ÁCIDOS NUCLEICOS
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ÁCIDOS NUCLEICOS
CONCEPTOS GENERALES
Los ácidos nucleicos : macromoléculas que producen las células vivas y los virus.
Compuestas por C, H, O, N, P.
Cumplen con dos funciones: • T
ransmitir las características hereditarias de una generación a la siguiente
• Dirigir la síntesis de proteínas específicas
Los ácidos nucleicos son grandes moléculas orgánicas formadas por la repetición de monómeros que es el nucleótido.
Nucleótido es una molécula compuesta por tres unidades:• U
na pentosa : ribosa o desoxirribosa
• Ácido fosfórico.
• Una base nitrogenada, que puede ser una de estas cinco: adenina - guanina - citosina - timina -Uracilo
TIPOS Y FUNCIONES GENERALES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Existen dos tipos de ácidos nucleicos: › ADN (ácido desoxirribonucleico) › ARN (ácido ribonucleico),
Que se diferencian en:ADN
Pentonsa• Desoxirribosa
Bases nitrogenadas• Timina
En las eucariotas • Es de doble cadena
La masa molecular es mayor
ARN
Pentonsa• Ribosa
Bases nitrogenadas• Uracilo
En la eucariotas • Es monocatenaria: puede
presentase en forma de • ARNm • ARNt• ARNr
la masa molecular es menor
El ADN
Es bicatenario, constituido : dos cadenas polinucleotídicas unidas entre si.
La unión de las bases se realiza mediante puentes de hidrógeno
Esta doble cadena puede disponerse: En forma lineal O en forma circular
La molécula de ADN porta información para el desarrollo de las características biológicas de un individuo
Excepto el ADN de algunos virus que es monocatenario
Estructura del ADN
Las cuatro bases nitrogenadas del ADN están a lo largo de la "columna vertebral" que conforman los azúcares con el ácido
fosfórico en un orden particular.
La adenina se empareja con la timina
La citosina (C) lo hace con la guanina.
Estructura del ADN
La estructura primaria del ADN determinada por esta secuencia de bases
ordenadas sobre la "columna" formada por los nucleósidos:
azúcar + fosfato.
Este orden es en realidad lo que se transmite de generación
en generación
Estructura
secundaria: es
el modelo de la doble
hélice,
Las dos hebras de ADN
se mantien
en unidas por los
puentes hidrógenos entre
las bases.
Los pares de
bases están
formados por una
purina y una
pirimidina, de forma que
ambas cadenas
están siempre equidistantes de la otra.
Los pares
de bases
adoptan una
disposición
helicoidal en el núcleo central de la
molécula, de
forma que hay
10 pares
de bases
por cada vuelta de la
hélice.
La Adenin
a se emparej
a siempre con la
Timina mediante dos
puentes de
hidrógeno,
mientras que la
Citosita se
empareja
siempre con la
Guanina por medio de 3
puentes de
hidrógeno
las dos hebras
son antiparalelas
La cadena
de uniones azúcar-fosfato
está construída en
manera tal que posee una
polaridad
Estructura terciaria: es la forma en que se organiza esta doble hélice
Doble hélice y fibra de cromatina
Enrollamiento de la cromatina
Cromosoma
El ARN
C
o
n
s
tit
u
i
d
o
p
o
r
u
n
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o
l
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l
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g
a
c
a
d
e
n
a
d
e
n
u
c
l
e
ó
ti
d
o
s
.
El azúcar presente en el ARN es la ribosa.
ARN es químicamente inestable
En el ARN la base que se aparea con la A es U
El ARN
ARNt: •disperso en el citoplasma•FUNCION transportar aminoácidos específicos en los ribosomas.
ARNm: •Se sintetiza y se destruye en minutos. Se halla asociado a Histonas para evitar el ataque de las Nucleasas. •FUNCION: en la Síntesis Proteica, transportar la información copiada del ADN para la elaboración de una proteína.
ARNr: •Se encuentra en los ribosomas •FUNCION: ordena los aminoácidos que formarán parte de una proteína.
Según su función se distinguen tres tipos de ARN:
Estructura del ARN
Es similar a la del ADN pero con diferencias en su composición.
Lleva una sola cadena de polinucleotido. En varios tipos de ARN se encuentra una
estructura secundaria que se parece a una cadena de ADN y es que la cadena lineal del ARN toma forma de horquilla uniéndose a las bases mediante puentes de hidrógeno.
El ARN se encuentra en la pared de los ribosomas.
Hay varios tipos y cada uno de ellos va a desempeñar una función diferente en la síntesis de proteínas y también en la transferencia de información del ADN.
El ARN se sintetiza en el núcleo, como un filamento complementario a una de las cadenas del ADN.
En el momento que se sintetiza el ARN existe dentro del núcleo un híbrido ADN-ARN de vida corta.
Ácidos nucleicos artificiales
Ácido nucleico
peptídico, Donde el
esqueleto de fosfato ha
sido sustituido
por la glicina, unida por un
enlace peptídico. Este ácido nucleico, al
no ser reconocido por algunas enzimas , resiste la acción de
nucleasas y proteasas
Morfolino y ácido
nucleico bloqueado
El morfolino usa un
anillo de
morfolina en vez del
azúcar.
Se usan para hacer genéti
ca inversa, son capaces de unirse complementariamente
al ARNm evitando su poster
ior recort
e y procesado. Uso farmacéutic
o, actuando
contra bacterias y
virus o para tratar enfermedades
genéticas al impedi
r la traducción
de un determinad
o ARNm.
Ácido nucleico glicólico
Es un ácido nucleico
artificial se sustituye la ribosa por glicerol. No existe en la
naturaleza. Puede unirse complementariamente al ADN y al ARN Es
la forma químicamente más simple de un ácido nucleico
Ácido nucleico treósico
Se diferencia
de los ácidos
nucleicos naturales en el azúcar del
esqueleto (treosa) Se
han sintetizado
cadenas híbridas
usando ADN polimerasas. Se une
ARN, y podría haber
sido su precursor.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS
ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos son macromoléculas poliméricas formadas por subunidades nucleótidos.
ESTAN CONSTITUIDOS POR:
Una azúcar que es una pentosa, la cual puede ser:
ribosa desoxirribosa ADN
ARN
BASES NITROGENADAS
PIRIMIDÍNICASCITOSINA (C) --ADN Y ARN
TIMINA (T) --ADN
URACILO (U) --ARN
PÚRICASADENINA (A) --ADN Y ARN
GUANINA (G) --ADN Y ARN
Otro componente de su estructura son las:
La composición la finaliza el ácido fosfórico. Las diferencias químicas entre el ADN y el ARN, la pentosa es distinta, al igual que las bases nitrogenadas, el ARN contiene uracilo y citosina mientras que el ADN contiene timina y citosina.
NUCLEÓSIDO
PENTOSA BASE NITROGENADA
NUCLEÓSIDO
El enlace se forma entre el carbono anomérico del azúcar y uno de los nitrógenos de la base nitrogenada. En la unión se forma una molécula de agua. Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosídico. Si la pentosa es una ribosa, tenemos un ribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, guanina, citosina y uracilo. Si la pentosa es un desoxirribosa, tenemos un desoxirribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, citosina, guanina y timina. Se nombra añadiendo la terminación -osina, si derivan de una base púrica, o -idina, se ésta es pirimidínica, al nombre de la base que lo forma: adenosina, guanosina, citidina, timidina, etc. Si la pentosa es la desoxirribosa se antepone el prefijo desoxi-; por ejemplo, desoxiaguanosina, desoxicitidina, etc.
NUCLEÓSIDO
NUCLEÓTIDO
NUCLEÓSIDO
Nucleósido Ácido fosfórico NUCLEÓSIDO
NUCLEÓTIDOS LIBRES DE
IMPORTANCIA BIOQUÍMICA
Además de ser los constituyentes de los ácidos nucleicos, los nucleótidos y sus derivados participan en otros importantes sucesos bioquímicos celulares.
Aquí se mencionan algunos de ellos. El ATP, la “moneda” bioenergética celular, suministra energía libre para la catálisis de múltiples reacciones biosintéticas.
De hecho, las proporciones intracelulares de ATP, ADP, AMP sirven para medir el nivel energético celular y con ello regular coordinadamente varias vías metabólicas.
En eucariotas. El AMP cíclico (AMPc) funciona como segundo mensajero de hormonas, activando las cinasas de proteínas dependientes de AMPc.
En células procariotas, el AMPc coordina una respuesta de estrés catabólico activando la transcripción de ciertos genes.
DESNATURALIZACIÓN Y RE- NATURALIZACIÓN DEL
ADN.
Si una disolución de ADN se calienta suficientemente ambas cadenas se separan, pues se rompen los enlaces de hidrógeno que unen las bases, y el ADN se desnaturaliza.
La temperatura A mayor proporción de C-G, mayor temperatura de desnaturalización, pues la citosina
- la guanina establecen tres puentes de hidrógeno,- la adenina y la timina sólo dos y- a mayor proporción de C-G, más puentes de
hidrógeno unirán ambas cadenas. La desnaturalización se produce también variando
el pH o a concentraciones salinas elevadas. Si se restablecen las condiciones, el ADN se
renaturaliza y ambas cadenas se unen de nuevo.
BASES NITROGENADAS CON SU RESPETIVA FORMULACIÓN
Las bases nitrogenadas de los ácido nucleicos
bases heterocíclicas que pertenecen a una de dos familias:
1) ANILLO PIRIMIDINICO:
las Pirimidinas: sistema plano de 6 átomos: 4 C, 2 N.
tienen la siguiente numeración: N1: C2: N3: C4: C5: C6:
2) ANILLO PURINICO
Sistema plano de 9 átomos: 5 C, 4 N, -Se considera como la fusión de un anillo pirimidínico con uno imidazólico. -Se numeran de la forma siguiente: N1: C2: N3: C4: C5: C6: N7: C8: N9:
- OBTENCION: por sustitución de este anillo con grupos oxo (=O), grupos amino (-NH2) o grupos metilo (-CH3).
La hidrólisis enzimática completa de un Ac nucleico = a una mezcla de nucleótidos.
La hidrólisis completa de un nucleótido = a una mezcla equimolar de:
1) Una Base nitrogenada heterocíclica( Purina o Pirimidina)
2) Una Pentosa, (Ribosa o bien 2-desoxirribosa) 3) Ortofosfato
Bases, Nucleósidos y Nucleótidos
Las unidades que forman los ácidos nucleicos son los nucleótidos
Cada nucleótido es una molécula compuesta por la unión de tres unidades:
-monosacárido de: 5C 1) Pentosa2) ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN 3) base nitrogenada purínica o pirimidínica 4) uno o varios grupos fosfato
- base nitrogenada
- los grupos fosfato
Nucleósidos y nucleótidos
pentosa.
PENTOSA BASE NITROGENADA nucleósido
Cuando lleva unido una unidad de fosfato al carbono 5' de la ribosa o desoxirribosa y dicho fosfato sirve de enlace entre nucleótidos, uniéndose al carbono 3' del siguiente nucleótido
nucleótido-monofosfato (como el
AMP)
cuando hay un solo grupo fosfato,
nucleótido-difosfato (como el ADP)
cuando hay dos grupos fosfato,
nucleótido-trifosfato (como el ATP) si lleva
tres.
Adenina, presente en ADN y ARN.
Guanina, presente en ADN y ARN.
Citosina, presente en ADN y ARN.
Timina, exclusiva del ADN. Uracilo, exclusiva del ARN.
Listado de Bases Nitrogenadas
estructura quimica de la
adenina
estructura quimica del Ac
fodforico
estructura quimica de la
citosina
estructura quimica de la
guanina
estructura quimica de la
timina
estructura quimica de la ribosa
estructura quimica del uracilo
PIRIMIDINAS
PURINAS
Bases Nitrogenadas
Nombre común Nombre sistemático
Pirimidinas
Citosina 2-oxo 4-amino pirimidina
Uracilo 2,4 dioxo pirimidina
Timina 2,4 dioxo5-metil pirimidina
Purinas
Adenina 6-amino purina
Guanina 2-amino 6-oxo purina
Hipoxantina 6-oxo purina
Xantina 2,6-dioxo purina
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