14-15 08 ÁCIDOS NUCLEICOS

ÁCIDOS
NUCLEICOS
INTRODUCCIÓN
!Son polímeros (unión de miles de
nucleótidos).
!Contienen toda la información genética del
individuo y las instrucciones precisas para
su lectura.
!Carácter ácido
!Elementos químicos: C, H, O, N y P
!Nucleótido: Nucleósido (Azúcar + Base
nitrogenada) + H3PO4
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
Bases nitrogenadas
Ácido ortofosfórico
H3PO4
Pentosas
β-D Ribofuranosa
β-D Desoxirribofuranosa
NUCLEÓSIDOS
Pentosas
N-glucosídico
Base nitrogenada
+ H2O
Base pirimidínica:
(N-1)
Base púrica:
(N-9)
Nomenclatura
Base+sufijo
-Idina
Base+sufijo
-Osina
NUCLEÓTIDOS
Nucleósido (C-5´)
Ester
Ésteres
fosfóricos de
los nucleósidos
Ac. ortofosfórico
+ H2O
Nomenclatura
Ácido+Base+sufijoílico
Nucleósido+número
de fosfatos
Nucleótidos del ARN
ADN
NUCLEÓTIDOS LIBRES
ADENOSÍN FOSFATOS
✴Esterificados
por 1,2 ó 3
H3P O4. En l a c e s q u e
almacenan gran cantidad de
energía química potencial
✴Intermediarios metabólicos
ATP
Pi
ADP+ energía
Pi
AMP+ energía
ATP
NUCLEÓTIDOS CÍCLICOS
AMPc
✴Controla la velocidad de
reacciones intracelulares
✴Actúa como segundo
mensajero en la recepción
de señales
Enlace
fosfodiester
COENZIMAS DERIVADOS
DE NUCLEÓTIDOS
Piridín nucleótidos
Flavín nucleótidos
Coenzima A. (CoA)
Cada clase de
enzima
actúa sobre
un tipo de
reacción
Derivan de la nicotinamida
o vitamina B3. Actúan en
procesos redox
Derivan de la rivofalbina o
vitamina B12. Interviene en el
transporte de e- y H+
NAD
NADP
FAD
FMN
Deriva del ADP que contiene ác. pantoténico
(B5). Transfiere grupos acilo, activando ac.
orgánicos en el metaoblismo aerobio
ÁCIDOS NUCLEICOS
Son polímeros de nucleótidos (polinucleótidos)
Unidos mediante enlace fosfodiester 5´
3´
El esqueleto de la cadena está formado por
pentosas y fosfatos que alternan, mientras
que las bases nitrogenadas se disponen
lateralmente
Si la pentosa es ribosa se forma ARN
Si la pentosa es dribosa se forma ADN
DINUCLEÓTIDO
DINUCLEÓTIDO
El crecimiento de la
cadena es en dirección
5’ P a 3’ OH
Polinucleótido
Nuevo
nucleótido
ADN
Es un polinucleótido de desoxirribonucleótidos de
adenina, guanina, citosina y timina.
Elevado peso molecular.
Capaz de autoduplicarse.
Procariotas: región nucleoide
Localización:
Eucariotas: núcleo
Mitocondrias
y cloroplastos
Todos los organismos tienen una cantidad de ADN
(cromatina) que es constante en las células somáticas
y se reduce a la mitad en las células sexuales.
L a c an t idad de ADN de pe nde de l núme ro de
cromosomas y es constante en cada especie.
ESTRUCTURA
Es la secuencia lineal de los dribonucleótidos.
Cuatro tipos de nucleótidos
número infinito de
combinaciones, ideal para almacenar la información
necesaria en el programa de vida de toda célula
Estudios de
CHARGAFF
Suma de bases púricas=suma de
bases pirimidínicas
A+G=C+T
Principio de equivalencia
A+T/G+C es propia de cada organismo
A/T=1 ; C/G=1
ESTRUCTURA
SECUNDARIA
Wi l k i n
s
rayo s X , de s c ub re (d
i
de 20Å ) u n a e s t r uc f rac c ión de
t u ra fib
de diám
r ilar
e t ro. (1
Å = 10 -4
μ)
or
p
a
rt ic k
e
i
b
u y Cr
c
s
e
D
s o n 3)
t
a
W (195
El ADN e s tá f or m ado p or do s c ade n as de
dribonucleótidos de A, T, G y C enrolladas en forma
de doble hélice alrededor de un eje imaginario
(enrollamiento dextrógiro)
Esqueleto: grupos fosfato y
dribosa que alternan entre sí
Bases nitrogenadas se
disponen
perpendiculares
enfrentadas entre sí
(peldaños de una
escalera)
C=G
T=A
-
S
A
L
E
L
A
R
A
P
I
T
N
A
En una cadena
los enlaces
fosfodiester van
en la dirección
3´ 5´ y en la
otra 5´ 3
Estructura secundaria: doble hélice o fibra de ADN de 20A
Diferencias entre los ADN de
distintas especies
La longitud de la molécula (número de pares de
nucleótidos).
ADN h
u
mano
: 2m
El número de moléculas de ADN.
La secuencia de los dribonucleótidos, esto explica como
se almacena el información genética.
Variaciones de la estructura del ADN
CIRCULAR (ADN procariotas,
cloroplasto y mitocondrias)
SUPERENROLLADO
MONOCATENARIO:
algunos virus
Otras conformaciones
diferentes. CONFORMACIÓN B
Niveles de empaque tamient o del ADN en eucariot as:
- Núcleo interfás ico:
+ Nucleosoma y “collar de perlas”
+Fibra de 30nm (300A) o fibra cromatín ica (solenoide)
- Núcleo mitótico:
+ Bucles o lazos radiales (300nm )
+ Rosetón de bucles (rodillo) 700nm
+ Sucesión de rodillos (Cromos oma) 1400nm
Propiedades del ADN
Ácido fuerte, debido a los grupos fosfato.
Pueden formar otra molécula idéntica en estructura y
c om p o s ic ión a l a p ro ge n i t o ra : c ap ac id ad de
autoduplicación
Cambios de pH, Tª, pueden romper los puentes de H,
produciéndose una desnaturalización. El proceso puede ser
reversible : Renaturalización.
Hebras de ADN desnaturalizadas de diferente origen,
pueden hibridar entre ellas.
HIBRIDACIÓN
DESNATURALIZACIÓN
La reversibilidad de la desnaturalización
ha dado lugar a una aplicación
hibridación (técnica fundamental en la
te c n o l o gía de l ADN re c om bi n a n te ,
(fundamento de la biotecnología)
La hibridación de hélice bicatenarias no naturales de ADN-ADN y ADN-ARN,
permite:
- Reconocer el grado de relación de parentesco entre dos ADN (estudios
filogenéticos) .
- Elaborar sondas (fragmentos de ADN monocatenarios, secuencia conocida),
para detectar fragmentos de ADN complementario.
La desnaturalización del ADN provocada por el
incremento de temperatura se denomina fusión.
Punto de fusión: Tª en la cual la mitad de las
moléculas de ADN se encuentran desnaturalizadas
En l a siguie n te gráfic a se
representa la relación entre la
variación del punto de fusión del
ADN y el contenido G+C de
distintos genomas.
¿A qué crees que se debe el
incremento del punto de fusión
del ADN conforme aumenta su
porcentaje de G+C? ¿Por qué el
contenido G+C tiende a ser
mayor en las arqueobacterias
hipertermófilas que soportan
Tª de casi 100ºC?
1) Staphylocccus aureus; 2) Timo de becerro;
3) Escherichia coli; 4) Brucella abortus;
5) Streptomyces griseus
25
ARN
C
G
U
A
Polímero de ribonucleótidos:
Los más abundantes.
Núcleo (nucleolo)
Localización:
Mitocondrias
Hialoplasma
Cloroplasto
Ribosomas
Monocatenarios (algunos estructura secundaria)
Tipos:
!
ARNm
ARNr
ARNt
ARNn
ARNm
Copia la información del ADN (Transcripción)
Monocatenario. Vida breve
ARNr
Es el más abundante
Componente de los ribosomas
Largas moléculas con plegamientos y zonas de
apareamiento
ARNr
ARNm
ARNn
Forma parte del nucleolo que se origina a partir de un
segmento de ADN
organizador nucleolar
ARNt
Transporta los aminoácidos hasta los ribosomas
Tiene estructura secundaria “hoja de trébol” que
además sufre enrollamientos y adopta una estructura
en “L”.
Cada ARNt lleva un aminoácido específico
Estructura secundaria
plegada en el espacio en
forma de hoja se trébol con
brazos (con puentes de H) y
asas
Brazo y asa D
representan el lugar de
unión con el enzima
aminoacil ARN-t
sintetasa, específico.
AR N
Sitio de unión del
aminoácido
t
Brazo y asa T (presentan
ribotimidina) es el lugar de
unión al ribosoma.
Lóbulo anticodón, triplete característico para cada ARN-t y
complementario de un triplete codón del ARN-m
AR N
Brazo aceptor
5´
3´
aminoácido
t
FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
ADN
Dirige la división celular,.Al autoduplicarse transmite
la información genética a las células hijas.
Contiene las inst ruccione s para la sínte sis de
proteínas
almacena toda la información genética.
Puede sufrir mutaciones (cambios morfológicos y
funcionales) que se transmiten de generación en
generación
las especies evolucionan
ARN
Relacionados con la síntesis de proteínas
Transcripción
ADN
Traducción
ARNm
ARNr
proteína
ARNt
ADN
ARN