Universidad Autónoma de Chiapas Facultad de Ciencias Químicas Ext. Ocozocoautla Nombre del catedrático Dra. Ana Olivia Cañas Urbina Integrantes del equipo: Ariana Archila Jiménez Obet Maza Nafate Catherin Concepción Pérez Sánchez Yatzeni Guadalupe Ruiz Molina Materia: Biología Celular Grado: Segundo semestre Nombre del trabajo: Ácidos Nucleicos
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Universidad Autónoma de Chiapas Facultad de Ciencias ... · Los nucleótidos están formados por la unión de un nucleósido y una molécula de ácido fosfórico. El enlace fosfórico
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Universidad Autónoma de Chiapas
Facultad de Ciencias Químicas Ext. Ocozocoautla
Nombre del catedrático
Dra. Ana Olivia Cañas Urbina
Integrantes del equipo:
Ariana Archila Jiménez
Obet Maza Nafate
Catherin Concepción Pérez
Sánchez
Yatzeni Guadalupe Ruiz Molina
Materia:
Biología Celular
Grado:
Segundo semestre
Nombre del trabajo:
Ácidos Nucleicos
BASES PÚRICAS Y PIRIMIDÍNICAS
Definición
Las Bases Nitrogenadas son las que contienen la información genética. En el caso
del ADN las bases son dos Purinas y dos Pirimidinas. Las purinas son A (Adenina)
y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). En el caso del ARN
también son cuatro bases, dos purinas y dos
pirimidinas. Las purinas son A y G y las
pirimidinas son C y U (Uracilo).
Como son aromáticas, tanto las bases púricas
como las pirimidínicas son planas, lo cual es
importante en la estructura de los ácidos
nucleicos.
También son insolubles en agua y pueden
establecer interacciones hidrófobas entre ellas;
estas interacciones sirven para estabilizar la
estructura tridimensional de los ácidos nucleicos.
Las bases nitrogenadas absorben luz en el rango
ultravioleta (250-280 nm), propiedad que se usa
para su estudio y cuantificación.
ACIDOS NUCLEICOS
Bases púricas
Están basadas en el Anillo Purínico. Puede observarse que se trata de un sistema
plano de nueve átomos, cinco carbonos y cuatro nitrógenos.
En esta imagen puede observarse como
se forman Adenina y Guanina a partir de
una Purina.
El anillo purínico puede considerarse
como la fusión de un anillo pirimidínico
con uno imidazólico.
En el siguiente cuadro se muestran los nombres de las principales purinas:
Purinas
Nombre común Nombre sistemático Adenina 6-amino purina
Guanina 2-amino 6-oxo purina
Las purinas que comúnmente encontramos en el ADN y ARN son Adenina y
Guanina.
La forma degradativa final de las purinas en los primates es el Ácido Úrico, 2,6,8-
trioxo purina.
Bases pirimídicas
Están basadas en el Anillo Pirimidínico. Es un sistema plano de seis átomos,
cuatro carbonos y dos nitrógenos.
En esta imagen puede observarse como derivan
Citosina, Timina y Uracilo de Pirimidina.
Las distintas bases pirimidínicas se obtienen
por sustitución de este anillo con grupos oxo
(=O), grupos amino (-NH2) o grupos metilo (-CH3).
En el siguiente cuadro se muestran los nombres de las principales pirimidinas:
Pirimídicas
Nombre común Nombre sistemático Citosina 2-oxo 4-amino pirimidina
Uracilo 2,4 dioxo pirimidina
Timina 2,4 dioxo5-metil pirimidina
Las pirimídicas que encontramos en el ADN son Citosina y Timina. En el ARN
encontramos Citosina y Uracilo.
Las pirimídicas son degradadas completamente a agua, anhídrido carbónico y
urea.
NULCEOSIDOS
Están formados por la unión de una base nitrogenada y una pentosa (D-ribosa o
D2-desoxirribosa). Cuando la pentosa es D- ribosa, el nucleósido se denomina
ribonucleosido y están presentes en el RNA. Cuando se trata de una D2-
desoxirribosa, el nucleósido se denomina desoxirribonucleosido, y están presentes
en el ADN. Tanto los
ribonucleosido como los
desoxirribonucleosido
pueden tener bases
púricas o pirimídicas,
cuando se trata de una
base pirimidinica, la
unión se realiza entre el
N1 de la base y el C1
del azúcar por lo que el
enlace se denomina N-
glucosidico, en el caso de las bases púricas la unión se realiza entre el N9 de la
base y el C1 del azúcar, siendo también un enlace N-glucosidico. Los nucleósido
son algo más solubles en agua que las bases nitrogenadas libres. Por hidrolisis
acida y por acción hidrolítica de ciertas enzimas, nominadas generalmente
nucleósidos, se rompe el enlace entre la base nitrogenada y el azúcar. En algunos
ARN se encuentra un nucleósido poco habitual denominado seudo-uridina, en el
cual se establece un enlace C-glucosidico entre el C1 de la ribosa y el C5 del
uracilo.
NUCLEOTIDOS
Los nucleótidos están formados por la unión de un nucleósido y una molécula de
ácido fosfórico. El enlace fosfórico se une
por un enlace éster a alguno de los
carbonos de la pentosa que tenga un grupo
OH libre. Así en la ribosa hay tres posibles
puntos de unión del ácido fosfórico; los
carbonos 2,3 y 5. En la desoxirribosa, sin
embargo solo existen dos posibles puntos
de unión del fosfórico: los carbonos 3 y 5,
ya que el C2 ha perdido el oxígeno. Sin
embargo en los ácidos nucleicos, tanto
ARN como ADN, solo hay nucleótidos en
5´, es decir, nucleósido 5´-monofosfato.
La formación de un nucleótido se produce mediante un enlace fosfodiester en el
que participa un grupo OH del ácido fosfórico y el H alcohólico del C5´ de la
pentosa nucleósido, con pérdida de una molécula de agua. (Teijon & Garrillo,
2006)
ENLACE FOSFODIESTER
El enlace fosfodiéster es un enlace covalente que se produce entre un grupo
fosfato (H3PO4) y un grupo
hidroxilo (–OH). Este tipo de
enlace lo podemos encontrar en
fosfolípidos que forman la
membrana celular, y en
nucleótidos, que forman los
ácidos nucleicos ARN y ADN.
BASE NITROGENADA+AZUCAR (PENTOSA)+ACIDO FOSFORICO= NUCLEOTIDO.
BASE NITROGENADA+AZUCAR (DESOXIRRIBOSA)= NUCLEOSIDO.
Las bases nitrogenadas son adenina, timina, guanina, citosina y uracilo. La timina
sólo la encontramos en ADN y el uracilo únicamente en ARN.
El azúcar que forma parte del nucleótido es una pentosa, la ribosa en el caso
del ácido ribonucleico (ARN) y la desoxirribosa en el caso del ácido
desoxirribonucleico (ADN).
En la siguiente figura observamos cómo se enlazan la base nitrogenada, la
pentosa y el grupo fosfato para formar un nucleótido:
Los carbonos de la pentosa se nombran con números del 1’ al 5’, siendo el
número uno el que está unido a la base nitrogenada y número cinco el que está
unido al grupo fosfato, como podemos
observar en la figura de arriba.
En el enlace fosfodiester, se enlazan
covalentemente el grupo OH del carbono 3’
de la pentosa del primer nucleótido y el grupo
fosfato del carbono 5’de la pentosa del
siguiente nucleótido. En esta reacción se
libera una molécula de agua y se forma un di
nucleótido.
LOS NUCLEOTIDOS DE LOS ACIDOS NUCLEICOS ESTAN UNIDOS
POR ENLACES FOSFODIESTER.
Los nucleótidos pueden unirse unos a otros para formar el DNA o el RNA. La
unión se realiza mediante “puentes” de grupos fosfato, en los cuales el grupo
fosfato -OH en la posición 5’ mediante un enlace fosfodiéster un nucleótido está
unido al grupo -OH del siguiente mediante un enlace fosfodiéster. De esta forma,
los esqueletos de los ácidos nucleicos consisten en residuos de fosfato y pentosa,
quedando las bases nitrogenadas como grupos laterales unidos al esqueleto.
Todos los enlaces fosfodiéster tiene la misma orientación a lo largo dela cadena,
con lo cual cada cadena lineal de ácido nucleico tiene una polaridad específica y
extremos 5’ y 3’ diferenciados. El residuo terminal cuyo C-5’ no está unido a otro
nucleótido se conoce como extremo 5’, mientras que el residuo terminal cuyo C-3’
no está unido a otros nucleótidos se llama extremo 3’. Por convención, la
secuencia de residuos nucleótidicos en ácido nucleico se escribe, de izquierda a
derecha, desde el extremo 5’ hasta el 3’. Un ácido nucleico de cadena corta se
denomina oligonucleótido (generalmente hasta 50 nucleótidos). Los ácidos
nucleicos de mayor longitud se denominan polinucleotidos.
DIRECCION 5´-3´ Y DIRECCION 3´-5´
EL ADN.
Ácido Desoxirribonucleico (ADN), material genético de todos los organismos
celulares y casi todos los virus. Es el tipo de molécula más compleja que se
conoce. Su secuencia de nucleótidos contiene la información necesaria para poder
controlar el metabolismo un ser vivo.
El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la
replicación. En casi todos los organismos celulares el ADN está organizado en
forma de cromosomas, situados en el núcleo de la célula.
Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La mayoría de las
moléculas de ADN poseen dos cadenas anti paralelas (una 5´-3´ y la otra 3´-5´)
unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por medio de puentes de
hidrógeno.
La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno,
mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de
hidrógeno.
El estudio de su estructura se puede hacer a varios niveles, apareciendo
estructuras, primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria y niveles de
empaquetamiento superiores.
Representación esquemática de la doble cadena de ADN.
a) ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ADN
Se trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos.
b) ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN
Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fue postulada por Watson y Crick, basándose en:
- La difracción de rayos X que habían realizado Franklin y Wilkins
- La equivalencia de bases de Chargaff,que dice que la suma de adeninas más guaninas es igual a la suma de timinas más citosinas.
Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina de una se une a la timina de la otra, y la guanina de una a la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3´de una se enfrenta al extremo 5´de la otra.
Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick.
c) ESTRUCTURA TERCIARIA DEL ADN.
Se refiere a como se almacena el ADN en un volumen reducido. Varía según se trate de organismos procariontes o eucariontes:
En procariontes se pliega como una súper-hélice en forma, generalmente, circular y asociada a una pequeña cantidad de proteínas. Lo mismo ocurre en la mitocondrias y en los plastos.
TIPOS DE RNA
El Ácido Ribo Nucleico está constituido por la unión de nucleótidos formados por
una pentosa, la Ribosa, una base nitrogenada, que son Adenina, Guanina,
Citosina y Uracilo. No aparece la Timina. Los nucleótidos se unen formando una
cadena con una ordenación en la que el primer nucleótido tiene libre el carbono 5’
de la pentosa. El último nucleótido tiene libre el carbono 3’. Por ello, se dice que la
ordenación de la secuencia de nucleótidos va desde 5’ a 3’ (5’ ® 3’).
En la célula aparecen cuatro tipos de ARN, con distintas funciones, que son el
ARN mensajero, el ARN ribosómico, el ARN transferente y el ARN heteronuclear.
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal, que contiene la información, copiada del ADN, para sintetizar una
proteína. Se forma en el núcleo celular, a partir de una secuencia de ADN. Sale
del núcleo y se asocia a ribosomas, donde se construye la proteína. A cada tres
nucleótidos (codón) corresponde un aminoácido distinto. Así, la secuencia de
aminoácidos de la proteína está configurada a partir de la secuencia de los
nucleótidos del ARNm.
ARN ribosómico (ARNr)
El ARN ribosómico, o ribosomal, unido a proteínas de carácter básico, forma los
ribosomas. Los ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan
aminoácidos para formar proteínas, a partir de la información que transmite el
ARN mensajero. Hay dos tipos de ribosomas, el que se encuentra en células
procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos, y el que se encuentra en
el hialoplasma o en el retículo endoplásmico de células eucariotas.
ARN transferente (ARNt)
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no lineal. En él se pueden observar
tramos de doble hélice es decir, entre las bases que son complementarias, dentro
de la misma cadena. Esta estructura se estabiliza mediante puentes de Hidrógeno.
Además de los nucleótidos de Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo, el ARN
transferente presenta otros nucleótidos con bases modificadas. Estos nucleótidos
no pueden emparejarse, y su existencia genera puntos de apertura en la hélice,
produciendo bucles.
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos). En uno de ellos (1 en la figura),
aparece una secuencia de tres nucleótidos, denominada anti codón. Esta
secuencia es complementaria con una secuencia del ARNm, el codón. En el brazo
opuesto (2 en la figura), en el extremo 3' de la cadena, se une un aminoácido
específico predeterminado por la secuencia de anti codón.
La función del ARNt consiste en llevar un aminoácido específico al ribosoma. En él
se une a la secuencia complementaria del ARNm, mediante el anti codón. A la
vez, transfiere el aminoácido correspondiente a la secuencia de aminoácidos que
está formándose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear, o heterogéneo nuclear, agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-ARN). Son moléculas de diversos tamaños.
Este ARN se encuentra en el núcleo de las células eucariotas. En células
procariotas no aparece. Su función consiste en ser el precursor de los distintos
tipos de ARN.
¿QUE ES…….
1. ADN
El ácido desoxirribonucleico o ADN es la molécula que contiene la información de
la vida. Su descubrimiento pasará a la Historia como
uno de los grandes avances del s. XX. El ADN es el
responsable del parecido entre padres e hijos, y de
que exista un molde común para cada especie.
Contiene toda la información genética, las
instrucciones de diseño de todos y cada uno de
nosotros. Cada molécula de ADN se compone de dos
cadenas de nucleótidos que se cruzan entre sí en forma de doble hélice. La mayor
parte del ADN está en el núcleo de las células. También hay ADN fuera del núcleo
de la célula. Es el ADN mitocondrial, que permanece incluso en restos muy
antiguos de seres vivos. A diferencia del ADN del núcleo, el mitocondrial sólo se
hereda de la madre.
2. ARN (tipos)
El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un polímero de ácido nucleico consistente
de nucleótidos por monómeros. Toma su nombre
del grupo de los azúcares en el esqueleto de la
molécula, la ribosa. Los nucleótidos del ARN
contienen anillos de ribosa y uracilo, a diferencia
del ácido desoxirribonucleico (ADN) que contiene
desoxirribosa y timina. Es transcrito desde el ADN
por enzimas llamada ARN polimerasas y
procesadas por muchas más proteínas. El ARN
sirve como una plantilla para la traducción de
genes.
a) ARNt
Es un tipo de ácido ribonucleico encargado de transportar los aminoácidos a los
ribosomas y ordenarlos a lo largo de la molécula
de ARNm, a la cual se unen por medio de enlaces
peptídicos para formar proteínas durante el
proceso de síntesis proteica. Existe una molécula
de ARNt para cada aminoácido, con una tripleta
específica de bases no apareadas, el anti codón.
b) ARNm
Es el ácido ribonucleico que contiene la información genética (el código genético)
procedente del ADN del núcleo celular a un ribosoma en el citoplasma, es decir, el
que determina el orden en que se unirán los aminoácidos de una proteína y actúa
como plantilla o patrón para la síntesis de dicha proteína.
c) ARNr
Es el tipo de ARN más abundante en las células y forma parte de los ribosomas.
Estos se encargan de la síntesis de proteínas según la secuencia de nucleótidos
presente en el ARN mensajero. El ARN ribosómico está formado por una sola
cadena de nucleótidos.
3. Gen
Es un segmento corto de ADN. Los genes le dicen al cuerpo cómo
producir proteínas específicas, es decir mandan una información para una función
especial.
4. Cromosoma
Son estructuras que se encuentran en el centro (núcleo) de las células que
transportan fragmentos largos de ADN. Los cromosomas tienen pares apareados
de una copia de un gen específico. El gen se presenta en la misma posición en
cada cromosoma. Los cromosomas vienen en pares.
5. Genoma:
Se denomina Genoma de una especie al conjunto de la información genética,
codificada en una o varias moléculas de ADN (Ácido desoxirribonucleico) (en muy