UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

TRABAJO COLABORATIVO 2

MOMENTO 3 individualBIOQUIMICA

ELABORADO PORFANNY AMPARO TORRES GÓMEZ

CODIGO: 25 518196

GRUPO 65

PRESENTADO AALBERTO GARCIA (TUTOR)

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)TECNOLOGIA EN REGENCIA DE FARMACIA

OCTUBRE 2014

INTRODUCCIÓN

Los ácidos nucleicos son macromoléculas complejas de suma importancia biológica, ya que todos los organismos vivos contienen ácidos nucleicos en forma de ácido desoxirribonucleico (ADN) y ribonucleico (ARN). Sin embargo; algunos virus sólo contienen ARN, mientras que otros sólo poseen ADN.

Se les denomina así porque fueron aislados por primera vez del núcleo de células vivas. No obstante, ciertos ácidos nucleicos no se encuentran en el núcleo de la célula, sino en el citoplasma celular. Sin duda alguna, los ácidos nucleicos son las sustancias fundamentales de los seres vivos, y se cree que aparecieron hace unos 3.000 millones de años, cuando surgieron en la Tierra las formas de vida más elementales. Por lo tanto la realización de este trabajo es con el fin de conocer todo el proceso y extracción del ADN

EN EL TIEMPO 1, REVISIÓN CONCEPTUAL.

Para esta actividad el estudiante hará una revisión de conceptos que engloban el ADN, ARN y su relación con el metabolismo celular, la producción de ATP o adenosín trifosfato, molécula energética necesaria para todas las actividades celulares.

-ESTRUCTURA BIOQUÍMICA DEL ADN Y ARNDescriba la relación que hay entre los conceptos de ADN, cromosoma y gen, enfatizando sobre las características de los cromosomas, conformación del ADN y especificidad por especie.

El ADN codifica información necesaria para sintetizar ARN y proteínas. Estas últimas moléculas son las responsables de todos los cambios químicos y metabólicos que permiten la vida. Es por ello que se llama al ADN la molécula de la herencia porque al transmitirse de un individuo al otro porta la información necesaria para posibilitar la vida Un cromosoma: es una molécula de DNA completa que se encuentra unida a unas proteínas que lo protegen y lo condensan (para reducir su tamaño) formando la estructura en forma de bastón que se observa en el microscopio. GEN: Fragmento de ADN en un orden fijo en los cromosomas que determina la aparición de los caracteres hereditarios en los seres vivos. Un gen es el conjunto de una secuencia determinada de nucleótidos de uno de los lados de la escalera del cromosoma referenciado. La secuencia puede llegar a formar proteínas, o serán inhibidas, dependiendo del programa asignado para la célula que porte los cromosomas. El gen es, pues, la unidad mínima de función genética, que puede heredarse Describa la estructura de los derivados de los nucleótidos de interés bioquímico.

ESTRUCTURA DE LOS NUCLEÓTIDOS: Los nucleótidos son los monómeros que constituyen los ácidos nucleicos. Se forman cuando se unen el ácido fosfórico y un nucleó sido. Es una unión fosfoéster entre un OH del ácido fosfórico y el OH situado en el carbono 5 del azúcar, con formación de una molécula de agua. Según el azúcar sea la ribosa o la desoxirribosa, tendremos ribo nucleótidos o desoxirribonucleótidos. La timina nunca forma parte de los ribos nucleótidos y el uracilo no forma parte de los desoxirribonucleótidos.

NUCLEÓTIDOS O DERIVADOS DE NUCLEÓTIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO. Algunos nucleótidos cumplen funciones por sí mismos. Así, por ejemplo: a) Nucleótidos que intervienen en las transferencias de energía: Se trata de moléculas que captan o desprenden energía al transformarse unas en otras. Así, el ATP desprende energía cuando se hidroliza, transformándose en ADP y fosfato inorgánico (Pi). Por el contrario, el ADP almacena energía cuando reacciona con el fosfato inorgánico y se transforma en ATP y agua. De esta forma se transporta energía (unas 7 kilocalorías por mol de ADP/ATP) de aquellas reacciones en las que se desprende (exergónicas) a aquellas en las que se necesita (endergónicas). Ejemplos de nucleótidos transportadores de energía: - AMP (adenosina-5'-monofosfato) A-R-P - ADP (adenosina-5'-difosfato) A-R-P-P - ATP (adenosina-5'-trifosfato) A-R-P-P-P - GDP (guanosidina-5'-difosfato) G-R-P-P - GTP (guanosidina-5'-trifosfato) G-R-P-P-P

b) Nucleótidos que intervienen en los procesos de óxido-reducción. Estas moléculas captan electrones de moléculas a las que oxidan y los ceden a otras moléculas a las que a su vez reducen. Así, el NAD+ puede captar 2e- transformándose en su forma reducida, el NADH, y éste puede ceder dos electrones a otras sustancias, reduciéndolas y volviendo a transformarse en su forma oxidada, el NAD+. Así, se transportan electrones de aquellas reacciones en las que se desprende a aquellas en las que se necesitan. Ejemplos de nucleótidos transportadores de electrones: - NAD+/NADH (Nicotinamida-adenina-dinucleótido) oxidado y reducido, respectivamente. - NADP+/NADPH (Nicotinamida-adenina-dinucleótido-fosfato), oxidado y reducido. - FAD/FADH2 (Flavina-adenina-dinucleótido), oxidado y reducido.

c) Nucleótidos reguladores de procesos metabólicos. Algunos nucleótidos cumplen funciones especiales como reguladores de procesos metabólicos, por ejemplo el AMPc (adenosina-3',5'-monofosfato) o AMP cíclico, en el que dos OH del fosfato esterifican los OH en posiciones 3 y 5 de la ribosa formando un ciclo. Este compuesto químico actúa en las células como intermediario de muchas hormonas.

El bioquímico Erwin Chargaff analizó el contenido molar de las bases de DNA procedente de diversos organismos, ¿en qué consiste la ley de Carga? Explique.

Al principio se pensaba que los ácidos nucleicos eran la repetición monótona de un tetra nucleótido, de forma que no tenían variabilidad suficiente para ser la molécula biológica que almacenara la información. Sin embargo, Chargaff (1950) demostró que las proporciones de las bases nitrogenadas eran diferentes en los distintos organismos, aunque seguían algunas reglas. Estas reglas de Chargaff se cumplen en los organismos cuyo material hereditario es ADN de doble hélice y son las siguientes: REGLAS DE CHARGAFF PARA ADN DE DOBLE HÉLICE a proporción de Adenina (A) es igual a la de Timina (T). A = T. La relación entre Adenina y Timina es igual a la

unidad (A/T = 1).La proporción de Guanina (G) es igual a la de Citosina (C). G= C. La relación entre Guanina y Citosina es igual a la unidad (G/C=1).La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de las bases pirimidínicas (T+C).(A+G) = (T + C). La relación entre (A+G) y (T+C) es igual a la unidad (A+G) / (T+C)=1.Sin embargo, la proporción entre (A+T) y (G+C) era característica de cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores según la especie estudiada. Este resultado indicaba que los ácidos nucleicos no eran la repetición monótona de un tetra nucleótido. Existía variabilidad en la composición de bases nitrogenadas. -IMPORTANCIA BIOQUÍMICA DEL DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA. Es estudiante consultará, analizará y explicará en tres párrafos la importancia bioquímica, del postulado del dogma central de la biología entendido este como la información genética almacenada en el ADN y transferida al ARN, para formar proteínas. Igualmente es importante entender las excepciones que realizan, especialmente virus retrovirales cuya dirección parte del ARN, ADN, a proteínas.

El Dogma central de la biología celular y molecular es ADN + ARN = Proteínas. Como en su organización biológica solo están formados por 1 solo tipo de ácido nucleico, las funciones de "Transcripción y de Traducción para la síntesis de sus propias proteínas" no se realizan puesto que les faltan el otro ácido nucleico, es decir si posee ADN le falta el ARN, si posee ARN le falta el ADN y los Ribosomas organelos encargados de la traducción de la información del ADN contenida en el ARN mensajero en Proteínas. Todos los seres vivos desde los unicelulares procariotas y eucariotas hasta los más complejos si se cumple el DOGMA de la Biología Celular y Molecular porque realizan Transcripción y Traducción por poseer los 2 Ácidos Nucleicos y Ribosomas. El ADN por Transcripción codifica a partir de una de las secuencias de nucleótidos al ARN mensajero dentro del núcleo, luego este sale del núcleo y se dirige al citoplasma llevando la información a las otras moléculas de ARN y a los ribosomas para que por Traducción realicen la síntesis de proteínas. El ARN de transferencia o soluble se encarga de juntar los aminoácidos, el ARN ribosoma es el que compone las subunidades mayor y menor de los ribosomas, estos organelos son los encargados de transformar los aminoácidos en proteínas celulares. Antes de realizar la síntesis de proteínas, el ARN ribosoma adquiere la forma de asa u horquilla ya que momentáneamente en sus extremos finales aparecen puentes H que unen pares de bases nitrogenadas complementarias (AU/CG), como resultado de ello el ARN ribosoma se pliega formando 2 cadenas paralelas (estructura Bicatenaria) asemejándose al ADN, después de haber terminado la síntesis de proteínas el ARN recupera su configuración original (lineal o de hélice simple). En síntesis, el ADN por Transcripción dentro del núcleo codifica o envía mensajes en forma de códigos al ARN mensajero, y por Traducción la información contenida en el ARN m se traslada al citoplasma para que el ARN de transferencia y el Ribosoma sinteticen proteínas celulares a partir de los aminoácidos juntados por el ARN de transferencia, los ribosomas que son los organelos encargados de realizar la síntesis se encuentran aglomerados formando polisomas o poli ribosomas (conjunto de ribosomas unidos por ARN m).

-METABOLISMO Relacione como se transforma la energía de los nutrientes desde el ΔG0 (fisiológico) y como integrada al ATP (Adenosín trifosfato), mediante la fosforilación del ADP. - La célula sólo puede utilizar la energía libre, que es capaz de crear trabajo a temperatura y presión constante. - La energía libre viene de los nutrientes, y la célula la transforma en energía química. - En una célula a condiciones fisiológicas encontramos: - T=37º C Æ T=310º K - pH = 7 Æ [H+] Æ estándar de bioquímica. - ΔG0 (fisiológico) - A las reacciones exergónicas se las puede llamar de cuesta abajo, mientras que las endergónicas son de cuesta arriba. Este hecho hace referencia a la ΔG. - Endotérmico y exotérmico hacen referencia sólo a la temperatura. - La ΔG0 da la máxima cantidad de trabajo útil que se puede producir en la reacción a T y P constantes. - Se define como la pérdida o ganancia de energía en calorías a: - P= 1 atm. - T= 25º C - pH =7 - [R] y [P] = 1 - La ΔG0 es una constante de cada reacción y nos dice en qué dirección y extensión se va a producir una reacción hasta llegar al equilibrio en condiciones estándar. - La ΔG real de una reacción determinada depende de las concentraciones, de la temperatura y del pH. - Siempre tendrá sino negativo e irá perdiendo valor hasta llegar a 0 momento en que se habrá alcanzado el equilibrio, cuando ya no podrá producir más trabajo. Tanto la ΔG como la ΔG0 dan unos valores teóricos. Reacciones acopladas - Reacciones termodinámicamente desfavorables pueden verse favorecidas por reacciones termodinámicamente favorables hasta el punto de ser favorables ellas también. ATP (Adenosin trifosfato) - Es la molécula capaz de captar la energía. - El ATP es el intermediario entre los procesos que producen energía y los que requieren de ella para su correcto funcionamiento. - La energía liberada por los nutrientes es aprovechada para, en una reacción acoplada, sintetizar el ATP mediante la fosforilación del ADP. - Este ATP puede usarse para muchos procesos vitales: - Contracción muscular. - Biosíntesis. - Trabajo osmótico. - El ATP se encuentra en todas las células vivas. - Libera la energía mediante un proceso de hidrólisis. - El ATP fue aislado por vez primera a finales de los años 20, pero hasta 1940 no se descubrió su auténtica utilidad Explique ¿por qué se dice el ciclo de Krebs, es una ruta anfibólica? Y ¿cómo participa en procesos catabólicos y anabólicos? y ¿cuáles son los tres tipos de reacciones básicas?

El ciclo de Krebs tiene las dos posibilidades, es un ciclo catabólico dentro del metabolismo oxidativo, pero sus moléculas intermediarias pueden dar origen a la

formación o síntesis de otras moléculas, por ejemplo el oxaloacetato, que es una molécula producida al final del ciclo puede conducir a la síntesis de algunos aminoácidos, no es el único caso, otros productos intermedios del ciclo pueden formar diferentes moléculas como porfirinas o ácidos grasos (succinil CoA). Por ello se dice que el ciclo de Krebs es anfibólico, es decir catabólico (de degradación) y anabólico (de síntesis).

La actividad del ciclo se puede controlar a través de varios factores: • Niveles enzimáticos. Las enzimas están presentes en proporciones constantes y muy seguramente hay un mecanismo de control genético que regula su biosíntesis.

• Niveles de substrato. Las concentraciones de los substratos son del orden de 10-4M en hígado o en riñón y de 10-5M en células procarióticas (ej. E. coli).

• Niveles de coenzimas. Generalmente son cercanos a 10-4M -10-5M y su disponibilidad es crítica para el funcionamiento de la vía.

• Accesibilidad o permeabilidad de la membrana. Es un resultado de las propiedades de la membrana y tiene como efecto el que el NADH, FADH2citoplasmáticos no puedan penetrar a la mitocondria para ser reoxidadas. A su vez el acetil - CoA intramitocondrial no difunde al exterior (o sea al citoplasma).

• Control respiratorio. Este factor resulta del acoplamiento respiración fosforilación. El control se origina en el valor de la relación ADP/ATP. Si el ADP >> ATP, aumenta la respiración (o sea el catabolismo de acetíl-CoA y la fosforilación); si hay exceso de ATP se tiene el efecto inverso debido a la inhibición de la deshidrogenasa que actúa en el paso limitante del ciclo, es decir la oxidación de isocitrato o oxalsuccinato. Este mecanismo de control es una demostración más del principio de máxima economía que se discutió previamente.

CONCLUCION

Como conclusión puedo decir que con este trabajo tenemos una vista más amplia de lo que son los ácidos nucleicos y como están formados tres unidades fundamentales: una base nitrogenada, un azúcar y una molécula de ácido fosfórico.Así como una información más profunda desde su fórmula molecular y sus componentes más pequeños. Reconocer otra función del ADN es la de transmitirse a su descendencia. Esto lo hace el ADN duplicándose a sí mismo en el proceso conocido como replicación

REFERENCIA BIB LIOGRÁFICA (Formato APA).

Torres, V. Golda, M. (2013). Módulo de Bioquímica. Duitama, Colombia, pág. 29.

Química de los Aminoácidos - Medical Biochemistrythemedicalbiochemistrypage.org/es/amino-acids-sp.php. UNAD. Guía Trabajo Colaborativo No 1. [En línea]. Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería. Disponible en: http://66.165.175.211/campus13_20141/file.php/28/Guia_NTrabajoColaborativoNo2_201103_1_2014.pdf [2014, 25 de Marzo]. http://www2.uah.es/bioquimica/Sancho/farmacia/temas/tema-14_acidos-nucleicos.pdf. Donald Voet; Judith G. Voet; Charlotte Pratt. (2007). Fundamentos de Bioquímica. La vida a nivel molecular. Segunda Edición - Buenos Aires: EDITORIAL MÉDICA PANAMERICANA S.A.