Els  àcids nucleics

1

Àcids  nucleics 2

• Composició química• L'àcid desoxiribonucleic (DNA)• L'àcid ribonucleic (RNA)

2

3

L’àcid desoxiribonucleic (DNA)● Polímer  de  nucleòtids amb

–

–

desoxiribosa  i    bases d’A,T,G,C.

4

● Localització:– Eucariotes:  nucli,  cloroplasts  imitocondris.

5

– Procariotas:  lliure  en  el citoplasma.

6

Tipus  de  DNA  segons l'estructura:● Monocatenari  (un  sol  filament):  només  en  alguns virus.● Bicatenari  (dos  filaments):  en  tota  la  resta d’organismes.

7

Tipus  de  DNA  segons  la forma:

Circular:  com  el  DNA  dels  cloroplasts, mitocondris,    bacteris  i  alguns virus.Lineal:  com  el  DNA  del  nucli  dels  eucariotes  i d'alguns    virus.

8

Tipus  de  DNA  segons l’empaquetament:

Associat  a  histones  i  a  proteïnes  no  històniques:  fibra  de    cromatina:  en  DNA  d'eucariotes  menys  el  dels espermatozoides    (que  es  troba  associat  a protamines)Associat  a  proteïnes  semblants  a  histones,  a  RNA  i  a proteïnes    no  històniques:  nucleoide:  en  DNA  de procariotes

9

Tres  nivells  estructurals:    Estructura primària.Estructura secundària.    Estructura terciària.

10

Estructura primària●

●

●

Seqüència  de  nucleòtids  d’una    sola  cadena  o filament.La  combinació  de  4  nucleòtids    (A,G,C,T,)  és  molt  elevat  i    permet  emmagatzemar  la    informació  genètica  o    missatge biològic.%  de  A,G,C,T  =  individus  de la    mateixa espècie.

11

Estructura secundària

● 1953  Watson  i  Crick  a  partir  de  fotografia  de    difracció  de  rajos  X  de  Rosalind  Franklin  (20Å    Ø,  cada  nucleòtid 3,4Å):

12

● Disposició  en  l’espai  de  dues    cadenes  o  filaments  de    polinucleòtids    complementàries*,    antiparal·leles*  i  enrotllades  de    forma  plectonímica*,  que    formen  una  doble hèlix:*Bases  nitrogenades  enfrontades  en    l’interior  doble  hèlix  amb  complementarietat    de  bases(nA/nT=1,  nG/nC=1).  Les    pentoses  i  els  grups  fosfat  queden  cap  a    l’exterior.Unió  de  les  bases  per  enllaços  d’hidrogen:    2  entre  A  i  T,  3  entre  G  i C.*Les  dues  cadenes  en  sentit  5’  3’  però    orientats  en  diferent  sentit.*Per  separar  les  dues  cadenes  de  DNA  cal    girar-­ne  una  respecte  de l’altra. 13

14

15

16

17

●

●

Desnaturalització:  a    100ºC,  les  dos    cadenes  del  DNAse    separen.Renaturalització: a    65ºC,  les  dos    cadenes  del  DNA    tornen  a unir-­se.Aquesta tècnica permetintentar  la  hibridació de  cadenes de  DNA  de  diferents orígens per  saber  el  grau de  parentiu entre  elsindividus i  també  per  facilitar-­ne la  replicació

18

19

Unitats de mesura en citologia

1mm  =  1.000  µm  (micra)    1µm =  1.000 nm (nanòmetre)  1nm =  10  Å (angstrom)1mm = 10.000.000 Å (angstrom)

1µm =1x10-­6m 1nm=1x10-­9m 1Å=1x10-­10m

20

Estructura terciària●

●

●

L’estructura  secundària  o  fibra  de  20Å,  es  troba    retorçada  sobre  ella  mateixa  formant  un  superhèlix  o    DNA superenrotllat.Objectiu:  reduir  la  longitud  del  DNA  i  facilitar  la    duplicació.Dintre  d’aquesta  estructura  es  troben  els  següents    nivells d’empaquetament:

-­Primer  nivell  d’empaquetament:  Ø  100  Å  (=  10 nm)

-­Segon  nivell  d’empaquetament:  Ø  300  Å  (=  30 nm)

-­Tercer  nivell  d’empaquetament:  Ø  3000  Å  (=  300 nm)

-­Nivells  superiors d’empaquetament.

21

22

Primer  nivell d’empaquetament:  Fibra  de  cromatina  de  100Å  o  collaret de  perlesFormat  per nucleosomes:-­ Cada  nucleosoma estàformat per  1  octàmerd’histones (8  mol.  de  4  tipusdiferents d’histones)  i  per    una  fibra  DNA de  20  Å de  200  parells  de  bases  (pb)  de  longitud.

-­ Entre  cada  octàmer  hi  ha  un  fragment  de  DNA  anomenat    DNAespaiador.

-­ El  collaret de  perles  es  trobaal  nucli en  repòs de  totes  les  cel.  eucariotes

Fibra  de  cromatina  de  forma  laxa.

23

24

Quan  cada  nucleosoma  s’associa  a  una  molècula  d’un  cinquè  tipus  d’histona  (H1):  la  fibra  s’escurça  →  forma  condensada  

25

Estat  del  DNA  amb  la  cèl·lula  en  repòs  en cèl·lules    eucariotes  (menys espermatozoides).

26

Quan  la  cèl·lula  s’ha de    dividir  per  mitosi  o    meiosi,  ha  de  formar    els  cromosomes  per    facilitar  la  divisió    cel·lular.  Llavors  es    produeixen els    nivells  2,3  i  els    superiors    d’empaquetament.

27

28

Segon  nivell  d’empaquetament:    fibra  de  cromatina  de  300Å  o solenoide

Enrotllament sobre si mateixa de la fibra condensada decromatina  de  100Å.Les  histones  H1  s’agrupen  entre  si  i  formen  l’eix  central  de la  fibra  de  300Å  →  6  nucleosomes per  voltaEscurçament de  cinc  vegades la  longitud  del  collaret de  perles

29

30

SOLENOIDE

solenoide31

Tercer  nivell  d’empaquetament:    Fibra  de  cromatina  de  3000Å  o bucle)

La fibra de 300oA forma bucles, anomenats dominis estructurals enforma de bucle, d'entre 20.000 i 70.000 parells de bases de longitud,que queden estabilitzats per proteïnes no històniques.

32

Nivell  superiors  d’empaquetament:    Els cromosomes

Plegament  de  la  bastida  proteïca  del  tercer  nivell  d’empaquetament  i  formació    dels cromosomes.Des  de  el  primer  nivell  d’empaquetament  fins  al  cromosoma  hi  ha  una  reducció    d’unes  7000  vegades  la  longitud  del DNA.

33

34

TIPUS  DE  DNA- Segons el nombre de cadenes:

- DNA monocatenari: poc freqüent. - DNA bicatenari: el presenten la majoria dels organismes.

- Segons la forma:- CIRCULAR: DNA en bacteris, arqueus, mitocondris, cloroplast i en

alguns virus.- LINEAL: DNA en el nucli de les cèl·lules eucariotes i en alguns

virus, com el virus de l’herpes.- Segons tipus de molècules que serveixen de suport per

empaquetar el DNA:- DNA associat a histones formant nucleosomes: nucli de les

cèl·lules eucariotes i en els arqueus.- DNA associat a protamines: nucli dels espermatozoides. Les

protamines són més bàsiques que les histones, el grau d’empaquetament és superior.

- DNA associat a un altre tipus de proteïnes: en els bacteris. DNA associat a proteïnes similars a les histones però sense formar nucleosomes, a RNA, i a proteïnes no històniques.

35

MIDES  DEL  DNA

DNA  del  virus  del  papiloma  :  1,7  micres

DNA  de  E.  coli (bacteri)  :  1,36  mm

DNA  en  cada  cèl·∙lula de  Drosophila  :  11,2  cm

DNA  d’una cèl·lula humana  :  2,36  m  (sumant el  DNA  dels 46  cromosomes)