Distrofia muscular ( Duchene)
Mutación en el cromosoma X
Destrucción muscular. Aparece a los 5 años. Mueren aproximadamente a los 20 años.
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Albinismo Enzima que convierte tirosina en melanina defectuosa.
Personas y animales no tienen pigmento en piel, pelo, ojos.
Galactosemia No se sintetiza la enzima que metaboliza la galactosa-1-fosfato.
Acumulación de galactosa-1-fosfato., produciendo cataratas y retraso mental.
Enfermedad de Refsum
Poseen α-oxidación defectuosa Acumulan grandes cantidades de ácido fitanico
Enfermedad de Cori
Deficit en enzima desramificante, que metaboliza glucogeno.
Afecta músculo, corazón e hígado.
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