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Ácidos nucleicos.Bioquímica.
Dra. Gabriela Moeller
07 de Febrero del 2016.
Aldana Becerra Daniela
Lucena Martínez Patricia
Moreno Ayala Vanessa Guadalupe
Villa Calderón Mónica
¿Qué son los ácidos nucleicos?• Son las biomoléculas portadoras de la información genética, de gran
importancia sobre todo en las funciones de herencia y en las
energéticas.
• Se unen esterificándose con fosfato en los carbonos 3 y 5 del
carbohidrato que los constituye (ribosa o desoxirribosa)por medio de
enlaces denominados nucleotídicos.
• Están compuestos por nucleótidos que son las substancias
monoméricas que constituyen a las grandes moléculas conocidas
como DNA y RNA
• Los nucleótidos (monómeros), se unen entre si para formar los
polinucleótidos por medio de enlaces nucleotídicos
PURINA
PIRIMIDINA
Tipos de ácidos nucleicos.
Existen dos tipos de ácidos nucleicos :
• El ADN (ácido desoxirribonucleico)
• El ARN (ácido ribonucleico)
Que se diferencian por:
• El glúcido (la pentosa es diferente en cada uno,
ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN)
• Las bases nitrogenadas
• Cada nucleótido es una molécula compuesta por la unión de tresunidades: un monosacárido de cincocarbonos (una pentosa, ribosa en el ARN y desoxirribosa enel ADN), una base nitrogenada purínica (adenina, guanina) opirimidínica (citosina, timina o uracilo) y un grupo fosfato (ácidofosfórico). Tanto la base nitrogenada como los grupos fosfatoestán unidos a la pentosa.
Bases nitrogenadas
Esterificación del ácido fosfórico.
• La unidad formada por el enlace de la pentosa y de la base
nitrogenada se denomina nucleósido.
• El conjunto formado por un nucleósido y uno o varios grupos fosfato
unidos al carbono 5' de la pentosa recibe el nombre de nucleótido.
• Se denomina nucleótido-monofosfato (como el AMP) cuando hay un
solo grupo fosfato, nucleótido-difosfato (como el ADP) si lleva dos y
nucleótido-trifosfato (como el ATP) si lleva tres.
AMP
Adenosin Monofosfato
ADP
Adenosin Difosfato
ATP
Adenosin Trifosfato
EL ADN.
Ácido Desoxirribonucleico (ADN), material genético de todos los
organismos celulares y casi todos los virus. Es el tipo de
molécula más compleja que se conoce. Su secuencia de
nucleótidos contiene la información necesaria para poder
controlar el metabolismo un ser vivo.
• El ADN lleva la información necesaria
para dirigir la síntesis de proteínas y la
replicación. En casi todos los
organismos celulares el ADN está
organizado en forma de cromosomas,
situados en el núcleo de la célula.
• Está formado por la unión de muchosdesoxirribonucleótidos. La mayoría de lasmoléculas de ADN poseen dos cadenasantiparalelas (una 5´-3´ y la otra 3´-5´) unidasentre sí mediante las bases nitrogenadas,por medio de puentes de hidrógeno
• La adenina enlaza con la timina, mediantedos puentes de hidrógeno, mientras que lacitosina enlaza con la guanina, mediante trespuentes de hidrógeno.
• El estudio de su estructura se puede hacer avarios niveles, apareciendo estructuras,primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria yniveles de empaquetamiento superiores
• El ADN es bicatenario, está constituido por dos cadenas
polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud.
-Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal
(ADN del núcleo de las células eucarióticas)
-En forma circular (ADN de las células procariotas, así
como de las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos).
• La molécula de ADN porta la información necesaria para eldesarrollo de las características biológicas de un individuo.
• Contiene los mensajes e instrucciones para que las célulasrealicen sus funciones.
• Excepcionalmente, el ADN de algunos virus es monocatenario.
• Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose acomposición como la secuencia particular de bases), puededesnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entrebases pasando a ADN de cadena simple o ADNscabreviadamente.
Propiedades del ADN.
Desnaturalización de ADN.• La doble hélice del ADN en estado natural es muy estable pero al
calentar (100°C) las dos hebras se separan: desnaturalización del
ADN.
• Si se mantiene el ADN desnaturalizado, posteriormente a 65°C, las
dos hebras vuelven a unirse
• Esta restauración de la doble hélice es lo que se llama re
naturalización y es lo que permite la hibridación si se parte de
hebras de distinto ADN.
Desnaturalizacion/Renaturalizacion
Estructuras del ADN.
• Estructura primaria. Una cadena de desoxirribonucleótidos(monocatenario) es decir, está formado por un solo polinucleótido, sincadena complementaria. No es funcional, excepto en algunos virus.
• Secuencia de nucleotidos de una
cadena
• Se distingue un esqueleto de pentosa y
fosfatos y una secuencia de bases
nitrogenadas
• El numero de hebras diferentes que se
pueden formar combinando las cuatro
bases nitrogenadas es muy elevado
• El porcentaje de G,C,A y T es el mismo
para una misma especie.
• Estructura secundaria. Doble hélice, estructura bicatenaria,
dos cadenas de nucleótidos complementarias, antiparalelas,
unidas entre sí por las bases nitrogenadas por medio de puentes
de hidrógeno. Está enrollada helicoidalmente en torno a un eje
imaginario.
• Es una doble hélice de 2nm de
diámetro
• Las bases nitrogenadas se
encuentran en el interior
• Las parejas de bases se encuentran
unidas a un armazón formado por la
pentosa y los grupos fosfato
• Cada vuelta de doble hélice
contiene 10 parejas de nucleotidos
• Las dos cadenas son antiparalelas y
complementarias.
• Hay tres tipos:
– Doble hélice A, con giro dextrógiro, pero las vueltas se
encuentran en un plano inclinado (ADN no codificante).
– Doble hélice B, con giro dextrógiro, vueltas perpendiculares
(ADN funcional).
– Doble hélice Z, con giro levógiro, vueltas perpendiculares (no
funcional); se encuentra presente en los parvovirus.
• ADN-B: ADN en disolución, 92% de humedad relativa, se encuentraen soluciones con baja fuerza iónica se corresponde con el modelode la Doble Hélice. Es el más abundante y es el descubierto porWatson y Crick.
• ADN-A: ADN con 75% de humedad, requiere Na, K o Cs como contraiones, presenta 11 pares de bases por giro completo y 23 Å dediámetro. Es interesante por presentar una estructura parecida a lade los híbridos ADN-ARN y a las regiones de auto apareamientoARN-ARN.
• ADN-Z: doble hélice sinistrorsa (enrollamiento a izquierdas), 12pares de bases por giro completo, 18 Å de diámetro, se observa ensegmentos de ADN con secuencia alternante de bases píricas ypirimidínicas (GCGCGC), debido a la conformación alternante de losresiduos azúcar-fosfato sigue un curso en zig-zag.
Propiedades de las dobles hélices.
• Estructura terciaria. El ADN presenta una estructura terciaria, que
consiste en que la fibra de 20 Å se halla retorcida sobre sí misma,
formando una especie de súper-hélice. Esta disposición se
denomina ADN Superenrollado, y se debe a la acción de enzimas
denominadas Topoisomerasas-II. Este enrollamiento da
estabilidad a la molécula y reduce su longitud.
Varía según se trate de organismos procariontes o eucariontes:
a) En procariontes se pliega como una súper-hélice en forma,generalmente, circular y asociada a una pequeña cantidad deproteínas. Lo mismo ocurre en la mitocondrias y en los plastos.
b) En eucariontes el empaquetamiento ha de ser más complejo ycompacto y para esto necesita la presencia de proteínas, como sonlas histonas y otras de naturaleza no histona (en losespermatozoides las proteínas son las protamínas). A esta unión deADN y proteínas se conoce como Cromatina, en la cual sedistinguen diferentes niveles de organización:
- Nucleosoma
- Collar de perlas
- Fibra cromatínica
- Bucles radiales
- Cromosoma.
• Estructura cuaternaria. La cromatina en el núcleo tiene un grosorde 300Å. La fibra de cromatina de 100Å se empaquetaformando una fibra de cromatina de 300Å. El enrollamiento quesufre el conjunto de nucleosomas recibe el nombre deSolenoide.
Los solenoides se enrollan
formando la cromatina del
núcleo interfásico de la célula
eucariota. Cuando la célula
entra en división, el ADN se
compacta más, formando los
cromosomas.
El Ácido Ribonucleico se forma por la polimerización de ribonucleótidos, los
cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5´-3´ (igual
que en el ADN).
Estos a su vez se forman por la unión de un grupo fosfato, una ribosa (una
aldopentosa cíclica) y una base nitrogenada unida al carbono 1’ de la ribosa,
que puede ser citosina, guanina, adenina y uracilo. Esta última es una base
similar a la timina.
En general los ribonucleótidos se unen entre sí, formando una cadena simple,
excepto en algunos virus, donde se encuentran formando cadenas dobles.
EL ARN.
Un gen está compuesto, por una secuencia lineal de nucleótidos en elADN, dicha secuencia determina el orden de los aminoácidos en lasproteínas. Sin embargo el ADN no proporciona directamente deinmediato la información para el ordenamiento de los aminoácidos ysu polimerización, sino que lo hace a través de otras moléculas, losARN.
Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan deuna u otra manera en la síntesis de las proteínas. Ellos son: El ARNmensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr) y el ARN detransferencia (ARNt).
EL ARN.• El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos
constituyentes es ribosa en lugar de desoxirribosa, y en que, en lugar de
las cuatro bases A, G, C, T, aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar
de timina).
• Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN, aunque dicha
característica es debido a consideraciones de carácter biológico, ya que
no existe limitación química para formar cadenas de ARN tan largas
como de ADN, al ser el enlace fosfodiéster químicamente idéntico.
• El ARN está constituido casi siempre por una única cadena (es
monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y
ARNr puede formar estructuras plegadas complejas y estables.
Mientras que el ADN contiene la
información, el ARN expresa
dicha información, pasando de
una secuencia lineal de
nucleótidos, a una secuencia
lineal de aminoácidos en una
proteína
Tipos de ARN.El ARN mensajero:
Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya
secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia
de bases del ADN. El ARNm dicta con exactitud la secuencia de
aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. Las
instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos
Codones.
• Se sintetiza en el núcleo de la
célula.
• Actúa como intermediario en el
traslado de la información genética
desde el núcleo hasta el
citoplasma. Poco después de su
síntesis sale del núcleo a través de
los poros nucleares asociándose a
los ribosomas donde actúa como
matriz o molde que ordena los
aminoácidos en la cadena proteica.
• Su vida es muy corta: una vez
cumplida su misión, se destruye.
Características del ARNm.
El ARN de transferencia:
Su función es la de captar aminoácidos en el citoplasma uniéndose a
ellos y transportándolos hasta los ribosomas, colocándolos en el lugar
adecuado que indica la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero
para llegar a la síntesis de una cadena polipeptídica determinada y por
lo tanto, a la síntesis de una proteína
• Existe en forma de moléculas relativamente pequeñas.
• La única hebra de la que consta la molécula puede llegar apresentar zonas de estructura secundaria gracias a losenlaces por puente de hidrógeno que se forman entrebases complementarias, lo que da lugar a que se formenuna serie de brazos, bucles o asas.
Características del ARNt.
El ARN ribosómico:
Es el más abundante (80 por ciento del total del ARN), se encuentra en
los ribosomas y forma parte de ellos, aunque también existen
proteínas ribosómicas.
• El ARN ribosómico recién sintetizado es empaquetado
inmediatamente con proteínas ribosómicas, dando lugar a las
subunidades del ribosoma.
En resumen:
Acidos nucleicos artificiales o ribonucleicos.
Morfolino Glicolico
• Quimeroplasto• Treósico
Bibliografía.
• Curtis y Barnes (1992). Biología. 5ª Ed. Bs.As. Editorial MédicaPanamericana.
• Harper, (1995) Manual de Bioquímica. Ediciones El Manual Moderno.México.
• Kuchel,p y Ralston, G. (1994) Bioquímica General. SerieSchaum. Ed. McGraw-Hill. México.
• tryer, L.. (1995) Bioquímica. Ed. Reverté. España.
