Nucletidos y cidos Nucleicos Lic Deborah E Rodrguez

Nucleótidos y Ácidos Nucleicos Lic. Deborah E. Rodríguez C. Cátedra de Bioquímica 1 Universidad Central del Este

Cuestionario Cuales son las bases nitrogenadas mayores y grafique su estructura Que es un nucleósido y cual es su composición? Que es un nucleótido y como esta formado? Cual es el azúcar que forma parte del DNA y el del RNA, grafique su estructura Haga dos ejemplos gráficos de nucleótidos Cuantos fosfatos pueden formar parte de los nucleótidos y cuantos existen en los que forman parte de los ácidos nucleicos Describa las funciones de los nucleótidos Elabore un cuadro con las bases nitrogenadas puricas y pirimidicas y nombre los nucleósidos y nucleótidos que se forman Esquematice la formación del enlace fosfodiester.

Los nucleótidos derivan de los compuestos heterocíclicos aromáticos: Purina y pirimidina También llamadas bases mayores

Las bases mayores presentes en los poli nucleótidos (RNA y DNA) son: Purinas: Adenina y Guanina Pirimidina: Citosina, Timina y Uracilo

Dra. Genoveva Martín MSc. 2006 5

AZÚCAR UNA PENTOSA Ø RIBOSA RIBONUCLEÓTIDOS Ø 2 DESOXIRRIBOSA DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS 6

FOSFATO ACIDO FOSFÓRICO H 3 PO 4 7

Existen otras bases que pueden estar libres en la célula que son: Hipoxantina y Xantina Estas son intermediarias en el metabolismo de las purinas

El ser humano excreta las purinas oxidadas en forma de Acido Úrico Este es el producto final del catabolismo de las purinas

Nucleósido Están formado por un azúcar: D-ribosa en el ARN 2 -Desoxirribosa en el ADN Y una base nitrogenada (purina o pirimidina) Unidos por un enlace Beta N-glucosídico.

RIBONUCLEÓSIDOS 11

DESOXIRRIBONUCLEÓSIDOS 12

Este enlace se forma entre el carbono anomérico del azúcar y el N 1 de una pirimidina o el N 9 de una purina.

Nucleótidos Son nucleósidos fosforilados en grupos hidroxilos del azúcar. Estos son las unidades monoméricas de los ácidos nucleicos

carbón 5' para formar el nucleótido. Figura 1. 1. 1. E

RIBONUCLEÓTIDO MONO P 16

DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS MONO P 17

RIBONUCLEÓTIDOS DI P 18

RIBONUCLEÓTIDOS TRI P 19

NUCLEÓTIDOS CÍCLICOS 20

Funciones de los nucleótidos *Donadores de energía en los sistemas biológicos. Ej. ATP-ADP GTP-GDP *Segundo mensajero Ej. AMPc y GMPc *Cofactores en las reacciones enzimáticas Ej. NAD, NADP, FAD, FMN *Transportadores o activadores en el metabolismo Ej. UDP *Precursores de los ácidos nucleicos Reguladores Metabólicos AMP y ATP

El enlace que une a los nucleótidos para formar ácidos nucleicos se denomina fosfodiester. Se realiza mediante el residuo fosfato unido al hidroxilo del carbono 5´ de una unidad y al hidroxilo 3´de la siguiente con la perdida de una molécula de agua

Análogos sintéticos de las purinas y pirimidinas

Nomenclatura: Se nombran añadiendo al nombre de la base la terminación –osina si es una base púrica, por ejemplo la adenosina La terminación –idina si se trata de una base pirimidínica, por ejemplo la citidina. Si la pentosa es la desoxirribosa, se añade el prefijo desoxi-; por ejemplo, desoxiadenosina o desoxicitidina.

Ácidos nucleicos Unión de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiester. Tienen la función de la conservación, almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética. Existen dos tipos de ácidos nucleicos que son: DNA y RNA

DNA Esta formado por cuatro desoxirribonucleótidos: Desoxiadenosina, desoxiguanosina, desoxicitidina y desoxitimidina Son las macromoléculas que almacenan y conservan la información genética en su secuencia de bases, organizadas en genes que contienen el material hereditario dentro de los cromosomas

ÁCIDOS NUCLEICOS DNA § Ø Ø Ø COMPONENTES: BN => A, G, C y T AZÚCAR => 2 d-R FOSFATO § NUCLEÓTIDOS: d AMP, d GMP, d CMP, d TMP. § 2 CADENAS POLINUCLEOTÍDICAS § ESTRUCTURA PRIMARIA: 3’ - ATTGCTAACCGGAT - 5’ 5’ - TAACGATTGGCCTA - 3’ § ESTRUCTURA SECUNDARIA: MODELO DE WATSON – CRICK § ESTRUCTURA TERCIARIA: NUCLEOSOMAS DNA SUPERENRROLLADO 31

El orden de las bases del ADN contiene la información necesaria para producir la secuencia correcta de aminoácidos en las proteínas de la célula

Niveles estructurales del ADN Estructura primaria: es el orden de las bases en la sucesión del poli nucleótido Estructura secundaria: es la conformación tridimensional del esqueleto. Estructura terciaria: es el superenrollamiento de la molécula polinucleotidica

DN A § ESTRUCTURA TERCIARIA: Ø NUCLEOSOMAS Ø DNA SUPERENRROLLADO 35

NUCLEOSOMAS Parte central del nucleosoma Histona H 1 DNA de conexión HISTONAS Proteínas básicas ricas en lisina y arginína y en cargas +. TIPOS: H 1, H 2 A, H 2 B, H 3, H 4 Ø 2 de cada una (H 2 A, H 2 B, H 3, H 4) se asocian para formar un octámero donde se enrrolla 2 veces el DNA. Ø H 1 Entre los nucleosomas y el DNA de conexión. 36

NUCLEOSOMA 37

Característica de la molécula del DNA El Modelo fue descrito por Watson y Crick: (1953) El DNA esta formado por dos cadenas de poli nucleótidos enrolladas una alrededor de la otra para formar una doble hélice con giro hacia la derecha. Los mononucleotidos están unidos mediante enlaces 3´-5 ´fosfodiester Las dos cadenas se describen como complementarias

Características del DNA (cont) La concentración molar de adenina es siempre igual a la timina y la de citosina a la de guanina. Un par de bases A-T posee dos puentes de H y un par G-C, 3 puentes de hidrogeno Ambas cadenas corren en dirección antiparalela Los pares de bases están en un plano perpendicular al eje de la hélice

Dimensiones del DNA Una vuelta de la doble hélice ocupa 3. 4 nm y esta formado por aproximadamente 10. 4 pares de bases. El diámetro de la doble hélice es 2 nm. Obsérvese que el espacio interior de la doble hélice solo es adecuado para el apareamiento de una purina y una pirimidina. El apareamiento de purinas desestabilizaría la hélice. La distancia entre los pares de bases adyacentes es de 0. 34 nm.

Variaciones en el DNA-B: Es la principal forma de DNA que existe en la naturaleza DNA-A: Posee 11 pares de bases en cada vuelta de la hélice que no son perpendiculares al eje de la hélice, pero al igual que el B posee giro hacia la derecha DNA Z: es un tipo de doble hélice que puede existir en la naturaleza y difiere de las anteriores en que el giro es hacia la izquierda (zurda)

Diferencias de los DNA B Estructura de Watson y Crick DNA A DNA Z 2 nm 2. 6 nm 1. 8 nm Pb por vuelta de 10. 4 helice 11 12 Rotacion por pb 3. 4 2. 5 4. 5 Rotacion de la helice A derechas A izquierda Diámetro de la hélice

ARN Es el encargado de la transmisión y expresión del mensaje genético. Existen diferentes tipos de RNA: Mensajero (RNAm) Ribosómico (RNAr) Transferencia (RNAt)

ÁCIDOS NUCLEICOS RNA § Ø Ø Ø COMPONENTES: BN => A, G, C y U AZÚCAR => R FOSFATO § NUCLEÓTIDOS: AMP, GMP CMP, UMP § 1 CADENA POLINUCLEOTÍDICA. § ESTRUCTURA PRIMARIA: 5’ - AUUGCUAACCGGAU- 3’ § ESTRUCTURA SECUNDARIA Y TERCIARIA: DEPENDERÁN DEL TIPO DE RNA. 47

ESTRUCTURA PRIMARIA DEL RNA 48

ESTRUCTURAS TIPOS RNA 11 49

RNAt Es el mas pequeño de los RNA (75), existen diferentes tipos de RNAt porque al menos uno se une de forma especifica a cada aminoácido que compone normalmente la proteína. Es el RNA que transporta los aminoácidos al sitio de síntesis de las proteínas

RNAm Como su nombre sugiere, el RNA mensajero es el transportador de la información genética desde el DNA para la síntesis de proteínas. Las moleculas de RNAm constituyen aproximadamente el 5 % del RNA celular, varian considerablemente de tamaño.

Los RNAm procariota y eucariota se diferencian en varios aspectos, principalmente en que los procariotas son policistronico, es decir contienen información que codifica varias cadenas polipeptídicas, mientras que los RNAm eucariotas codifican un único polipéptido y por lo tanto se denomina monocistronico

RNAr Es la forma mas abundante de RNA en las células, aprox. 80% del RNA total. Como sugiere su nombre el RNAr es componente de los ribosomas, estos son estructuras citoplásmicas que sintetizan las proteínas Los ribosomas están formados por ARNr y proteínas, por lo que se describen como cuerpos ribonucleoproteicos

Los ribosomas de los procariotas y los eucariotas tienen forma y función semejantes, aunque se diferencian en tamaño y composición química. Ambos tipos de ribosomas constan de dos subunidades de tamaño desigual, que normalmente se denominan en términos de sus valores de S (coeficiente de sedimentación), que depende del peso molecular y de la forma de la partícula, por lo tanto no son necesariamente aditivos.

Los ribosomas procariotas (70 s) están formados por una subunidad 50 s y una subunidad 30 , mientras los ribosomas eucariotas (80 s) contienen una subunidad 60 s y una subunidad 40 s. En cada tipo de subunidad ribosómica se encuentran varias clases diferentes de RNAr y proteínas

La subunidad grande de E. coli contiene RNAr 5 s y 23 s y 34 polipéptidos. La subunidad pequeña contiene un ARNr 16 s y 21 polipéptidos. Una subunidad ribosómica eucariota grande típica contiene tres ARNr (5 s, 5. 8 s y 28 s) y 49 polipéptidos; la subunidad pequeña contiene un ARNr 18 s y aproximadamente 30 polipéptidos.