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Acidos Nucleicos
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ACIDOS NUCLEICOSACIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos son moléculas que resultan Los ácidos nucleicos son moléculas que resultan
de la polimerización de monómeros de la polimerización de monómeros
denominados denominados nucleótidos.nucleótidos.
Se encuentra en todo tipo de célula.Se encuentra en todo tipo de célula.
El El hombre hombre lo mismo que cualquier otro ser vivo lo mismo que cualquier otro ser vivo
sintetiza sus sintetiza sus propios ác. Nucleicospropios ác. Nucleicos por lo que por lo que
ningunoninguno resulta ser resulta ser esencialesencial. .
Lo ingerimos en Lo ingerimos en alimentos alimentos que contienen que contienen célulascélulas (carnes, pescado, fruta, verduras). (carnes, pescado, fruta, verduras).
La La información genéticainformación genética está contenida en los está contenida en los
ácidos nucleicos. ácidos nucleicos.
Existen dos tipos de ácidos nucleicos: Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN ADN y y ARN.ARN.
El El ADNADN guarda la información genética en guarda la información genética en
todos los organismos celulares, el todos los organismos celulares, el ARN ARN es es
necesario para que se exprese la información necesario para que se exprese la información
contenida en el ADN.contenida en el ADN.
Los virus presentan Los virus presentan ADNADN o o ARN ARN
RECORRIDO DE LOS ACIDOS RECORRIDO DE LOS ACIDOS NUCLEICOSNUCLEICOS
FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOSNUCLEICOS
AlmacenarAlmacenar y transmitir información genética. y transmitir información genética.
Mantienen la Mantienen la identidad identidad de las especies.de las especies.
Mantienen las diferencias Mantienen las diferencias individuales individuales dentro de dentro de la la
especie y un especie y un individuoindividuo no es exactamente igual a no es exactamente igual a
otro de su otro de su mismamisma especie. especie.
Responsables de la Responsables de la diferenciacióndiferenciación de tejidos y de tejidos y
células dentro del organismo. (estructura y células dentro del organismo. (estructura y
función determinada por la expresión selectiva función determinada por la expresión selectiva
de ciertos genes).de ciertos genes).
Realizan la Realizan la síntesis síntesis proteica. proteica.
La secuencia de cada proteína está La secuencia de cada proteína está programada programada
en los ác. Nucleicos de la propia célula.en los ác. Nucleicos de la propia célula.
Han permitido la Han permitido la evoluciónevolución por por mutacionesmutaciones.
COMPOSICIÓN DE LOS NUCLEÓTIDOSCOMPOSICIÓN DE LOS NUCLEÓTIDOS
Un nucleótido está formado por la unión de:
un grupo fosfato, una pentosa, una base nitrogenada.
Tienen importancia biológica en forma Tienen importancia biológica en forma libre los libre los
nucleótidos de: nucleótidos de:
AMPcAMPc, , ADPADP, , ATP.ATP.
BASES NITROGENADASBASES NITROGENADAS
Las bases nitrogenadas son moléculas Las bases nitrogenadas son moléculas cíclicascíclicas y y
en su composición participa, además del en su composición participa, además del carbono,carbono,
el el nitrógeno.nitrógeno.
Estos compuestos pueden estar formados por Estos compuestos pueden estar formados por uno o dos anillosuno o dos anillos. .
Aquellas formadas por Aquellas formadas por dos anillosdos anillos se se denominan denominan
bases bases púricaspúricas (derivadas de la purina). (derivadas de la purina). Dentro de este grupo encontramos:Dentro de este grupo encontramos: Adenina Adenina (A), y (A), y GuaninaGuanina (G). (G).
Si las bases nitrogenadas poseen Si las bases nitrogenadas poseen un solo un solo ciclociclo, ,
se denominan bases se denominan bases pirimidícas pirimidícas (derivadas de la (derivadas de la
pirimidina).pirimidina).
Pertenecen a este grupo: Pertenecen a este grupo:
TiminaTimina (T), (T),
Citosina Citosina (C), (C),
UraciloUracilo (U). (U).
BASES NITROGENADASBASES NITROGENADAS
ATPATP
NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOSNUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOSBASEBASE NUCLEÓSIDONUCLEÓSIDO
(CON RIBOSA)(CON RIBOSA)SIMBOLOSIMBOLO NUCLEÓTIDONUCLEÓTIDO SÍMBOLOSÍMBOLO
ADENINAADENINA ADENOSINAADENOSINA AA ACIDO ACIDO ADENÍLICOADENÍLICO
pA o AMPpA o AMP
GUANINAGUANINA GUANOSINAGUANOSINA GG ACIDO ACIDO GUANÍLICOGUANÍLICO
pG o GMPpG o GMP
CITOSINACITOSINA CITIDINACITIDINA CC ACIDO ACIDO CITIDÍLICOCITIDÍLICO
pC o CMPpC o CMP
URACILOURACILO URIDINAURIDINA UU ACIDO ACIDO URIDÍLICOURIDÍLICO
pU o UMPpU o UMP
TIMINATIMINA TIMIDINATIMIDINA TT ACIDO ACIDO TIMIDÍLICOTIMIDÍLICO
pT o TMPpT o TMP
(CON DESOXIRRIBOSA)(CON DESOXIRRIBOSA)
ADENINAADENINA DESOXIADENODESOXIADENO
SINASINAdAdA ACIDO ACIDO
DESOXIADENDESOXIADENÍLICOÍLICO
pdA o pdA o dAMPdAMP
NUCLEOSIDOS Y NUCLEOTIDOSNUCLEOSIDOS Y NUCLEOTIDOS
ESTRUCTURA DE NUCLEÓSIDO Y ESTRUCTURA DE NUCLEÓSIDO Y NUCLEÓTIDONUCLEÓTIDO
NUCLEÓTIDO DE ARNNUCLEÓTIDO DE ARN
POLINUCLEÓTIDO DE ARNPOLINUCLEÓTIDO DE ARN
POLINUCLEÓTIDOSPOLINUCLEÓTIDOS
Existen dos clases de nucleótidos: los ribonucleótidos en cuya composición se encuentra la pentosa ribosa, y los desoxirribonucleótidos, en donde
participa la desoxirribosa.
Los nucleótidos pueden unirse entre sí, mediante enlaces covalentes, para formar polímeros, es decir los ácidos nucleicos, el ADN y el ARN.
Dichas uniones covalentes se denominan Dichas uniones covalentes se denominan
uniones uniones fosfodiéster.fosfodiéster.
El grupo fosfato de un nucleótido se une con El grupo fosfato de un nucleótido se une con el el
hidroxilo del hidroxilo del carbono 5’carbono 5’ de otro nucleótido, de otro nucleótido, de de
este modo en la cadena quedan dos este modo en la cadena quedan dos extremos extremos
libres, de un lado el libres, de un lado el carbono 5’carbono 5’ de la de la pentosa pentosa
unido al fosfato y del otro el unido al fosfato y del otro el carbono 3’carbono 3’ de la de la
pentosa.pentosa.
POLINUCLEÓTIDOSPOLINUCLEÓTIDOS
ACIDO RIBONUCLEICOACIDO RIBONUCLEICOARNARN
A diferencia del DNA que existe A diferencia del DNA que existe principalmente como estructura tridimensional principalmente como estructura tridimensional únicaúnica muy larga los distintos muy larga los distintos tipos de RNAtipos de RNA tienen conformaciones distintas.tienen conformaciones distintas.
Las diferencias en tamaño y conformaciones Las diferencias en tamaño y conformaciones de los distintos de los distintos tipos de RNAtipos de RNA les permite les permite desempeñar funciones específicas en la célula.desempeñar funciones específicas en la célula.
Las estructuras secundarias mas simples de Las estructuras secundarias mas simples de los RNA los RNA monocaterianos monocaterianos se organizan por se organizan por apareamiento de bases complementarias.apareamiento de bases complementarias.
ESTRUCTURA SECUNDARIA DE ESTRUCTURA SECUNDARIA DE ARNARN
a)a) Disposición en Disposición en ¨hebilla¨ :¨hebilla¨ : la torsión es la torsión es corta se forma por apareamiento de bases corta se forma por apareamiento de bases con aprox. 5-10 nucleótidos entre una y con aprox. 5-10 nucleótidos entre una y otra.otra.
b)b) Disposición en Disposición en ¨tallos de asa¨ :¨tallos de asa¨ : se forma se forma por apareamiento de bases separadas por por apareamiento de bases separadas por aprox. 50 a varios cientos de nucleótidos.aprox. 50 a varios cientos de nucleótidos.
ESTRUCTURA TERCIARIA DE ESTRUCTURA TERCIARIA DE ARNARN
Estos plegamientos simples pueden Estos plegamientos simples pueden cooperar para formar estructuras terciarias cooperar para formar estructuras terciarias mas complejas una de ellas se denomina mas complejas una de ellas se denomina ¨seudonudos¨¨seudonudos¨
Los Los RNA RNA presentan presentan dominios dominios plegados de plegados de los RNA tienen analogía con las estructuras los RNA tienen analogía con las estructuras alfa y beta de las proteínas, en algunos alfa y beta de las proteínas, en algunos casos tienen capacidad catalítica, estos RNA casos tienen capacidad catalítica, estos RNA se llaman se llaman Ribozimas.Ribozimas.
Algunos dominios de RNA también catalizan Algunos dominios de RNA también catalizan la escisión de RNA por el cual se corta y la escisión de RNA por el cual se corta y eliminan eliminan intronesintrones durante la formación de durante la formación de mRNA.mRNA.
SINTESIS DE ARN EN SINTESIS DE ARN EN PROCARIOTASPROCARIOTAS
SINTESIS DE ARN EN EUCARIOTASSINTESIS DE ARN EN EUCARIOTAS
FORMACIÓN DE ARNmFORMACIÓN DE ARNm
SÍNTESIS DE mARNSÍNTESIS DE mARN
SINTESIS DE ARNmSINTESIS DE ARNm En eucariotas comienza cuando una polimerasa En eucariotas comienza cuando una polimerasa
de ARN inicia la transcripción de un ADN.de ARN inicia la transcripción de un ADN.
Este tiene lugar unos 20 a 30 nucleótidos¨curso Este tiene lugar unos 20 a 30 nucleótidos¨curso abajo¨ de la secuencia abajo¨ de la secuencia TATATATA(1)(1)
Antes de que el transcrito mida mas allá de 30 Antes de que el transcrito mida mas allá de 30 nucleótidos se le añade una ¨caperusa¨ a su nucleótidos se le añade una ¨caperusa¨ a su extremo 5extremo 511. Esta caperusa es una . Esta caperusa es una guanosinaguanosina metilada metilada y con un grupo trifosfato (2).y con un grupo trifosfato (2).
La enzima polimerasa se mueve a lo largo del La enzima polimerasa se mueve a lo largo del ADN(3).transcribiendo tanto ADN(3).transcribiendo tanto exonesexones como como intronesintrones, finalmente transcribe la secuencia , finalmente transcribe la secuencia AAUAAAAAUAAA
Unos 20 nucleótidos curso abajo se corta el Unos 20 nucleótidos curso abajo se corta el transcrito en la que probablemente está transcrito en la que probablemente está involucrada una involucrada una RNPRNP que contiene un que contiene un ARN U1ARN U1 rico en uracilorico en uracilo
Una enzima agrega una cola de Una enzima agrega una cola de 150150 a a 200 A200 A al extremo al extremo 3311(4)(4)
El transcrito se corta luego por los El transcrito se corta luego por los intronesintrones(5) con la ayuda de ARN U1 que (5) con la ayuda de ARN U1 que puede aparearse con la secuencia donde se puede aparearse con la secuencia donde se encuentre las bases GU que existen al inicio encuentre las bases GU que existen al inicio de los intrones.de los intrones.
Los intrones forman lazos y se eliminan y los Los intrones forman lazos y se eliminan y los exones se empalman y forman el exones se empalman y forman el ARNm.ARNm.
ESTRUCTURA PRIMARIA SECUNDARIA Y ESTRUCTURA PRIMARIA SECUNDARIA Y TERCIARIA DEL ARNtTERCIARIA DEL ARNt
ARNtARNt
ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO ADNADN
Los ácidos nucleicos fueron aislados por primeraLos ácidos nucleicos fueron aislados por primera
vez en 1869.vez en 1869.
El ADN se ubica en el El ADN se ubica en el núcleonúcleo, en , en mitocondrias mitocondrias y y
cloroplastoscloroplastos..
La La cantidad cantidad de ADN de una especie es de ADN de una especie es constanteconstante,,
no varía con la no varía con la edad, sexo,edad, sexo, factores factores nutricionalesnutricionales
o o ambientalesambientales..
En 1950, En 1950, Erwin ChargaffErwin Chargaff analizó la analizó la composición de las base del ADN en una composición de las base del ADN en una serie de organismos. serie de organismos.
Informó que la Informó que la composicióncomposición del ADN del ADN varía varía de una de una especie a otra.especie a otra.
Más tarde fue conocido como las Más tarde fue conocido como las reglas reglas de de ChargaffChargaff, ayudó a Watson y Crick a , ayudó a Watson y Crick a descubrir la estructura del ADN.descubrir la estructura del ADN.
REGLAS DE CHARGAFFREGLAS DE CHARGAFF
Chargaff constató una Chargaff constató una peculiar regularidadpeculiar regularidad en la en la proporciónproporción de de basesbases de nucleótidos. de nucleótidos.
En el En el ADN ADN de cada una de las de cada una de las especiesespecies que que estudio, el número de estudio, el número de adeninasadeninas es es ≈≈ igual al igual al número de número de timinastiminas, y el número de , y el número de guaninas guaninas ≈≈ igual al número de igual al número de citosinas.citosinas.
En el En el ADN humanoADN humano, las , las cuatro basescuatro bases se se encuentran en estos porcentajes: encuentran en estos porcentajes: A = 30,9%A = 30,9% y y T = 29,4%,T = 29,4%,
G = 19,9%G = 19,9% y y C = 19,8%.C = 19,8%.
A = TA = T y y G = C.G = C.
COMPOSICIÓN DE ADN COMPOSICIÓN DE ADN HUMANOHUMANO
AdeninaAdenina = =Timina Timina y y CitosinaCitosina==GuaninaGuanina
PROPORCIÓN DE BASES EN DNA(%)PROPORCIÓN DE BASES EN DNA(%)
ESPECIEESPECIE AA TT GG CC
HUMANOHUMANO 30.930.9 29.429.4 19.919.9 19.819.8
POLLOPOLLO 28.828.8 29.229.2 20.520.5 21.521.5
LEVADURALEVADURA 31.331.3 32.932.9 18.718.7 17.117.1
E. COLIE. COLI 24.724.7 23.623.6 26,026,0 25.725.7
ADNADN
FORMAS DE ADNFORMAS DE ADN
FORMAS DE ADNFORMAS DE ADN
FORMA AFORMA A FORMA BFORMA B FORMA ZFORMA Z
DEXTRÓGIRADEXTRÓGIRA DEXTRÓGIRADEXTRÓGIRA LEVÓGIRALEVÓGIRA
11 pb11 pb POR POR VUELTAVUELTA
10.510.5 pb POR pb POR VUELTAVUELTA
12 pb12 pb POR POR VUELTAVUELTA
MAS CORTOSMAS CORTOS
MAS MAS COMPACTOSCOMPACTOS
MAS ESTABLESMAS ESTABLES
FORMA FORMA PRINCIPALPRINCIPAL
MAS LARGOMAS LARGO
FORMA DE FORMA DE ZIG -ZIG -ZAGZAG
ESPACIO ENTRE ESPACIO ENTRE BASESBASES
0.23 nm0.23 nm
ESPACIO ENTRE ESPACIO ENTRE BASESBASES
0.34 nm0.34 nm
ESPACIO ENTRE ESPACIO ENTRE BASESBASES
0.38 nm0.38 nm
FORMAS DE ADNFORMAS DE ADN
REPLICACION DEL ADN EN REPLICACION DEL ADN EN AUCARIOTASAUCARIOTAS
La replicación del ADN en célula eucariótica La replicación del ADN en célula eucariótica presenta tres características:presenta tres características:
Es semiconservativaEs semiconservativa Es bidireccionalEs bidireccional Es multifocalEs multifocal
En la replicación del En la replicación del ADN,ADN, participan varias participan varias proteínas: proteínas: HelicasaHelicasa (desenrrolla) el (desenrrolla) el desenrrollado produce estrés de desenrrollado produce estrés de torsión torsión y se y se genera un superenrrollamiento, las que son genera un superenrrollamiento, las que son eliminadas por las eliminadas por las topoisomerasastopoisomerasas..
REPLICACION DEL ADN EN REPLICACION DEL ADN EN AUCARIOTASAUCARIOTAS
La acción de estas proteínas produce La acción de estas proteínas produce ¨horqilla¨horqilla de de crecimiento¨crecimiento¨
Luego una Luego una RNA polimerasaRNA polimerasa forma cortos RNA forma cortos RNA iniciadores iniciadores (Primers)(Primers) complementarios con las complementarios con las hebras patrón desenrrolladas, después cada hebras patrón desenrrolladas, después cada iniciador es iniciador es elongado elongado por una por una DNA polimerasaDNA polimerasa con formación de una nueva hebra hija.con formación de una nueva hebra hija.
Las dos hebras son antiparalelas, los Las dos hebras son antiparalelas, los nucleótidos sólo se agregan en la dirección nucleótidos sólo se agregan en la dirección 55! !
33!!
La hebra guía es La hebra guía es continuacontinua (requiere 1 (requiere 1 primer), la hebra retrasada es primer), la hebra retrasada es discontinuadiscontinua se hace por cortos RNA iniciadores, cada se hace por cortos RNA iniciadores, cada 1000 bases aproximadamente formando 1000 bases aproximadamente formando fragmentos de Okasaki.fragmentos de Okasaki.
El El RNA iniciadorRNA iniciador en cada fragmento es en cada fragmento es eliminado eliminado y y reempalazo reempalazo por la cadena de por la cadena de DNADNA en crecimiento proveniente del en crecimiento proveniente del fragmento de fragmento de Okasaki Okasaki adyacente, adyacente, finalmente una finalmente una DNA ligasaDNA ligasa une los une los fragmentos.fragmentos.
REPLICACION DEL ADN EN REPLICACION DEL ADN EN PROCARIOTASPROCARIOTAS
En célula procariótica la replicación del En célula procariótica la replicación del ADN, se caracteriza por ser:ADN, se caracteriza por ser:
SemiconserativaSemiconserativa
BidireccionalBidireccional
Monofocal.Monofocal.
RELACIÓN DEL ADN, ARN Y RELACIÓN DEL ADN, ARN Y PROTEÍNASPROTEÍNAS
SEMICONSERVATIVASEMICONSERVATIVA
SEMICONSERVATIVASEMICONSERVATIVA
SEMICONSERVATIVASEMICONSERVATIVA
BIDIRECCIONALBIDIRECCIONAL
MULTIFOCALMULTIFOCAL
En humanosEn humanos, la velocidad de , la velocidad de desplazamiento de las horquillas de desplazamiento de las horquillas de replicación es de replicación es de sólosólo unos unos 100 pb100 pb por por segundo.segundo.
Si el genoma humano tiene Si el genoma humano tiene 3x103x1099 pares de pares de bases, ésta se replica en bases, ésta se replica en 8 horas8 horas..
