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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE MEDICINA “AURELIO MELEAN”

PROGRAMA DE LICENCIATURA EN NUTRICIÓN Y DIETÉTICA

LAS BIOMOLECULAS DE LA VIDA

ESTUDIANTES: Anze Guzmán Mayra Fátima Dalenz Salas Sarai Vana Gray Vargas Ruth Verónica Ramírez Soria Galvarro María Reneé Soria Galvarro Durán Laura Alejandra Torres Ortiz Vásquez Isabel Ruth

Asignatura Bioquímica

Docente: Dra. Miriam Rosario Arnez Camacho

COCHABAMBA, BOLIVIAOCTUBRE 2013

Las Biomoléculas

de la Vida

INTRODUCCIÓN

Los ácidos nucleícos son grandes moléculas formadas por la repetición de un monómero llamado nucleótido. Estos se unen entre sí por un grupo fosfato mediante enlaces fosfodiéster, formando largas cadenas. Pueden alcanzar tamaños gigantes, siendo las moléculas más grandes que se conocen,

constituidas por millones de nucleótidos encadenados.

Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y son las responsables de su transmisión hereditaria. Los dos tipos son: el ADN y el ARN.

IDENTIFICACIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS EN EL LABORATORIO

Robert Feulgen, en 1914, describió un método para revelar por tinción el ADN, basado en el colorante fucsina. Se encontró, utilizando este método, la presencia de ADN en el núcleo de todas las células eucariotas, específicamente en los cromosomas.

PROPIEDADES QUIMICAS

Como se dijo anteriormente, los Ácidos Nucleicos son polímeros que están formados por una repetición de moléculas, o monómeros, que se los llama nucleótidos. Cada nucleótido está formado por un grupo fosfato, una azúcar y una base nitrogenada. 

Figura 1. Estructura química del grupo fosfato.

★ El grupo fosfato (o ácido fosfórico) PO43- se une al C5 de su azúcar y al C3 del

siguiente.

★ El azúcar puede ser desoxirribosa (en ADN) o ribosa (en ARN).

BASES NITROGENADAS

★ La base nitrogenada puede estar formado por purinas o pirimidinas. Las Purinas tienen dos anillos y las pirimidinas solo un anillo.

BASES NITROGENADAS

Purinas Adenina A Guanina G

Presente en ADN y ARN Presente en ADN y ARN

Pirimidinas Citosina C Timina T Uracilo U

Presente sólo en ADN y ARN Presente sólo en ADN Presente sólo en ARN

En este cuadro se observa la estructura química de las bases púricas A, G y de las bases pirimidicas como la

C,T y U.

Los nucleótidos están unidos entre sí por el grupo fosfato por los enlaces fosfodiéster, o éster de fosfato.

Su propiedad importante es que son cadenas polares, 5´ - 3´. Siendo las moléculas más grandes que se conocen, su grado de polimerización puede llegar a ser altísimo.

CLASIFICACION SEGÚN SU COMPOSICIÓN QUÍMICA Los ácidos nucleícos se clasifican en Ácidos Desoxirribonucleicos (ADN) que se encuentra en el núcleo celular y en Ácidos Ribonucleicos (ARN) que actúan en el citoplasma. El peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN. El ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico) también se diferencian por:

Conformación estructural de la cadenas polipeptidicas.: Desoxirribopolinucleótido de la molécula del ADN y conformación del Ribopolinucleótido de la molécula del ARN:

Modelo estructural de una sola hebra ARN, cuya secuencia empieza con la unión A-U-C-G. Modelo estructural de doble hélice del ADN cuya, secuencia comienza con la unión AT-C-G

ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEÍCOS

La unión de menos de 20 nucleótidos se llama oligonucleótidos, la unión es de más de 20 nucleótidos se llama polinucleótidos.

 EXPERIMENTO DE GRIFFITH

Otra serie de experimentos realizados en 1952 por Hershey y Chase, demostraron en forma indiscutible que el ADN es el material genético. Trabajaron con virus llamados bacteriófagos; los bacteriófagos, están formados por ADN y proteínas, las proteínas forman una cubierta y en su interior se aloja el ADN. Se cultivaron virus en un medio que contenía fósforo radiactivo, de manera que al sintetizar su ADN, la molécula quedaba marcada radiactivamente. Otros virus se hicieron crecer en medio con azufre radiactivo, quedando marcadas radiactivamente las proteínas. Los virus tienen un mecanismo de acción muy particular, ya que no ingresan a la célula que infectan sino que solo inyectan su material genético. Luego se pusieron en contacto los virus que poseían las proteínas radiactivas con un cultivo de bacterias y lo mismo se hizo con los virus que tenían el ADN marcado.

FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos dan identidad a cada célula y organismo.

Los ácidos nucleicos son vitales para el funcionamiento de la célula, y por lo tanto para la vida. El ADN y ARN hacen un seguimiento de la información hereditaria de una célula de modo que pueda mantenerse, crecer, crear descendencia y realizar las funciones especializadas que se supone que debe hacer. Los ácidos nucleicos por lo tanto controlan la información que hace a todas las células y cada organismo, lo que son.

Los nucleótidos y sus derivados desempeñan papeles fundamentales en el metabolismo celular. En las células de mamíferos se encuentran muchos tipos diferentes de nucleótidos. Entre las funciones de éstos se incluyen las siguientes:

Papel en el metabolismo energético. El ATP es la principal forma de energía química accesible a la célula. Se genera en la fosforilación a nivel de sustrato. Esta molécula se utiliza como un agente fosforilante, para impulsar reacciones metabólicas diversas. También se lo utiliza como dador de fosfato necesario para la generación de otros nucleósidos 5´- trifosfato.

Unidades monoméricas de los ácidos nucleicos DNA y RNA.

Mediadores fisiológicos. Los nucleótidos y nucleósidos actúan como mediadores de procesos metabólicos claves. La adenosina es importante en la regulación del flujo sanguíneo coronario; el ADP es crítico para la agregación plaquetaria y, por tanto, de la coagulación de la sangre; el cAMP y cGMP actúan como segundos mensajeros; el GTP es necesario para terminación del mRNA, la transducción de señales mediante proteínas de unión al GTP, y la formación de microtúbulos.

Función como precursores. El GTP es el precursor para la formación del cofactor tetrahidrobiopterina, necesario para las reacciones de hidroxilación y la generaión de óxido nítrico.

Componentes de coenzimas. Coenzimas tales como el NAD+, NADP+, FAD, sus formas reducidas y la coenzima A contienen como parte de sus estructuras una porción 5´-AMP.

Intermediarios activados. Los nucleótidos también sirven como portadores de intermediarios “activados” necesarios para diversas reacciones. Un compuesto tal como la UDP-glucosa es un intermediario clave en la síntesis de glucógeno y de las glucoproteínas. Lo mismo sucede con el CTP, que interviene como intermediario de la síntesis de fosfolípidos. Otro intermediario es la S-adenosilmetionina (SAM), que actúa como donador de metilos en las reacciones de las bases y residuos glucídicos del ARN y el ADN, así como la formación de compuestos tales como la fosfatidilcolina.

Efectores alostéricos. Muchos de los pasos regulados en las vías metabólicas están controlados por las concentraciones intracelulares de nucleótidos. Tal es el caso, como veremos, de la síntesis de los nucleótidos, donde son ellos mismos quienes regulan su biosíntesis.

FUNCION PRINCIPALDE LOS ÁCIDOS NUCLÉICOS

La función principal de los ácidos nucleicos es almacenar y transmitir la información genética. El ADN, a nivel molecular, tiene una doble función:

Sacar copias de sí mismo, duplicarse, autoperpetuarse, asegurando la transmisión de los genes en un proceso denominado REPLICACIÓN.

Transmitir la información genética del ADN al ARN para formas proteínas, a este proceso se le denomina TRANSCRIPCIÓN.

CLASIFICACION:

Se clasifican en ADN y ARN:

ADN: El ADN por las siglas de Acido Desoxirribonucleico, es una molécula de gran tamaño que guarda y transmite de generación en generación toda la información necesaria para el desarrollo de todas las funciones biológicas de un organismo.

ARN: es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica. Puede ser ARN mensajero, ribosómico y de transferencia, dependiendo de su función.

LAS PRINCIPALES FUENTES DE ÁCIDOS NUCLEICOS

Mariscos

Una serie de diferentes opciones de pescado contiene ácidos nucleicos, en particular de peces, especialmente la sardina, el salmón y la anchoa. De acuerdo con el Instituto de Investigación Gordon, sardinas tienen los niveles más altos de ácidos nucleicos, que normalmente constituyen 1,5 por ciento de la composición total de los peces. Además de las opciones de los animales a base de pescado, también hay alimentos vegetales que contienen

ácidos nucleicos. Según AGM Foods, Chlorella, un alga unicelular, es uno de ellos. Las algas son bien conocidas por sus altos niveles de ácidos grasos y polisacáridos.

Nueces

Las nueces son excelentes fuentes de proteínas y grasas no saturadas, que son buenos para la función cardíaca. De acuerdo con el Instituto de Investigación de Gordon, la mayoría de las variedades también tienen altos niveles de ácidos nucleicos.

Verduras

Las verduras son un alimento básico para una dieta saludable, de acuerdo a la Universidad de Harvard como ------ como pueden ayudar a regular la presión arterial y los niveles de azúcar en la sangre, y puede ayudar a prevenir los accidentes cerebrovasculares, enfermedades del corazón, problemas digestivos, problemas de la vista y el cáncer. De acuerdo con la Biblioteca Nacional de Medicina de EE.UU., muchas verduras son buenas fuentes de ácidos nucleicos. Estos incluyen la col china (repollo chino), brócoli, puerros, cebollas, espárragos, espinacas, coliflor, frijoles y soja.

Hongos

Las setas son hongos comestibles que son conocidos por ser baja en colesterol, grasa, calorías y sodio, y para ser ricos en nutrientes, como la vitamina E y el selenio. De acuerdo con la Biblioteca Nacional de

Medicina de EE.UU., muchos hongos, tales como TV, setas whitecap (botón) y setas de cardo, también tienen altos niveles de ácidos nucleicos.

Levadura

De acuerdo con la Biblioteca Nacional de Medicina de EE.UU., y la autolisis de la levadura hidrolizada, que las compañías de alimentos comúnmente añadido en platos vegetarianos en el horno de microondas, dos fuentes fuertes de los ácidos nucleicos. También pueden ayudar a aumentar la producción del cuerpo de las purinas, que son compuestos que se oxidan para formar ácido úrico.

Carnes

La carne vacuna es otra buena fuente de ácidos nucleicos. De acuerdo con el Instituto de Investigación de Gordon, la carne roja es la mejor, y por lo general tiene un ácido nucleico contenido en porcentaje de 0.05. Otra gran fuente es el hígado de pollo.

Caldos / sopas

De acuerdo con el Instituto de Investigación Gordon, sopas y caldos que contienen verduras, setas y / o carne son también buenas fuentes de ácidos nucleicos.

Granos y partes de granos

Se puede encontrar gran cantidad de ácidos nucleicos, especialmente en el germen de trigo, el salvado y la avena

METABOLISMO DE ÁCIDOS NUCLEICOS

DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS.

Los ácidos nucleicos que ingresan con los alimentos son degradados en el intestino, sobres ellos actúan nucleasas (ribo y desoxiribonucleasa) pancreáticas e intestinales, que los separan en sus nucleótidos constituyentes. Estos sufren entonces la acción de fosfatasas intestinales que liberan el resto fosfato de los nucleótidos convirtiéndolos en nucleósidos, los cuales pueden ser absorbidos como tales, o ser degradados por nucleosidasas intestinales, que separan las bases nitrogenadas púricas o pirimídicas de la pentosa ribosa o desoxirribosa.

La mayoría de las bases liberadas en la luz intestinal son degradadas aquí por acción de bacterias de la flora normal; el resto es absorbido y pasa a la circulación portal. Aun cuando los humanos consuman una dieta rica en nucleoproteínas, las bases púricas y pirimídicas de estas no se incorporan de manera directa a los ácidos nucleicos de las células tisulares, sino que se biosintetizan de nuevo a partir de intermediarios anfibólicos. Sin embargo, los análogos de purinas y pirimidinas inyectados (incluyendo medicamentos potenciales contra el cáncer) pueden incorporarse al ADN, lo cual se utiliza como terapia curativa.

El ser humano no depende de las bases nitrogenadas de la dieta para atender a las necesidades de la síntesis de ácidos nucleicos y nucleótidos libres. Las

bases son producidas en casi todas las células con tal eficacia, que el organismo puede prescendir totalmente del aporte exógeno.

EXCESOS Y DEFICIENCIAS DE ÁCIDOS NUCLEICOS

Se puede ver q apenas una deficiencia o exceso de un Ácido Nucleico provoca una gran enfermedad. Las Enfermedades Hereditarias son las siguientes:

Autismo: Transtorno que se manifiesta antes de los tres años y se caracterizan por: a) Alteraciones en el desarrollo cognitivo en las relaciones y habilidades sociales, b) Falta de contacto visual, c)

Falta de comunicación o pobreza del lenguaje con estereotipias y repeticiones del lenguaje, d) Estos niños presentan Retraso Mental pero es muy difícil la obtención del coeficiente intelectual debido a los problemas conductuales y de comunicación.

Anemia falciforme: Se produce por una baja concentración de hemoglobina, esto tiene como consecuencia el tener pocos glóbulos rojos y por lo tanto una menor concentración de oxígeno. Si la anemia es hereditaria la causa es el cambio de los aminoácidos valina por ácido glutámico. Esto le da a los eritrocitos un aspecto extraño que no sirve para su función. Es muy grave y puede causar anomalías en el hígado, el aparato respiratorio y ceguera.

Mucoviscilosis: Viene dada por un gen recesivo. Se trata de una anomalía por la que las secreciones normales del cuerpo se alteran haciéndose viscosas. Puede producir tos, gastroenteritis, esterilidad en hombres y poca fertilidad en mujeres.

Huntington, Corea de: Enfermedad bastante rara caracterizada por la aparición de movimientos espasmódicos, retraso mental y casi siempre causa la muerte. Esta enfermedad es la popularmente conocida como “baile de San Vito” y cuando se convierte en crónica se le llama Corea de Huntington.

Galactosemia: Se trata de una acumulación de galactosa provocando cataratas, cirrosis hepática, retraso mental, anemia...

Albinismo: Viene dado por un gen recesivo; se debe a la falta de melanina. Como consecuencia de esta falta tanto el pelo y los ojos como toda la piel y esto hace correr graves riesgos de contraer cánceres de piel y ceguera.

Diabetes mellitus: No se fabrica insulina por lo que la concentración de glucosa en la sangre sube, provocando ceguera, anomalías renales y posibles parálisis. Los síntomas más comunes son sed, cansancio y pérdida de peso entre otras.

Sordomudez: En cuento a la sordera es hereditaria, pero la mudez viene dad porque la persona, en cuestión, al no oír no aprende a hablar. Las causas pueden ser muchas; las más corrientes son la toma de drogas durante el embarazo, o hemorragias en el parto. De todas formas se debe cuidar el oído al bebé.

Polidactilia: consiste en una malformación esquelética en la que la persona nace con más de cinco dedos ya sea en pies o manos. Las causas pueden ser radiaciones durante el embarazo (rayos X) o por enfermedades en la madre.

Daltonismo: Es muy conocida: El sujeto no diferencia colores.

Hemofilia: Se da sobre todo en hombres (si se diera en mujeres morirían). Viene dado por el cromosoma X. La enfermedad consiste en una falta de los elementos coagulantes en la sangre. Así cualquier pequeño corte se convierte en hemorragia.

Sindrome de Angelman: Se debe a la pérdida del material genético del cromosoma 15, pero de herencia materna a los seis o doce meses aparece retraso en el desarrollo motor. Presentan: a) Retraso Mental, grave o profundo, b) Graves trastornos de la adquisición y expresión del lenguaje, marcha atáxica, c) La mayoría no anda hasta los tres o cuatro años.

OTRAS ANOMALÍAS GENÉTICAS

Primero debemos aclarar que tanto las trisomías como las monosomías son fallos en la meiosis. (De una célula con 46 cromosomas se pasa a tener cuatro gametos con 23 cromosomas cada uno).

TRISOMÍAS

PAR 21: Síndrome de Down. Los síntomas más comunes son el rostro redondeado, las orejas pequeñas, retraso mental, lengua grande, deficiencias cardíacas e inmunitarias.

PAR 18: Sindrome Edward. Suele morir antes de nacer, y si lo hace muere a las pocas semanas de vida. Su síntoma externo más destacable es el tamaño pequeño del encéfalo.

PAR 13: Sindrome de Patau. Suelen vivir poco y sus características son: cráneo pequeño, ojos pequeños, paladar dividido, polidactilia...

PAR 8: También viven poco y suelen tener anomalías cardíacas y óseas.

MONOSOMÍAS (les falta un pedazo de cromosoma)

PAR 18: Anomalías óseas, hipotomía y retraso mental.

PAR 7: Sindrome de Williams. Esta producido por perdida del material Genético del cromosoma 7 y presenta: a) Retraso Mental leve o moderado con alteración de las habilidad verbal, b) Déficit motor y perceptivos, c) Personalidad extrovertidos, d) Defectos digestivos, vasculares, auditivos y renales, d) Transtornos psiquiátricos, e) Problemas Conductuales como: Hiperactividad y Falta de atención, f) En algunos casos Autismo y Retraso, Alteración del desarrollo cognitivo.

ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL SEXO

HOMBRE

XXY: Se manifiesta en la pubertad por un agrandamiento de caderas y en resumen el hombre se encuentra con un cuerpo con semejanzas al de la mujer. Suelen ser agresivos.

XYY: Son altos, antisociales y muy agresivos.

MUJER

XXX: Suelen ser obesas, con una menopausia temprana, órganos genitales infantiles.

XØ: Genitales atrofiados, dedos cortos y rechonchos.

X frágil: Tanto mujer como hombre, se da por una excesiva repetición de un determinado triplete. Los síntomas son orejas grandes, frente igualmente

grande, paladar ojival, gran tamaño de genitales, rabietas, retraso, habla repetitiva, timidez...

Para estas enfermedades no hay prevención posible, pero se puede ayudar cuidándose en el embarazo. Aún así se puede predecir quién la tendrá estudiando su árbol genealógico. Una vez que una mujer ha quedado embarazada se puede averiguar por ecografía o amniocentesis.

REACIONES DE IDENTIFICACION ACIDOS NUCLEICOS

Información en documentación complementaria

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

http://bioayuda.wordpress.com/2009/06/01/propiedades-estructurales-y-fisico- quimicas-de-las-acidos-nucleicos/

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_nucleico http://www.manualdelombricultura.com/glosario/pal/167.html http://www.mitecnologico.com/Main/

AcidosNucleicosEstructuraFuncionClasificacionPropiedades http://www.cultek.com/aplicaciones.asp?

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