Post on 24-Sep-2018
TEMA 6 .- BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS IV: ÁCIDOS NUCLEICOS
• A.- Características generales de los Ácidos Nucleicos
• B.- Nucleótidos y derivados nucleotídicos – El esqueleto covalente de los ácidos nucleicos: el enlace
fosfodiéster
• C.- Estructura y función del ADN – Reconstrucción histórica del descubrimiento de la
estructura del ADN
– El modelo de la doble hélice de Watson y Crick
• Estructura y funciones de los ARNs – ARN mensajero
– ARN de transferencia
– ARN ribosómico
– Otros tipos de ARN
La molécula de ADN de E. coli es centenares de veces más larga que la propia célula bacteriana
Si lo ampliásemos un millón de veces tendría una anchura de 2 mm y una longitud de 1570 metros
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Base púrica o pirimidínica
Los monómeros de los Ácidos nucleicos se denominan genéricamente nucleótidos y están formados por…
Una pentosa: ribosa, o dexosirribosa
Fosfato
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Nucleótidos y derivados nucleotídicos
Los nucleótidos del DNA tienen β D 2´ desoxirribosa
2 desoxi D-Ribosa Forma lineal
β D 2´Desoxirribosa
1´
2´ 3´
4´
5´
5
4
3
2
1
H
H
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Las bases nitrogenadas son de dos tipos
• Derivadas de la pirimidina, o bases pirimidínicas.
• Derivadas de la Purina, o bases púricas.
Pirimidina Purina
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Bases nitrogenadas
Bases Púricas
Adenina
Timina Uracilo Citosina
Guanina
Sólo en ADN Sólo en ARN
Bases Pirimidínicas
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Las bases nitrogenadas se unen a la pentosa en el carbono 1´
Las bases púricas lo hacen mediante el N 9 y las pirimidínicas el N 1
– El enlace se denomina N-Glucosídico
Pirimidina Purina
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
En el Carbono 5´ se une el grupo fosfato
El enlace es de tipo fosfoéster El Nucleótido representado es el ADENOSIN 5´MONOFOSFATO: AMP Todos los nucleótidos tienen un extremo 5´fosfato y otro 3´ hidroxilo
H
OH
Enlace N-Glucosídico
Enlace fosfoéster
Extremo 5´P
Extremo 3´OH
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS
AMP Adenosín
5´monofosfato
Nucleósido: Adenosina
CMP Citidín
5´monofosfato
UMP Uridín
5´monofosfato
GMP Guanidín
5´monofosfato
Nucleósido: Guanosina
Nucleósido: Uridina
Nucleósido: Citidina
Estos 4 nucleótidos son los monómeros del ARN
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS
dAMP Dexosiadenosín 5´monofosfato
Nucleósido: dexosiadenosina
dCMP Dexosicitidín
5´monofosfato
dTMP Dexositimidín
5´monofosfato
dGMP Dexosiguanidín 5´monofosfato
Nucleósido: Dexosiguanosina
Nucleósido: Dexositimidina
Nucleósido: Dexosicitidina
Estos 4 dexosinucleótidos son los monómeros del ADN
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
DERIVADOS NUCLEOTÍDICOS
Intermediaros energéticos: ATP y GTP
ATP: Adenosín trifosfato
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Coenzimas, como el Coenzima A, el NAD y el FAD
Coenzima A, un transportador de grupos Acilo
Relacionada con la vitamina B3
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Coenzimas, como el Coenzima A, el NAD y el FAD
NAD: Nicotín adenín dinucleótido Un coenzima de Oxidación-Reducción Vitamina B5
FAD: Flavín adenín dinucleótido Un coenzima de Oxidación-Reducción Vitamina B2
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Segundo mensajero intracelular: AMPc
(3´5´ Monofosfato cíclico de adenosina)
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Adenosina un neuromodulador
El esqueleto covalente de los ácidos nucleicos: el enlace fosfodiéster
NH
N
N
O
NH2N
O
OH
HH
HHOH
OP-O
O
O-
Extremo 5´P
Extremo 3´OH
Extremo 3´OH
Extremo 5´P
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
El esqueleto covalente de los ácidos nucleicos: el enlace fosfodiéster
NH
O
ON
O
OH
HH
HH
OPOH
HO
O
NH
N
N
O
NH2N
O
OH
HH
HHOH
OPOH
O
OH2O
DINUCLEÓTIDO
Extremo 5´P
Extremo 3´OH
Enlace fosfodiéster
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Extremo 5´fosfato
Extremo 3´OH
Esqueleto Fosfato-Ribosa
Enlace fosfodiéster
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
1950 Edwin Chargaff expone su hipótesis…
El contenido de nucleótidos de adenina es igual al de timina. Y el contenido de nucleótidos de guanina al de citosina
Esto se mantiene en cada especie. Por ejemplo…
►Humanos: T=30% A=·30% G=20% C= 20%
►Rata: T=28,6% A=·28,6% G=21,4% C= 21,4%
►E. coli: T=23,8% A=·23,8% G=26,2% C= 26,2%
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
1953 Francis Crick y James Watson, proponen el modelo de la doble hélice de DNA
1962 Maurice Wilkins, Francis Crick y James Watson reciben el premio Nobel
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Artículo original de Watson y Crick publicado en la revista Nature el 25 de abril de 1953
La molécula de ADN está formada por dos cadenas de nucleótidos dispuestas en sentido antiparalelo
Es decir, una va en sentido 5´→3´y la otra de 3´→ 5´
5´
3´
5´
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
El modelo de la doble hélice de Watson y Crick (Hélice B)
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Las dos hebras son complementarias:
5´ ATGCCCATTATCGATA 3´
3´ TACGGGTAATAGCTAT 5´
Las dos cadenas forman una doble hélice que se enrolla en sentido dextrógiro sobre un eje imaginario
La hélice mide 2 nm de ancho y cada 3,6 nm es una vuelta completa
El esqueleto Ribosa-Fosfato queda hacia el exterior, y en el centro de la doble hélice quedan las bases nitrogenadas
Cada vuelta completa de la hélice son 10 pares de bases
Surco mayor
Surco menor
Las bases se encuentran apareadas y forman puentes de H entre ellas: dos en el par A/T y 3 en el par G/C.
Estos pares de bases tienen idoneidad estérica
Adenina
Timina
Citosina
Guanina
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
El plano de las bases se encuentran ligeramente inclinado respecto de la perpendicular del eje de la hélice (1,2 º)
La molécula responsable de contener la información genética debe ser capaz de hacer copias de si misma
Esta capacidad se basa en la complementariedad de las hebras
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Además de la hélice B, existen otros dos modelos de hélice de ADN…
Hélice A Hélice Z Hélice B
La forma A no es fisiológica, se forma al deshidratarse la molécula, es dextrógira, más compacta y con el plano de las bases más inclinado (20º)
La forma Z se produce con altas concentraciones iónicas, es levógira y parece que puede ser fisiológica
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
El ADN se puede desnaturalizar fácilmente con calor y separar las dos hebras, pero a diferencia de las proteínas si puede renaturalizar fácilmente al enfriarse
Desnaturalización parcial Renaturalización
Desnaturalización completa
Apareamiento de las bases
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Existen diferencias entre procariotas y eucariotas
ARNm de procariotas:
En el extremo 5´ llevan un nucleótido trifosfato
La secuencia es continua: son monocistrónicos
ARNm de eucariotas:
En el extremo 5´ portan un trifosfato de metil guanosina (5´Cap)
En el 3´ llevan una cola de Poli A : de 60 a 200 nucleótidos de adenina
Muchas veces el ARN es policistrónico
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Exones: segmentos codificantes
Intrones: segmentos no codificantes
ARNm Policistrónico
ARNm Monocistrónico
Esto obliga a que el ARNm de los eucariotas deba sufrir un proceso de maduración después de su síntesis (Splicing)
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
Gen
Gen 1 Gen 2 Gen 3
TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS
ARN ribosómico (ARNr)
Es el mayoritario en la célula: aproximadamente el 75% del total
Forma los ribosomas
Tiene un gran tamaño: 1500,000 Daltons
En Eucariotas hay dos formas mayoritarias el 28S y el 18 S
Los genes para el ARNr son los más conservados del genoma