Profesor: Dr. Adam Aguirre Ducler.

Junio de 2008.

Ácidos Nucleicos.

Universidad Iberoamericana

Enfermería

Biología Celular

ÁCIDOS NUCLEICOS

• La información que dicta las estructuras de la enorme variedad de proteínas que se encuentran en los organismos está codificada en moléculas conocidas como ácidos nucleicos.

• La información contenida en los ácidos nucleicos es transcrita y luego traducida a las proteínas. Son las proteínas las moléculas que finalmente ejecutarán las "instrucciones" codificadas en los ácidos nucleicos.

• Los ácidos nucleicos están formados por cadenas largas (polímeros) de nucleótidos.

• Existen dos tipos de ácidos nucleicos DNA y RNA.

Componentes de los ácidos nucleicos

Bases nitrogenadas

azúcar

Fosfato

Un nucleótido está constituido por tres subunidades diferentes: un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada

PENTOSAS.

BASES NITROGENADAS.

Pirimidinas

(Citosina, Timidina, Uracilo)

Purinas

(Adenina y Guanina)

Nucleosidos y nucleotidosNucleótido y nucleósido.

La base nitrogenada siempre se une al C1' de la pentosa para formar u nucleósido. La unión de P al nucleósido se produce en el C5' de la pentosa, y se forma el nucleótido.

Polimerización de los nucleótidos.

Los monómeros se unen mediante puentes o enlaces fosfodiéster entre el hidroxilo del C5' de un nucleótido y el hidroxilo del C3' del siguiente.

- En una cadena polinucleótida, por tanto, se distinguen:

a) un esqueleto covalente P-pentosa-P-pentosa-P..., con un extremo 5´ con el P y un extremo 3´hidroxilo.

b) las bases nitrogenadas salen a modo de radicales, de los carbonos 1´ de la pentosa.

-Los nucleótidos también se encuentran libres en las células y cumplen distintas funciones. Por ejemplo, y como más importantes:

1) Transportadores o vectores de energía: Fundamentalmente el sistema ATP-ADP.

Hay otros que, desde el punto de vista energético, son equivalentes: GTP, CTP, UTP y TTP.

Hidrólisis del nucleosido trifosfato provee la energía química para una amplia variedad de reacciones celulares.

2) Mensajeros intracelulares:

Como es el caso del AMPc (adenosín-mono-P cíclico), que se forman por acción de enzimas específicas y desencadenan distintas respuestas en cada tipo celular.

3) Coenzimas de óxido-reductasas:

Las más comunas son el NAD, NADP, FAD, FMN y la CoA. Todas intervienen en procesos metabólicos.

Nicotinamida adenosina difosfato (NAD)

ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)

- Contiene la información genética que determina el desarrollo del individuo y sus características, en todas las especies salvo en los virus-ARN.

- En eucariotas, el ADN se encuentra en el núcleo y una pequeña cantidad en mitocondrias y cloroplastos. En procariotas, la molécula de ADN es circular, y, además, estas células pueden tener otras moléculas más pequeñas de ADN, llamadas plásmidos.

ESTRUCTURA PRIMARIA:

Viene determinada por la secuencia de desoxirribonucleótidos a lo largo de la cadena polinucleótida. Como cada nucleótido sólo se diferencia en la base nitrogenada, podemos concluir diciendo que la estructura primaria viene definida por la secuencia de bases de la cadena polinucleótida.

ESTRUCTURA SECUNDARIA:

- Regla Chargaff de equivalencia que lleva su nombre: A + G = T + C, es decir, el número de bases púricas es igual al de pirimidínicas.

- Watson y Crick (1953) establecieron un modelo para la estructura tridimensional del ADN a través del cual queda definida su estructura secundaria. El modelo supone la existencia de dos cadenas polinucleótidas enrolladas en espiral, una junto a la otra, y se conoce como modelo de la doble hélice.

• Es dextrógira: el enrollamiento de cadena se produce hacia la derecha.

• Las hebras son coaxiales: están enfrentadas y unidas a través de las bases por puentes de H.

• Las cadenas son antiparalelas: se sintetizan en la dirección C5´→C3´, pero en sentido contrario (se enfrentan el extremo 3´de una de ellas con el extremo 5´de la otra).

• El enfrentamiento de bases se realiza mediante enlaces de H:

A = T y G Ξ C

Doble hélice de DNA.

• El esqueleto covalente (fosfato y azúcar) se sitúa en el exterior de la hélice (hidrófilo), con los grupos fosfato cargados negativamente, dispuestos hacia fuera.

• Las bases se proyectan hacia el interior (hidrófobo) de la doble hélice, según planos paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la hélice.

• El diámetro constante de la fibra de ADN (2 nm) y la formación de un máximo número de puentes de H, que dan gran estabilidad a la molécula.

• Por cada vuelta de hélice hay 10 pares de bases.

• La estructura descrita corresponde a la forma de ADN biológicamente más importante, la forma B. Existen otras dos formas más A y Z

Doble hélice de DNA.

Apareamiento complementario entre las bases de los ácidos nucleicos.

La formación de puentes de hidrogeno entre bases de las hebras opuestas del DNA conducen a un apareamiento especifico de GUANINA (G) con CITOSINA (C) y ADENINA (A) con TIMINA (T)

ESTRUCTURA TERCIARIA:

En eucariotas, el ADN se una a proteínas de dos tipos: histonas y proteínas cromosómicas no-histonas.

Las grandes moléculas de ADN se empaquetan, espiralizándose al máximo, en los cromosomas.

Ácido ribonucleico (ARN).

• La función del RNA es transcribir el mensaje genético presente en el DNA y traducirlo a proteínas.

• RNA posee ribosa y existe URACILO en lugar de TIMIDINA

• La molécula es monocatenaria

• Existen tres tipos de RNA (mensajero, transferencia, ribosomal)

ARNm

- Solamente posee estructura primaria y está formado por 300-500 ribonucleótidos, representando el 5% del total de ARN. Tiene un peso molecular intermedio entre el ARNr y el ARNt.

- Su función es transportar la información genética codificada desde el núcleo hasta los ribosomas, para que tenga lugar la traducción de ese código (síntesis de proteínas).

- Estas moléculas tienen una vida muy corta, ya que tras su elaboración (transcripción) y cumplida su misión (traducción), son rápidamente degradadas (un minuto en bacterias).

ARNr

- Estas moléculas tienen entre 3.000 y 5.000 ribonucleótidos, representando el 80% del total del ARN. Tienen el peso molecular más elevado de todos los ARN.

- Junto a moléculas proteicas constituyen unidades supramoleculares, los ribosomas, que se encargan de sintetizar las proteínas, según la secuencia de nucleótidos del ARNm.

- Estas moléculas se elaboran en el nucleolo a partir de un único ARN nucleolar precursor, que posteriormente se fragmenta para originar las subunidades ribosómicas.

- Hay distintos tipos de ribosomas (distintos ARNr), siendo siempre más pequeños en procariotas que en eucariotas.

ARNr

Algunos ARNr tienen tramos de doble hélice intracatenaria porque presentan secuencias complementarias.

-Su función, por tanto, está relacionada con la traslación del ribosoma a lo largo de la molécula de ARNm, durante la traducción.

ARNt-Se trata de moléculas pequeñas (70-80 nucleótidos) y representa el 15% del total de ARN, siendo su peso molecular el más bajo de los ARN vistos.

- Su estructura tridimensional presenta bucles y zonas de doble héliceintracatenaria mantenida por puentes de H; se conoce como estructura de trébol.

- Su función es triple:

a) captar aa activados del citoplasma.

b) transferirlos a los ribosomas en síntesis.

c) colocarlos en el lugar que les corresponde en la proteína de acuerdo con la información codificada en el ARNm.

linear trébol globular

Cuadro comparativo entre el ADN y ARN.

Caracteres

Pentosa

DNA

Desoxirribosa

RNA

Ribosa

Bases nitrogenadas Adenina, Guanina Citosina, Timina

Adenina, Guanina Citosina, Uracilo

Numero de polinucleotidos(cadenas)

2 1

Función Almacena la información biológica de los seres vivos

Permite la expresión de la información biológica

Ubicación Núcleo, mitocondrias, cromatina, cloroplastos, cromosoma

Núcleo, ribosomas

Estructura Doble hélice Lineal, globular y trébol