Nucletidos y cidos nuclicos Una maana de febrero

Nucleótidos y ácidos nucléicos

Una mañana de febrero, dos jóvenes científicos, el físico Francis Crick y el biólogo James Watson anunciaron que habían conseguido revelar la estructura del ADN. Este descubrimiento, que revolucionó el mundo de la biología, fue anunciado en 1953, pero había empezado unos años antes. En 1951 Watson, se instaló en Cambridge para compartir con Crick, la aventura de determinar la estructura del ADN. En este momento, la única tecnología disponible para visualizar la estructura de grandes moléculas era la difracción de rayos X, que consistía en algo parecido a radiografiar una molécula. Paralelamente, la fisicoquímica Rosalind Franklin y el biofísico Maurice Wilkins realizaban estudios cristalográficos de difracción de rayos X sobre moléculas de ADN. En 1952 Rosalind Franklin obtuvo una fotografía de difracción por rayos X que reveló la estructura helicoidal de la molécula de ADN. Wilkins, sin el consentimiento de Franklin, hizo llegar la fotografía a Watson y Crick. Esa imagen constituyó uno de los datos definitivos que les llevó a pensar que la estructura del ADN estaba formada por una doble hélice, y no triple como se pensaba. Rosalind Franklin murió en 1958, a los 37 años de edad, víctima de un cáncer. Cuatro años después, Watson, Crick y Wilkins recibieron el Premio Nobel de Medicina y Fisiología por sus aportaciones al descubrimiento de la estructura del ADN. La inestimable aportación de R. Franklin a este descubrimiento no fue reconocida ni en vida ni de manera póstuma, aunque poco a poco la historia comienza a reconocer su labor. Watson y Crick Molecula de ADN Rosalind Franklin

Los ácidos nucléicos tienen la función más importante de todas las biomoléculas, en ellos se encuentra toda la información que poseen las células y además se encargan de expresarla en forma de proteínas, que son las responsables de ejecutar cada una de estas funciones. Se forman por la unión de unas subunidades llamadas nucleótidos, su número y su orden indican la información de la secuencia. En las células encontramos dos ácidos nucléicos, el ADN y el ARN. El ADN contiene la información genética en todos los organismos, será una molécula muy larga y estable para evitar errores en la información. Los ARN son moléculas más sencillas, con menor información y se degradan fácilmente, su función es la de expresar la información genética mediante la producción de proteínas. El descubrimiento del ADN y del ARN así como su funcionamiento ha sido uno de los mayores logros de la Biología moderna.

Los ácidos nucléicos son polímeros (de altísimo peso molecular) cuyos monómeros son los nucleótidos. La hidrólisis enzimática completa de un ácido nucléico da lugar a una mezcla de nucleótidos La hidrólisis química completa de un nucleótido da lugar a una mezcla equimolar de: A. Una base nitrogenada heterocíclica, purina o pirimidina B. Una pentosa, ribosa o desoxirribosa C. Fosfato

• Los nucleótidos son monómeros hidrolizables formados por tres componentes ADENINA GUANINA Forman parte del ADN y del ARN CITOSINA TIMINA URACILO PENTOSA RIBOSA ARN Forma parte del ADN Forma parte del ARN: A, G, C, U DESOXIRRIBOSA ADN: A, G, C, T

Componentes de los A. N Ion fosfato La molécula de ácido fosfórico (en forma de grupo fosfato). Los nucleótidos tienen un fuerte carácter ácido debido a que el ácido fosfórico se ioniza.

q BASES NITROGENADAS: compuestos formados por C y N PIRIMIDÍNICAS (derivan de la pirimidina compuesto orgánico con 2 átomos de N que sustituyen al C en 1 y 3) Citosina (C) Timina (T) (exclusiva del ADN) Uracilo (U) (exclusiva del ARN) PÚRICAS (derivan de la purina compuesto orgánico formado por 2 anillos fusionados con 4 átomos de N en los C 1, 3, 7 y 9) Adenina (A) Guanina (G)

Propiedades: • Son bases débiles • Son poco o nada solubles en agua • Son moléculas planas • Absorben la luz UV a 250 -280 nm, lo que permite su identificación y conocer su concentración

Nucleósidos La unión de la base nitrogenada a la pentosa recibe el nombre de NUCLEÓSIDO y se realiza a través del carbono 1’ de la pentosa y los nitrógenos de las posiciones 1 (pirimidinas) o 9 (purinas) de las bases nitrogenadas mediante un enlace de tipo N-glucosídico. Si la pentosa es una ribosa, tenemos un ribonucleósido. ribosa ribonucleósido Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, guanina, citosina y uracilo Enlace NSi la pentosa es un desoxirribosa, tenemos un desoxirribonucleósido. desoxirribosa desoxirribonucleósido glicosídico Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, citosina, guanina y timina Propiedades: • Son más solubles en agua que las bases, debido a la pentosa. • Los anillos de la base y la ribosa son perpendiculares entre sí.

Nucleótidos La unión del nucleósido con el ácido fosfórico se realiza a través de un enlace de tipo éster (se forma por esterificación) entre el grupo OH del carbono 5’ de la pentosa y el ácido fosfórico, originando un Nucleótido. Enlace éster fosfórico

Propiedades: Funciones: Forman parte de los ácidos nucleicos • • La presencia de cargas negativas en los • Nucleótidos polifosforilados: fosfatos los hace aún más solubles. – Transporte de grupos fosfatos • Los grupos fosfatos dan fuerte carácter ácido a – Reserva energética: ATP la molécula, por lo que tienden a asociarse a – Activación energética de moléculas: UDP-glucosa Síntesis de glucógeno cationes solubles (Ca, Mg) CDP-colina Síntesis de fosfolípidos • Nucleótidos cíclicos: – Segundos mensajeros: AMPc, GMPc, IMPc • Derivados nucleotídicos: – Coenzimas: NAD, FAD, Coenzima A

Formación de un nucleótido BASE NITROGENADA (Adenina) NUCLEÓSIDO (Adenosina) ION FOSFATO Enlace N-glucosídico H 2 O Enlace éster PENTOSA (Ribosa) NUCLEÓTIDO (Adenosín 5’-monofosfato)

¿Cómo nombramos a los nucleótidos?

Nucleótidos no nucleicos • Son nucleótidos que no forman parte de los ácidos nucleicos. • Se encuentran libres en las células. • Pueden actuar como: • Reguladores metabólicos (aportando energía) • Activadores de enzimas • Coenzimas

El ATP • Adenosín trifosfato: es el principal producto químico utilizado por los sistemas vivientes para almacenar energía. • Consiste en un una base (adenina) unida a un azúcar (ribosa) y a tres fosfatos. • Las células lo usan para capturar, transferir y almacenar energía libre necesaria para realizar el trabajo químico. • Funciona como una MONEDA ENERGÉTICA. • Las cargas altamente ionizables de los grupos fosfatos hacen que se repelan unos de otros; por lo tanto resulta fácil separar uno o dos Pi • La hidrólisis del ATP da: ATP + H 2 O ---> ADP + Pi

ATP Son moléculas transportadoras de energía. La energía que se necesita para las reacciones endergónicas se obtiene de la hidrólisis del ATP. Desfosforilación ADP ATP Fosforilación Además del ATP y el ADP también existen los nucleótidos de guanina GTP y GDP con función similar. Cuando las reacciones son exergónicas, la energía se emplea en la formación de ATP.

Papel en el metabolismo energético: El ATP se genera en las células mediante la fosforilación oxidativa. Se utiliza para impulsar las reacciones metabólicas, como un agente fosforilante, y está implicado en procesos como: • la contracción muscular • transporte activo • mantenimiento de la integridad de la membrana celular. En su acción como agente fosforilante, el ATP es un dador de fosfato para la generación de los otros nucleósidos 5´-trifosfatos (por ej. GTP, UTP, CTP).

AMP ciclico: AMPc Es un nucleótido de adenina cuyo ácido fosfórico está esterificado con los carbonos 3’ y 5’ de la ribosa. La unión de moléculas mensajeras (como hormonas o neurtotrasmisores) a receptores específicos de la membrana provocan la activación del AMPc, que a su vez activa enzimas que intervienen en determinadas reacciones metabólicas.

Derivados nucleotídicos Nucleótidos coenzimáticos: NAD+ , FAD, FMN, NADP son coenzimas que participan en reacciones de deshidrogenación (para ello toman H+ y electrones de algunas moléculas y quedan con forma reducida: NADH, NADPH, FADH 2, FMNH 2) Forma oxidada NAD+ + 2 e- + 2 H+ + NADH + H+ Forma reducida ELECTRONES COENZIMAS TRANSPORTADORAS DE GRUPOS ACILO

NUCLEÓTIDOS DE FLAVINA + (base nitrogenada) RIBITOL (pentosa) RIBOFLAVINA (nucleósido) FMN FOSFATO + AMP ( flavín-mononucleótido) FAD ( flavín-adenín-dinucleótido) NUCLEÓTIDOS DE PIRIDINA NUCLEÓTIDO DE NICOTINAMIDA + ADENINA NAD ( nicotín-adenín -dinucleótido) NADP + FOSFATO COENZIMA A -mercaptoetilamina Ácido pantoténico ADP ( nicotín-adenín -dinucleótido fosfato)

Antibióticos nucleosídicos Puromicina Antibiótico inhibidor de la síntesis de proteínas Cordicepina Medicamento contra el cáncer; es un tipo de antibiótico antitumoral.

Antirretrovirales, ej. VIH

POLINUCLEÓTIDOS Extremo 5’ • Los nucleótidos se unen por enlaces fosfodiéster formando polinucleótidos • La cadena presenta dos extremos libres: el 5’ unido al grupo fosfato y el 3’ unido a un hidroxilo. • Cada cadena se diferencia de otra por: > Su tamaño > Su composición. > Su secuencia de bases. • La secuencia se nombra con la inicial de la base que contiene cada nucleótido: AGTC Extremo 3’

unión de nucleótidos

Extremo 5’ 3’ 5’ Enlace fosfodiéster Extremo 3’ 3’ 5’

Tipos ADN Ácido desoxirribonucleico: Con desoxirribosa y citosina, timina, adenina y guanina • Se encuentra en el núcleo (donde formará los cromosomas), en mitocondrias y cloroplastos ARN Ácido ribonucleico: Con ribosa y citosina, uracilo, adenina y guanina • Se encuentra en el núcleo y en el citoplasma

ÁCIDOS NUCLEICOS • F. Miescher en 1869 estudia la composición química del pus: encuentra una fracción precipitable por ácido diluído que denomina Nucleína. • Encuentra un material parecido a la nucleína en la esperma de salmón, y lo fracciona en una componente proteico (protamina) y un componente que contiene P, de carácter ácido, que Altmann denomina ácido nucleico. • Estudios posteriores a Miescher demuestran la existencia de dos tipos de ácido nucleico: uno abundante en la levadura, que recibe el nombre de ácido zimonucleico y otro, abundante en el timo, llamado ácido timonucleico. • Posteriormente se comprueba que en la composición del llamado zimonucleico entra la ribosa, y por eso pasa a llamarse ácido ribonucleico (RNA, ARN), mientras que el timonucleico contiene desoxirribosa, por lo que pasa a llamarse ácido desoxirribonucleico (DNA, ADN)

Niveles estructurales de los ácidos nucleicos § Estructura primaria Polímero lineal formado por la unión de numerosos nucleótidos mediante enlaces fosfodiéster. El orden de los nucleótidos define la secuencia del ácido nucleico. § Estructura secundaria Formada por la disposición relativa espacial de los nucleótidos que se encuentran próximos en la secuencia. DNA – estructura definida por la unión de las dos cadenas polinucleótidicas a través de las bases nitrogenadas. RNA – presente en determinadas regiones de la molécula § Estructuras de orden superior Todas aquellas de orden superior a los niveles primario y secundario. DNA – resultantes del superenrollamiento y de la asociación con proteínas básicas para formar la cromatina. No determinada por niveles inferiores. RNA – (especialmente t. RNA) plegamiento tridimensional definido, similar a la estructura terciaria de las proteínas.

El ácido desoxirribonucleico (ADN) - Estructura ESTRUCTURA PRIMARIA ESTRUCTURA SECUNDARIA ESTRUCTURA TERCIARIA ADN superenrollado Doble hélice Secuencia de nucleótidos

ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES • Durante los años 20, el bioquímico P. A. Levene analizo los componentes del ADN, los ácidos nucleicos y encontró que contenía cuatro bases nitrogenadas: citosina y timina (pirimidinas), adenina y guanina (purinas); el azúcar desoxirribosa; y un grupo fosfato. También demostró que se encontraban unidas en el orden fosfato-azúcar-base, formando lo que denomino un nucleótido. Levene también sugirió que los nucleótidos se encontraban unidos por los fosfatos formando el ADN. Sin embargo, Levene pensó que se trataban de cadenas cortas y que las bases se repetían en un orden determinado.

ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES La proporción de Adenina es igual a la de Timina A = T Estudios de Erwin Chargaff La proporción de Guanina es igual a la de Citosina G = C La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de bases pirimidínicas (T+C) (A+G) = (T+C) La proporción entre (A+T) y (G+C) es característica de cada organismo, tomando valores diferentes según la especie

ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES Estudios de DIFRACCIÓN DE RAYOS X (Maurice Wilkins Rosalind Franklin) • Las bases púricas y pirimidínicas se encuentran unas sobre otras, apiladas a lo largo del eje del polinucleótido a una distancia de 3, 4 Å. Las bases son estructuras planas orientadas de forma perpendicular al eje (Astbury, 1947). • El diámetro del polinucleótido es de 20 Å y está enrollado helicoidalmente alrededor de su eje. Cada 34 Å se produce una vuelta completa de la hélice. • Existe más de una cadena polinucleotídica enrollada helicoidalmente (Wilkins et el. 1953, Franklin y Gosling, 1953).

El modelo de Watson y Crick • A fines de Febrero de 1953, Rosalind Franklin, escribió en su cuaderno de notas que la estructura del ADN tenía dos cadenas, ya antes había deducido que los grupos fosfatos se encontraban en el exterior y que el ADN existe en dos formas. . . . • Watson y Crick eran investigadores teóricos que integraron todos los datos disponibles en su intento de desarrollar un modelo de la estructura del ADN. Los datos que se conocían por ese tiempo eran : – que el ADN era una molécula grande también muy larga y delgada. – los datos de las bases proporcionados por Chargaff (A=T y C=G; purinas/pirimidinas=k para una misma especie). – los datos de la difracción de los rayos-x de Franklin y Wilkins (King's College de Londres). – Los trabajos de Linus Pauling sobre proteínas (forma de hélice mantenida por puentes hidrógeno), quién sugirió para el ADN una estructura semejante.

La foto 51 Rosalind Franklin(1920 -1958) Durante 50 años, la historia de la ciencia ha sostenido que los descubridores de la doble hélice del ADN fueron Crick y Watson. En los últimos años, las investigaciones han sacado a la luz la labor de Rosalind Franklin, sin cuyas radiografías sus colegas no hubieran llegado tan rápido a la meta. Hoy se puede decir que si éstos son los «padres» del hallazgo de la estructura helicoidal de la molécula, Franklin merece ser considerada la «madre» . 1. Estructura helicoidal 2. Periodicidad a 3. 4 nm 3. Periodicidad a 0. 34 nm 4. R. E. Franklin sugiere que el eje ribosa-fosfato está hacia fuera y las bases hacia dentro. Igualmente sugiere que se trata de una doble hélice, y no triple

Modelo de Watson - Crick 1. El DNA es una doble hélice plectonémica y dextrógira, con un paso de rosca de 3. 4 nm 2. Cada una de las dos hélices es un polinucleótido entrelazado con el otro de manera que su polaridad es opuesta (es decir, corren en sentido antiparalelo) y son complementarias.

3. El eje ribosa-fosfato se sitúa hacia el exterior de la doble hélice, en contacto con el solvente 4. Mientras que las bases nitrogenadas (anillos planares) se sitúan, apiladas, hacia el interior de la estructura, en un entorno hidrofóbico

0. 34 nm 5. Las bases están situadas en planos aproximadamente perpendiculares al eje mayor de la doble hélice. La distancia entre planos es de 0. 34 nm

6 Complementariedad entre las bases Las bases de ambas cadenas se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno. Guanina Adenina Timina 2 Enlaces de hidrógeno Citosina 3 Enlaces de hidrógeno El número de enlaces de hidrógeno depende de la complementariedad de las bases: A con T y G con C

EN RESUMEN: • Es una doble hélice de 2 nm de diámetro. 2 nm • Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior. Armazón fosfoglucídico 0, 34 nm Par de bases nitrogenadas 3, 4 nm • Las parejas de bases se encuentran unidas a un armazón formado por las pentosas y los grupos fosfato. • El enrollamiento es dextrógiro y plectonémico. • Cada pareja de nucleótidos está situada a 0, 34 nm de la siguiente y cada vuelta de doble hélice contiene 10 pares de nucleótidos. • Las dos cadenas son antiparalelas y complementarias.

Estructuras alternativas a la doble hélice Configuración de Watson y Crick = FORMA B • forma de mayor interés biológico por ser la que se encuentra al estudiar el ADN en disolución • forma en que normalmente interacciona el ADN con las proteínas del núcleo FORMA A • se obtiene por deshidratación de la B (sólo en condiciones de laboratorio) • doble hélice dextrógira + ancha y + corta que la forma B, pares de bases 20 o respecto al eje FORMA Z • aparece cuando alternan muchos nucleótidos de G y C (GCGCGC). Presente en algunos virus • hélice LEVÓGIRA enrollada en ZIGZAG, + larga y + estrecha que la forma B

TIPO DE ADN GIRO DE HELICE nm por Vuelta Plano entre bases nº de nucleótidos por vuelta A B Z Dextrógiro Levógiro 2. 8 3. 4 4. 5 inclinado perpendicular zig-zag 11 10 12 ADN B ADN A ADN Z

Función biológica del ADN El ADN almacena y transmite la información genética ya que puede realizar copias de sí mismo. REPLICACIÓN DEL ADN RELACIÓN ENTRE DIVERSOS ORGANISMOS Y LA CANTIDAD DE ADN QUE CONTIENEN Existe gran diferencia entre el contenido de ADN de seres unicelulares primitivos y el de organismos pluricelulares. 105 Bacteria s Dentro de un mismo grupo puede haber, a su vez, grandes diferencias que no parecen guardar relación con su complejidad. Escherichia coli Levaduras Hongos Judías Plantas Drosophila melanogaster Insectos Molusco s Tiburones Peces cartilaginosos Peces óseos Ranas Anfibios Reptiles Aves Mamífer os 106 107 108 109 Tritones Humanos 1010 1011

Niveles de complejidad del ADN monocatenario lineal (virus) Dímero concatenado (mitocondrias) ADN bicatenario lineal (virus) ADN monocatenario circular (virus) Cromatina (eucariotas) Cromosomas ADN bicatenario circular (bacterias) ADN asociado a histonas

ORGANIZACIÓN DEL ADN EN LA CÉLULA ADN bicatenario circular En procariotas: Tienen un cromosoma circular formado de ADN. A veces pueden existir varias moléculas más pero más pequeñas y transferibles llamadas PLÁSMIDOS En mitocondrias y cloroplastos: Dímero concatenado Tienen un cromosoma circular formado de ADN y que regula parte de la estructura y de los procesos que tienen lugar en estos orgánulos.

EUCARIOTAS: Cromatina (eucariotas) ADN asociado a histonas Cromosomas • Todo el ADN de los 46 cromosomas humanos de una célula humana mide ≈ 2’ 36 m • Se estima que una persona de 70 kg tiene unos 70 billones de células (70. 000 = 70. 1012 células) • En nuestro cuerpo tenemos un total de ≈ 165. 200. 000. 106 m de ADN

El ácido desoxirribonucleico (ADN) – Estructura terciaria Primer nivel de empaquetamiento 100 Ǻ Doble hélice de ADN Fibra de cromatina compacta Histona H 1 Doble hélice de ADN Octámero de histonas

El ácido desoxirribonucleico (ADN). Estructura terciaria Segundo nivel de empaquetamiento 300 Ǻ Nucleosoma Histona H 1

El ácido desoxirribonucleico (ADN). Estructura terciaria Tercer nivel de empaquetamiento Bucle Andamio proteico Niveles superiores de empaquetamiento Proteínas SMC

Desnaturalización – renaturalización del ADN La doble hélice de ADN en estado natural es muy estable; pero, si se calienta, cuando la temperatura llega aproximadamente a 100°C, las dos hebras de la doble hélice se separan, se produce la desnaturalización del ADN. Si posteriormente se mantiene el ADN desnaturalizado a 65°C, las dos hebras vuelven a unirse. Esta restauración de la doble hélice es lo que se llama renaturalización y es lo que permite la hibridación si se parte de hebras de distintos ADN Una mayor proporción G-C tiene una mayor temperatura de desnaturalización (‘fusión’)

La desnaturalización se produce al separarse las dos hebras por la rotura de los enlaces de hidrógeno. p. H>13 o Tª 100 °C Desenrollamiento de las hélices Desnaturalización Renaturalización Dobles hélices de ADN Cadenas sencillas de ADN A la temperatura de fusión (Tm) el 50% de la doble hélice está separada. Manteniendo una temperatura de 65 °C durante un tiempo prolongado se puede producir la renaturalización o hibridación del ADN.

ESTRUCTURA DEL ARN Al igual que en el caso del ADN, las moléculas de ARN están constituidas por cadenas de ribonucleótidos unidas entre sí por medio de enlaces fosfodiéster y se localizan en el citoplasma celular. Hay algunas diferencias estructurales entre ADN y ARN: • La pentosa del ARN es la ribosa; en la molécula de ARN no existe la Timina, que es sustituida por el Uracilo. • Las cadenas de ARN son mucho más cortas ya que son copias de determinadas zonas de una cadena de ADN (Gen). • Las moléculas de ARN están constituidas por una sola cadena, no por dos como el ADN. • El ADN posee la misma estructura en todas las células del organismo mientras que el ARN, de acuerdo con las diferentes misiones que puede cumplir, puede presentar tres estructuras diferentes (ARNm, ARNt, ARNr).

Existen distintos tipos de ARN, con la misma composición química, pero distinta estructura y función ARN implicados en la síntesis de proteínas: ARN mensajero ARN heterogéneo nuclear ARN de transferencia ARN ribosómico ARN nucleolar i. ARN (INTERFERENCIA) ARN reguladores mi. ARN (MICRO) ARN antisentido ARN con actividad catalítica sn. ARN PEQUEÑO NUCLEAR sno. ARN PEQUEÑO NUCLEOLAR

TIPOS DE ARN Hay tres tipos netamente diferenciados de ARN, tanto en su estructura como en su función, aunque hay algunos otros tipos de RNA en las células: 1. - ARN mensajero (representa el 5% del total de ARN de la célula) ARN mensajero (ARNm): Es el encargado de copiar la información genética contenida en el ADN y trasladarla desde el núcleo celular hasta los ribosomas, en el citoplasma, donde se produce la síntesis de proteínas. Cada cadena de ARNm corresponde a un gen, o sea, una parte de una cadena de ADN. Cada gen contiene información para la síntesis de una proteína y hay tantos ARNm como proteínas ya que son específicos para cada una de ellas. ARN mensajero, consiste en una secuencia de nucleótidos que corresponde a la transcripción de un trozo de DNA (gen). No obstante, esta transcripción no es siempre un proceso simple y directo. En secuencias que contienen exones e intrones, el transcrito primario sufre una maduración durante la que se cortan los intrones y se empalman los exones (splicing). Su función es la de transportar la información genética del núcleo a los ribosomas en que son transcritos.

ARN mensajero Su función es copiar la información genética del ADN y llevarla hasta los ribosomas. En eucariotas porta información para que se sintetice una proteína: MONOCISTRÓNICO. ARN mensajero En procariotas contiene información separada para la síntesis de varias proteínas distintas: POLICISTRÓNICO. ADN Tiene una vida muy corta (algunos minutos) ya que es destruído rápidamente por las ribonucleasas.

2. - ARN de trasferencia (soluble) ARN de transferencia (ARNt): Estructuralmente, son las moléculas más pequeñas de los tres tipos de ARN. Se encarga de leer la información que posee el ARNm y, de acuerdo con ella, situar los distintos aminoácidos en el lugar adecuado para constituir una cadena polipeptídica. Existe un ARNt específico para cada aminoácido. Los ARN de transferencia, son moléculas de ARN con estructura cruciforme, encargados de leer el código del ARNm en los ribosomas e ir sintetizando la cadena de de proteína a partir de los aminoácidos que tiene asociados a su estructura. Existen tantos ARNt como aminoácidos codificables. Cada ARNt tiene en una parte de su estructura la secuencia que codifica un aminoácido (anticodón) que se unirá al codón del ARNm. En la parte opuesta tiene una parte diseñada para unirse al aminoácido que codifica el anticodón.

ARN de transferencia Transportan los aminoácidos hasta los ribosomas. 3’ Todos los tipos de ARNt comparten algunas características: 5’ Zona de unión al ribosoma. En el extremo 5’ un triplete que tiene guanina y un ácido fosfórico libre. En el extremo 3’ tres bases (C-C-A) sin aparear. Por este extremo se une al aminoácido. Brazo T Brazo D En el brazo A un triplete de bases llamado anticodón diferente para cada ARNt en función del aminoácido que transportan. Zona de unión a la enzima que lo une al aminoácido. Brazo A Anticodón Zona de unión al ARNm.

3. - ARN ribosómico (es el más abundante 80%) ARN ribosómico (ARNr): Es la clase de ARN más abundante en todas las células y tiene gran importancia en la constitución de los ribosomas, pero no se conoce demasiado bien su función. ARN ribosómico, es un ARN estructural que compone los ribosomas junto con proteínas. Parece ser que tiene una función enzimática al facilitar las interacciones para que el RNAm se acomode en el ribosoma y sea leído por los RNAts, y al mismo tiempo facilita la interacción con proteínas enzimáticas que posibilitan la formación de los enlaces peptídicos Los ribosomas procarióticos tienen RNAr de tres tamaños 16 S, 5 S y 23 S, los eucarióticos tienen 4 tamaños 18 S, 5. 8 S y 28 S. El ARNr es el que contribuye a dar a los ribosomas su forma acanalada, al condicionar la posición de las proteínas, posibilitando la unión a su estructura del ARNm, de los ARNt y de la proteína que se está sintetizando. Supone el 75% del RNA celular en procariotas y el 50% en eucariotas.

4. ARN nucleolar: ARNn • Se encuentra unido a diferentes proteínas formando el nucléolo. Citosol ADN Subunidad ribosómica de 40 S ARN nucleolar 45 S ARN 18 Núcleo S ARN 28 S Subunidad ribosómica de 60 S ARN 5, 8 S Nucléolo ARN 5 S ARNm Proteínas ribosómicas Nucleoplasma Ribosoma de 80 S • Se origina a partir de diferentes segmentos del ADN denominados región organizadora nucleolar. Una vez formado, se fragmenta y da origen a los diferentes tipos de ARNr.

5. - ARN heterogéneo nuclear Las células eucariotas poseen RNA nuclear (RNA heterogéneo nuclear RNAhn) que son en realidad precursores del los RNAm maduros. 6. - ARNsn : sn. RNPs Las células eucariotas poseen también un grupo de moléculas de RNA unidas a proteínas, denominadas ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (sn. RNPs) que desempeñan un papel importante en el proceso de maduración de RNAm. 7. - ARNsno Dirigen la modificación de nucleótidos de otros ARN, el proceso consiste en transformar alguna de las cuatro bases nitrogenadas típicas (A, C, U, G) en otras.

8 micro. RNAs Los micro. RNAs (mi. RNAs) son una clase de pequeñas moléculas de RNA endógenas (sintetizadas en la propia célula) con una longitud entre 19 y 22 nucleótidos, de cadena sencilla y no codificantes (no contienen información que de lugar a proteínas) que actúan como reguladores postranscripcionales, fundamentalmente inhibiendo la expresión génica. Los mi. RNAs maduros se producen a partir de un precursor de mayor tamaño (pri y premi. RNA) que se encuentra codificado en el genoma y regulan determinados genes diana mediante la unión a regiones complementarias de m. RNA. Este acoplamiento suele tener como resultado un aumento de la tasa de degradación del m. RNA o una inhibición de la traducción. El resultado, en ambos casos, es una disminución de la expresión del gen codificado en el m. RNA diana.

Tipos de ARN y función ADN El ribosoma es el encargado de la traducción del ARNm y está formado por ARN ribosómico y proteínas. ARN mensajero Ribosoma ARN de transferencia con aminoácido Proteína

Funciones de los ácidos nucleicos Dirigir la síntesis de proteínas Un gen es un fragmento de ADN que dirige la síntesis de una proteína, responsable de la aparición de un carácter. Cada molécula de ADN está constituida por numerosos genes sucesivos A un gen con una determinada secuencia de nucleótidos le corresponde una proteína con una determinada secuencia de aas. El ARN es el encargado de ejecutar la información contenida en el ADN, y el encargado de sintetizar las proteínas. Transmitir la información hereditaria El ADN se duplica o replica Gracias a ello los caracteres hereditarios se transmiten de padres a hijos Replicación: Se desenrolla el ADN Cada hebra sirve de molde para la síntesis de la cadena complementaria Se vuelven a enrollar en la doble hélice

Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las estrellas. Ahora sabemos que está en nuestros genes. James Watson