acido nucleicos
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ÁCIDOS NUCLEICOS
( generalidades)
Ponentes:
El
el descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína, nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico. Posteriormente, en 1953, James Watson y Francis Crick se encargaron de descubrir el diseño del ADN.
los ácidos nucleicos son compuestos químicos
formados por (C,H,O,N,P).
Los bloques de construcción de los ácidos nucleicos se conocen con el nombre de nucleótidos.
“A las unidades químicas que se unen para formar los ácidos nucleicos se les denomina nucleótidos y al polímero se le denomina polinucleico o ácido nucleico”.
los nucleótidos son moléculas orgánicas de
masa molecular elevada formados por la unión
covalente de un azúcar de cinco carbonos
(pentosa), una base nitrogenada y un grupo
fosfato.
las bases nitrogenadas son las que contienen la
información genética, los azúcares y los
fosfatos tienen una función estructural
formando el esqueleto del polinucleótido.
ESTRUCTURA DE UN NUCLEÓTIDO
unión fosfodiéster en los ácidos nucleicos.
Composición químicaÁcidos ribonucleicos Ácidos desoxirribonucleicos
ARN
Constituida por:
azúcar ribosa
bases nitrogenadas púricas
Adenina (A) y Guanina (G)
bases nitrogenadas
pirimídicas
Citosina (C) y Uracilo (U)
ADN
CONSTITUIDA POR:
Azúcar desoxirribosa
bases nitrogenadas púricas
Adenina (A) y Guanina (G)
bases nitrogenada pirimídicas
Citosina (C) y Timina (T)
A + T = 2 enlaces de hidrógeno
G + C = 3 enlaces de hidrógeno
ADN
FUNCIONES DE
POLINUCLEÓTIDOS
Transmitir las características de una
generación a la siguiente.
Dirigir la síntesis de proteínas específicas.
Duplicación del ADN.
Expresión del mensaje genético.
Transcripción del ARNm y otros.
Traducción en los ribosomas, del mensaje
contenido en el ARNm a proteínas
• Es un polímero lineal formado por
desoxirribonucleotidos de
adenina, guanina, citosina y timina.
•Esta presente en los cromosomas del
núcleo celular.
• Principal reservorio de la información
genética.
• Difiere del ARN por la presencia de la
pentosa DESOXIRRIBOSA, en vez de
ribosa.
• Fue aislada por primera vez en 1869.
Posee dos cadenas anti paralelas : una de 5’- 3’ y la otra de 3’-5’; unidad entre si mediante las bases nitrogenadas por medio de
puentes de hidrogeno.
•Secuencia de nucleótidos de
una cadena.
• Se encuentra la información
genética, radicando en las
secuencias de las bases
nitrogenadas.
•Para indicar la secuencia de la
cadena, es suficiente con las
iniciales de las bases (A,C,G,T) en
su orden correcto y los extremos
5’ y 3’. Por ejemplo, en este caso:
5’ACGT3’ =Código.
•Es una doble hélice de 2nm de
diámetro.
• Las bases nitrogenadas se
encuentran en el interior.
• El enrollamiento es dextrógiro y
levógiro.
•Cada pareja de nucleótidos esta
situada a 0.34nm de la siguiente y
cada vuelta de doble hélice
contiene 10 pares de nucleótidos.
• Una va en sentido 5’-3 y la otra
de forma inversa, 3’-5’.
• Las cadenas esta unidas por
puentes de hidrogeno, formados
entre los pares (A=T) y (G≡C).
•Función: explica el
almacenamiento de la
información genética y la
duplicación del ADN.
* El ADN se almacena en un espacio
reducido para formar los
cromosomas.
* Es la disposición que adopta la
doble hélice de ADN al asociarse
con pequeñas proteínas.
•El ADN se asocia a
proteínas: histonas y
no histonas para
formar la proteína.
• Su estructura puede
o no ser simétrica.
Desnaturalización del ADN Renaturalización del ADN.
•Separación total de las
cadenas de un ADN
bicaternario en disolución,
al elevar el pH de la
disolución o calentándola.
-pH: + 13
-Temperatura: + 100°C
•Proceso reversible de la
desnaturalización.
•Consiste en restablecer las condiciones normales.
•Las cadenas complementarias
vuelven a aparearse para
formar la estructura bicaternaria.
• La temperatura necesaria
para conseguir el 50% de la
desnaturalización: temperatura de fusión (Tm).
Es un polirribonucleótido (contiene la
ribosa como la pentosa)
Están compuestos de:
Adenina
Uracilo
Citosina
Guanina
La transcripción se define como la síntesis
de una molécula de acido ribonucleico
(RNA) utilizando como molde (témplate) el
acido desoxirribonucleico (ADN).
Esta definición simple describe una serie de
complicados procesos enzimáticos que
causan la transferencia de la información
genética almacenada en el ADN de doble
hebra en una molécula de RNA monohebra
que la célula utilizara para dirigir la
síntesis de sus proteínas.
El RNA ribosómico (RNAr)
El RNA de transferencia (RNAt)
El RNA mensajero (RNAm)
Cada una de las clases de RNA tiene un
tamaño y función característicos, descritos
por su velocidad de sedimentación en una
ultracentrifugación (S, Svedbergs) o por su
número de bases (nt, nucleótidos, o kb, kilo
bases)
CLASES GENERALES DE RNA EN CELULAS PROCARIOTAS
RNA TAMAÑO Y
LONGITUD
PORCENTAJE DEL
RNA CELULAR
TOTAL
FUNCION
RNAr 28S, 18S, 5, 8S, 5S(26S, 16S, 5S)
18 Interacción para
formar ribosomas
RNAt 65-110 nt 15 Adaptador
RNAm 0, 5-6 kb 5
Síntesis directa
de las proteínas
celulares
El RNA ribosómico (RNAr) de las procariotas
está formado por tres diferentes tamaños de
RNA, el RNAr de los eucariotas puede tener
hasta cuatro tamaños.
Estos RNA interactúan uno con otro, así como
las proteínas, para formar un ribosoma (la
maquinaria básica en la que ocurre la síntesis
de proteínas).
El RNA de transferencia (RNAt) están formados por una sola clase de tamaño del RNA, de 65-110 nucleótidos de largo; funcionan como moléculas adaptadoras que traducen la información almacenada en la secuencia de nucleótidos del RNA m a la secuencia de aminoácidos de las proteínas.
Los RNA mensajeros (RNAm) representan la clase mas heterogénea de los RNA que se encuentra en las células, con un tamaño que va desde los 500 nucleótidos hasta más de 6 kb; estos RNA son portadores de información genética y definen la secuencia de todas las proteínas de la célula.
Los RNA producidos por las células procariotas y eucariotas son moléculas monohebra formados por A, G, C Y U; enlazados uno con otro mediante enlaces fosfodiéster.
El comienzo de una molécula de RNA se conoce como su extremo 5’ y el final como su extremo 3’.
En estas estructuras secundarias una de las más frecuentes es la denominada “estructura en horquilla”, las estructuras son el producto del apareamiento de bases intramoleculares que ocurre entre nucleótidos complementarios de una sola molécula de RNA.
El RNA puede formar unas estructuras
secundarias denominadas “horquilla”. Estas
estructuras aparecen cuando las bases
complementarias de un RNA monohebra
establecen enlaces de hidrogeno y forman
pares de bases. Se debe a que las horquillas
son importantes en la regulación de la
transcripción tanto en las células procariotas
como en las eucariotas.
Los RNA DE 28S, 5,8S Y 5S se asocian con las
proteínas ribosómicas y forman la denominada
“subunidad ribosómica grande”
En cambio, el RNA de 18S se asocia con otras
proteínas específicas y forma la “subunidad ribosómica
pequeña”. Estas dos subunidades interactúan y forman
un ribosoma funcional, cuyo tamaño es de 80S.
Los RNAr interactúan entre si y forma ribosomas
RNAr y ribosomas
Tipo de célula RNAr subunidad Tamaño Ribosoma
intacto
procariota 23S, 5S
16S
GRANDE
PEQUEÑA
50S
30S
70S
Eucariota 28S, 5,8S, 5S
18S
GRANDE
PEQUEÑA
60S
40S
80S
Los RNAt de las procariotas y eucariotas son similares tanto en tamaño como en estructura.
Muestra una extensa estructura secundaria y contiene varios ribonucleicos que presentan algunas modificaciones.
Los RNAt presenta una estructura con cuatro lazos característicos, descrita como “estructura en hoja de trébol”.
El lazo D contiene varias bases modificadas, incluidas citosina metilada y dihidrouridina (de esta base procede el nombre del lazo).
El lazo anticodón es la estructura responsable del reconocimiento del codón complementario de una molécula de RNAm.
Finalmente, existe un lazo TYC (así denominado por la presencia en él de una base modificada, la seudouridina).
Otra estructura prominente que se encuentra en todas las moléculas de RNAt es el tallo aceptor. Esta estructura se halla formada por el apareamiento de bases entre los nucleótidos localizados en los extremos 5’ Y 3’ del RNAt.
Las enzimas responsables de la síntesis de RNA,
utilizando DNA como molde, son las denominadas RNA
polimerasas.
Todos los RNA son sintetizados por enzimas, en una
dirección 5’-3’ respecto a la unión entre nucleótidos.
Esta polaridad de la síntesis implica que la hebrea de
DNA utilizada como molde sea leída en la dirección 3’-
5’.
La RNA polimerasa utiliza el molde de DNA para
sintetizar la hebrea de RNA complementaria añadiendo
cada nuevo nucleótido en el extremo 3’ de la cadena en
crecimiento.
Las RNA polimerasas presentan la capacidad de iniciar
la síntesis de RNA sin necesidad de contar con un
grupo 3’-OH libre sobre el que construir la nueva
hebrea.
Esta característica las diferencia de las DNA
polimerasas, que para iniciar la síntesis requieren la
presencia de cebadores de DNA o RNA con un grupo
3’-OH libre.
Por regla general las RNA polimerasas están
formadas por dos subunidades de peso
molecular alto y por varias subunidades más
pequeñas; son necesarias todas ellas para que
tengan lugar una transcripción precisa.
En las células de los procariotas existe tan
sólo un tipo de RNA polimerasa, que sintetiza
las tres clases generales de RNA.
En cambio, las células de las eucariotas
presenta tres RNA polimerasa (I, II Y III), y
se diferencian una de otra por la clase de
RNA cuya síntesis dirigen.
La función de cada una de las RNA
polimerasas de los eucariotas se
determino en parte usando un inhibidor
de la transcripción, la -amanitina
(compuesto toxico presente en algunas
setas).
La RNA polimerasa I sintetiza los RNAr
La RNA polimerasa II sintetiza los RNAm.
Es muy sensible a la inhibición causada
por la a-amanitina.
La RNA polimerasa III sintetiza los RNAr
de pequeño tamaño, incluidos los RNAt.
La transcripción es un proceso dinámico que
implica la interacción de enzimas y DNA de
unos modos específicos para producir una
molécula de RNA, esto se divide en tres
estadios separados:
INICIACIÓN
ELONGACIÓN
TERMINACIÓN
La iniciación implica el reconocimiento por parte
de la RNA polimerasa de la región especifica
del DNA que debe copiarse.
Para conseguirlo, la RNA polimerasa interactúa
con unas secuencias de DNA especificas
(promotores) localizadas secuencia arriba
(antes del extremo 5’) respecto al inicio de la
transcripción.
La fase de la elongación implica la selección
del nucleótidos apropiado (determinado por la
hebrea de DNA), como se determina por una
hebrea de DNA, y la formación de los enlaces
fosfodiéster que existen entre los nucleótidos
en una molécula de RNA.
La fase de finalización implica la disociación
de la RNA polimerasa del molde de DNA, lo
que puede conseguirse mediante una
estructura secundaria de RNA o bien
mediante proteínas especificas.
La importancia de los
nucleótidos en el
metabolismo celular se
pone de manifiesto por
la observación de que
casi todas las células
pueden sintetizarlos
tanto de novo (otra vez),
como a partir de los
productos de la
degradación de ácidos
nucleicos.
A.Síntesis de inosinmonofosfato.
B. Síntesis de ribonucleótidos de adenina y
guanina.
C.Regulación de la biosíntesis de nucleótidos
purinicos.
D.Recuperación de purinas.
A.Síntesis de UMP.
B. Síntesis de UTP y CTP
C.Regulación de la biosíntesis de
nucleótidos pirimidínicos.
A. Producción de residuos de desoxirribosa.B. Origen de la timina.
A. Catabolismo de las purinas.
B. El destino del acido úrico.C. catabolismo de las pirimidinas.
A. Coenzimas de nicotinamida.B. Coenzimas de Flavino
C. Coenzima A