Tema 6 Tema 6 NUCLETIDOS Y CIDOS NUCLEICOS

Tema 6

Tema 6 NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 1. Composición química de los ácidos nucleicos 2. Nucleótidos no nucleicos 3. El ácido desoxirribonucleico (ADN) 4. El ácido ribonucleico (ARN)

1. Composición química de los ácidos nucleicos

1. COMPOSICIÓN QUÍMICA § Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos formados por: q Ácido fosfórico (H 3 P 04), en forma de ion fosfato. Ácido fosfórico Ión fosfato

Pentosa. v Ribosa: en los nucleótidos del ácido ribonucleico (ARN) v 2 -desoxirribosa: el ácido desoxirribonucleico (ADN). Es una ribosa en la que falta un grupo hidroxilo (-OH) en el C 2. q

q Base nitrogenada. v Púricas. Derivan de la purina y son: adenina (A) y guanina (G). v Pirimidínicas. Derivan de la pirimidina y son: citosina (C), timina (T), (exclusiva del ADN), y uracilo (U), (exclusivo del ARN).

Formación de un nucleósido y de un nucleótido BASE NITROGENADA (Adenina) NUCLEÓSIDO (Adenosina) ION FOSFATO Enlace N-glucosídico H 2 O PENTOSA (Ribosa) NUCLEÓTIDO (Adenosín 5’-monofosfato) Los C de la pentosa se un numeran 1´, 2´, 3´, 5´. Enlace éster

2. Nucleótidos no nucleicos Transportadores de energía. El ATP y ADP 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.

MENSAJEROS QUÍMICOS: AMP cíclico (AMPc).

Coenzimas. Moléculas orgánicas no proteicas necesaria para que algunas enzimas realicen su NUCLEÓTIDOS DE FLAVINA función. Suelen transportar electrones. FMN + FOSFATO FLAVINA + (base nitrogenada) RIBITOL (pentosa) RIBOFLAVINA (nucleósido) + AMP ( flavín-mononucleótido) FAD ( flavín-adenín-dinucleótido) NUCLEÓTIDOS DE PIRIDINA NUCLEÓTIDO DE NICOTINAMIDA + NUCLEÓTIDO DE ADENINA NAD ( nicotín-adenín -dinucleótido) NADP + FOSFATO COENZIMA A -mercaptoetilamina Ácido pantoténico ADP ( nicotín-adenín -dinucleótido fosfato)

3. El ácido desoxirribonucleico (ADN) Funciones: • Contiene la información genética que determina las características y el funcionamiento celular. • Transmite la información genética.

Es un polímero de desoxirribonuclótidos de A, G, C y T Se pueden distinguir tres niveles estructurales en el ADN: Estructura primaria o secuencia de nucleótidos. Estructura secundaria o doble hélice. Estructura terciaria: la estructura terciaria del ADN se refiere al empaquetamiento para formar la cromatina que puede condensarse para formar los cromosomas. ESTRUCTURA PRIMARIA ESTRUCTURA SECUNDARIA ESTRUCTURA TERCIARIA Secuencia de nucleótidos Doble hélice Niveles superiores de empaquetamiento

Estructura primaria: secuencia de nucleótidos §Los nucleótidos se unen por enlace fosfodiester y forman polinucleótidos §Las cadenas de ácidos nucleicos presentan dos extremos libres: el extremo 5´ y el extremo 3´. §Se considera el principio de la cadena el extremo 5´y el final el 3´. §El nucleótido de la figura se abreviaría como AGTC OH

fosfodiester

3. 3. Estructura secundaria: el modelo de Watson y Crick Es la disposición en el espacio de dos cadenas de desoxirribonucleótidos. Forman una doble hélice de 2 nanómetros de diámetro. q. Las dos cadenas están unidas por puentes de hidrógeno entre las base nitrogenadas. Los fosfóricos y las desoxirribosas quedan hacia el exterior. q

Complementariedad entre las bases Las bases de ambas cadenas se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno. Adenina Timina 2 Enlaces de hidrógeno Guanina Citosina 3 Enlaces de hidrógeno El número de enlaces de hidrógeno depende de la complementariedad de las bases.

q Las dos cadenas son antiparalelas, es decir, los enlaces 5’ 3’ de las cadenas van en sentidos contrarios. q. Las cadenas son complementarias: Frente a una A se sitúa una T y se unen por dos puentes de hidrógeno. Frente a una C se sitúa una G y se unen por tres puentes de hidrógeno. El número de moléculas de A es igual al número de moléculas de T El número de moléculas de G es igual al número de moléculas de C q. Las dos cadenas presentan un enrollamiento plectonémico, es decir, para que las dos cadenas de separen es necesario que se desenrollen. q El enrollamiento de la doble hélice es dextrógiro (orientado hacia la derecha)

q

3. 5 Localización del ADN: -Procariotas: en el cromosoma bacteriano (nucleoide) y en los plásmidos (porciones separadas de ADN). -Eucariotas: En el núcleo , mitocondrias y cloroplastos. -En algunos virus. Otros tienen ARN. 3. 6 Clases de ADN: -Monocatenarios (solo en algunos virus). Puede se lineal o circular -Bicatenarios (en otros virus, procariotas y eucariotas) • lineal: núcleo de eucariotas y en algunos virus • circular: procariotas, mitocondrias y cloroplastos

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

Desnaturalización e hibridación del ADN La desnaturalización se produce al separarse las dos hebras por la rotura de los enlaces de hidrógeno. p. H>13 o Tª 100 °C Desnaturalización Renaturalización Dobles hélices de ADN Desenrollamiento de las hélices Desnaturalización Renaturalización Cadenas sencillas de ADN Manteniendo una temperatura por debajo de 65 °C durante un tiempo prolongado se puede producir la renaturalización del ADN. Por estos procesos, se pueden hibridar cadenas de ADN de diferentes individuos, pertenecientes incluso a diferentes especies, por ejemplo para conocer el grado de parentesco entre ellos.

4. El ácido ribonucleico (ARN) Es un polirribonucleótido (contiene la ribosa como pentosa). Las bases nitrogenadas que lo forman son ADENINA, URACILO, CITOSINA y GUANINA (carece de TIMINA). • Estos ribonucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiestér en sentido 5’ igual que el ADN. Excepto en algunos virus, el ARN es monocatenario. Zona de doble hélice (horquilla). Bases complementarias. Bucle 3´

Transcripción: formación de una cadena complementaria de un fragmento de ADN El ARN no tiene timina. La base nitrogenada complementaria de la adenina es uracilo. La pentosa es ribosa

Síntesis de proteínas y funciones de los distintos tipos de ARN • Existen varios ARN diferentes, con la misma composición química, pero distinta estructura 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

ARN mensajero • Su función es copiar la información genética del ADN y llevarla hasta los ribosomas para que se sinteticen las proteínas. • Es monocatenario y lineal. ADN ARN mensajero Tiene una vida muy corta (algunos minutos) ya que es destruido rápidamente por las ribonucleasas. De lo contrario la sinesi proteica continuaría indefinidamente.

ARN ribosómico Es un conjunto de cadenas de ARN que asociadas a proteínas forman los ribosomas. (Orgánulos encargados de sintetizar las proteínas)

ARN de transferencia (ARNt) • • • Transportan los aminoácidos hasta los ribosomas, según la secuencia especificada en el ARNm. Se encuentran dispersos en el citoplasma. Presenta zonas con estructura secundaria en forma de doble hélice y otras monocatenarias. Presenta forma de trébol. 3’ 5’ Zona de unión al ribosoma. Todos los tipos de ARNt comparten algunas características: El extremo 3’. Por este extremo se une al aminoácido. Brazo T Brazo D Brazo A Un triplete de bases llamado anticodón diferente para cada ARNt en función del aminoácido que transportan. Anticodón Zona de unión al ARNm.

ARN nucleolar (ARNn) § Forma el nucléolo junto a proteínas (ribonucleoproteínas) § A partir de ellos se forman los ARN r. 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