ÁCIDOS NUCLEICOSDNA Y RNA

• La posesión de unos genes en común justifica la similitud de la madre con las hijas.

• Los genes deben expresarse para ejercer un efecto y las proteínas regulan esa expresión.

• El DNA se caracteriza por su longitud, debe constar de muchos nucleótidos para portar la información genética necesaria.

• Ejemplos:– Virus de polioma y que causa cáncer tiene longitud

de 5 100 nucleótidos.– El genoma de la E. coli es una única molécula de

DNA de dos cadenas dcon 4,6 millones de nucleótidos.

– El genoma humano contiene 3 000 millones nucleótidos partidos en 24 moléculas (22 autosomas y los cromosomas sexuales X y Y.

DNA Y RNA

• Son polímeros lineales largos, llamados ácidos nucleicos.

• Contienen información que puede ser transmitida de una generación a la siguiente en virtud de sus enlaces covalentes.

• Cada nucleótido (unidad monomérica) está formado por un azúcar, un grupo fosfato y una base.

DIFERENCIA ENTRE DNA Y RNA

• La desoxiribosa es el azúcar del DNA (ácido desoxiribonucleico) y la ribosa es el azúcar del RNA (ácido ribonucleico).

• El prefijo desoxi indica que el el átomo del Carbono 2’ del azúcar carece del átomo del oxígeno que sí está unido al átomo de carbono 2´ de la ribosa

• Los azúcares se unen a través de los grupos fosfato y forman un eje (esqueleto).

• El grupo 3-hidroxilo del componente de azúcar de un nucleótido se esterifica a un grupo fosfato.

• El grupo fosfato se une al 5-hidroxilo del azúcar adyacente.

• Cada puente fosfodiéster contiene una carga negativa que repele especies nucleofílicas como el ión hidróxido y lo hace resistente.

• La resistencia al ataque hidrolítico es crucial para mantener la integridad de la información que está almacenada en los ácidos nucleicos.

• En el azúcar del DNA la ausencia del OH en el C 2’ aumenta su resistencia a la hidrólisis; por lo que el DNA es más estable que el RNA.

LAS BASES

• La información genética está almacenada en la secuencia de las bases dispuestas a lo largo de una cadena de ácido nucleico.

• Las bases varían de un monómero al siguiente.

• Las bases son derivadas de las purinas y de las pirimidinas.

Pares de bases para el DNA y el RNA

DNA RNA

Adenina Adenina

Guanina Guanina

Citosina Citosina

TIMINA URACILO

PURINAS PIRIMIDINAS

Adenina Citosina

Guanina Timina

Uracilo

Bases derivadas de las Purinas y Pirimidinas

BASES DERIVADAS DE LA PURINA

ADENINA GUANINA

PURINA

BASES DERIVADAS DE LA PIRIMIDINA

CITOSINA URACILO

PIRIMIDINA

TIMINA

NUCLEÓSIDOS

• Los nucleósidos son las unidades monoméricas de los ácidos nucleicos.

• NUCLEÓSIDO es una base unida a un azúcar.• El N-9 de una purina o el N-1 de una

pirimidina se une al Carbono 1’ (C 1’) del azúcar.

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NUCLEÓSIDOS EN DNA Y RNA

DNA RNADesoxiadenosina AdenosinaDesoxiguanosina Guanosina

Desoxicitidina CitidinaTimidina Uridina

CUATRO UNIDADES NUCLEOTÍDICAS EN EL DNA

DNA RNADesoxiadenilato AdenosinaDesoxiguanilato GuanosinaDesoxicitidilato Citidina

Timidilato Uridina

NUCLEÓTIDOS• Son los monómeros que se unen para formar el DNA y

RNA.

• Es un nucleósido unido a uno o más grupos fosfato por un enlace éster.

• El sitio más común de esterificación y natural que se da en los nucleótidos es con el grupo hidroxilo del C-5 del azúcar.

• Un compuesto formado por esta unión se llama: nucleósido 5’ fosfato o un 5’-nucleótido.

• Ejemplos:– ATP (adenosina 5’- trifosfato)– 3’-dGMP (desoxiguanosina 3’-monofosfato)

5’-ATP

• El ATP es la divisa o unidad energética más común.• La energía liberada es la escisión del grupo

trifosfato. Contiene ribosa y adenosina.• Se utiliza para potenciar muchos procesos celulares.

ATP (Trifosfato de Adenosina)

• Fosfato de alta energía.• Sufre fosforilación donde transfiere un grupo

fosforilo -PO3H2 a otra molécula.• Al perder el grupo fosforilo se convierte en

ADP (difosfato de adenosina).

ATP + R – OH ADP + R – OPO3H2

Trifosfato Alcohol Difosfato Éster fosfórico

de adenosina de adenosina

3’-dGMP

• Desoxiguanosina 3’-monofosfato.• Contiene desoxiribosa y guanina.

LA DOBLE HÉLICE

• Los científicos James Watson y Francis Crick explicaron el patrón de difracción de la molécula de DNA.

• Se basaron en los siguientes características:

1. Existen dos cadenas de polinucleótidos enrolladas a lo largo de un eje común. Las cadenas transcurren en direcciones opuestas.

2. Los ejes de azúcar-fosfato se sitúan en el exterior y las bases en el interior de la hélice.

3. Las bases son case perpendiculares al eje de la hélice y las bases adyacentes están separadas 3,4 A.

La estructura se repite cada 34 A, de modo que hay 10 pares de bases por cada vuelta de hélice con una rotación de 36° por base, haciendo 360° vuelta completa/ 10 bases por vuelta.

4. El diámetro de la hélice es de 20 A.

bases

Azúcar-fosfato

• Dentro de la hélice las bases están apiladas unas sobre otras, que le da estabilidad a la doble hélice.

1. Los pares de bases adyacentes se atraen entre sí por efecto hidrofóbico. Alejando el agua en el interior y las superficies más polares atraen el agua.

2. Las fuerzas de Van der Waals son las que mantienen unidas las bases en el apilamiento.

bases

Azúcar-fosfato

ESTRUCTURAS DE LOS PARES DE BASES PROPUESTA POR WATSON Y CRICK

Pares de Bases Complementarias

Adenina Guanina

Timina Citosina

Uracilo Citosina

DOBLE HÉLICE Y LA TRANSMISIÓN HEREDITARIA

• La molécula de ADN forma una doble hélice.• Estructura helicoidal constituido por dos

hebras complementarias de ácidos nucleicos.• La secuencia de bases de una hebra determina

en forma precisa la secuencia de la otra hebra.• Una base de guanina siempre se empareja con

una base de citosina.• La separación de la doble hélice en sus dos

cadenas componentes producirá dos moldes de hebra simple sobre los que se podrán formar nuevas doble hélices.Con la misma secuencia de bases que la doble hélice parental.

REPLICACIÓN DEL DNA

• Al replicarse el DNA, una de las cadenas de cada molécula de DNA descendiente se sintetizará de novo.

• La otra cadena se transmitirá intacta desde la molécula de DNA parental.

• La distribución de átomos parentales se da por la REPLICACIÓN CONSERVATIVA.

• Las dos hebras de la hélice del DNA se separan cuando se rompen los puentes de hidrógeno que unían los pares de bases.

Azul =parentalRojo= sintetizado

FUSIÓN DE LA DOBLE HÉLICE

• Se puede separar la doble hélice de DNA – Calentando – Adicionando álcali o ácido para ionizar las bases

• La disociación de la doble hélice se llama fusión porque tiene lugar de forma relativamente brusca a una temperatura determinada.

• Las células se funden por acción de las proteínas helicasas, que utilizan energía de ATP para deshacer los enlaces.

COMPORTAMIENTO DE LA ABSORVANCIA DE LA LUZ POR EL DNA

• Las bases apiladas de los ácidos nucleicos absorven menos luz ultravioleta que las bases que no lo están. EFECTO HIPOCROMISMO.

• La fusión de los ácidos nucleicos se puede medir su pico a una longitud de onda de 260 nm.

• Cuando la temperatura desciende por debajo de la temperatura de fusión, las hebras complementarias se reasocian espontáneamente para formar una doble hélice.

• A la renaturalización se le llama TEMPLADO o “ANEALING”

• La facilidad con que las dobles hélices se pueden fundir y reasociar es esencial para las funciones biológicas de los ácidos nucleicos.

• Cuando la temperatura desciende por debajo de la temperatura de fusión, las hebras complementarias se reasocian espontáneamente para formar una doble hélice.

• La molécula de ADN forma una doble hélice.• Estructura helicoidal constituido por dos

hebras complementarias de ácidos nucleicos.

• En la duplicación del ADN cada hebra sirve de molde para la otra.

• Los genes de todas las células y de muchos virus están hechas de ADN.

• Algunos virus utilizan RNA como material hereditario.

VIRUS• Los virus son elementos genéticos

encerrados en cubiertas de proteínas que se pueden desplazar de una célula a otra.

• No son capaces de crecer independientemente.

• Ejemplo – Virus del mosaico del tabaco

Consiste de una hebra simple de RNA (6930 nucleótidos).

Rodeada por una cubierta proteica de 2130 unidades idénticas.

Una RNA polimerasa dirigida por RNA cataliza la replicación de este RNA vírico.

RETROVIRUS• Virus cuya información genética fluye del

RNA al DNA en lugar de hacerlo a la inversa (DNA-RNA).

• Ejemplos: virus I de la Inmunodeficiencia humana (HIV-1) que produce el SIDA, virus de RNA que producen tumores en animales suceptibles.

• Los retrovirus contienen dos copias de una molécula de RNA de hebra simple.

• Al entrar en la célula se copia el RNA a DNA a través de la enzima vírico TRANSCRIPTASA INVERSA

• La versión resultante del DNA de doble hélice del genoma vírico se puede incorporar al DNA cromosómico del hospedador y se replica junto con el DNA celular normal.

• Tiempo más tarde, el genoma vírico integrado se expresa y forma RNA y proteínas víricas.

• Las proteínas se ensamblan y dan lugar a nuevas partículas víricas.

SÍNTESIS DE DNA VÍRICO

FLUJO DE INFORMACIÓN GÉNICA

• Los genes especifican los tipos de proteínas que fabrican las células.

• El DNA no es el molde directo para la síntesis de proteínas.

• Una hebra de DNA se copia en una clase de molécula de RNA llamada RNA mensajero (mRNA) . PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN.

• Las mRNA son las intermediarias portadoras de la información en la síntesis de proteínas.

• Se da la síntesis de proteínas de acuerdo a la instrucción transmitida por el mRNA molde. PROCESO DE TRANSDUCCIÓN.

DNA

RNA

PROTEÍNA

TRANSCRIPCIÓN

TRADUCCIÓN

FLUJO DE INFORMACIÓN

GÉNETICA

• El flujo de información depende del código genético, que define la secuencia de bases entre el ADN (o su transcrito mRNA) y la secuencia de aminoácidos de una proteína. .

• El código es prácticamente el mismo para todos los organismos.

• El CODÓN es la secuencia de tres bases que especifica a un aminoácido.

INTRONES y EXONES • Mosaicos de secuencia de ácidos nucleicos.• Etapa intermedia entre la transcripción y la

traducción.• Se da en la mayoría de los genes de los

organismos eucariotas.

DIVERSOS TIPOS DE RNAs EN LA CÉLULA

1. RNA MENSAJERO (mRNA):

• Es el molde para la síntesis de proteínas o traducción.

• En células eucariotas se produce un mRNA específico por cada gen.

• En células procariotas se produce un mRNA por cada gen o grupo de genes.

2. RNA de Transferencia (tRNA):

• Transporta los aminoácidos en forma activada al ribosoma para la formación de los enlaces peptídicos, en una secuencia dictada por el mRNA.

• Consta de alrededor 75 nucleótidos y existe por lo menos un tipo de tRNA para cada uno de los 20 aminoácidos.

DIVERSOS TIPOS DE RNAs EN LA CÉLULA

3. RNA Ribosómico:

Es el componente principal de los ribosomas y desempeña un papel tanto catalítico como estructural en la síntesis de proteínas.

Es el verdadero catalizador en la síntesis de las proteínas.

Determinación de ADN por Gel agarosa, Cuantificación y

Determinación de la Calidad • https://youtu.be/SWicw3NyI68