prof. dr. marcelo osvaldo lucentini · 2019-10-11 · importancia biomÉdica: los nucleótidos...

Prof. Dr. Marcelo Osvaldo Lucentini

NUCLEÓTIDOS: definición

◼ Son compuestos orgánicos ;

◼ Formados por la asociación de una:

◼ Base nitrogenada (pirimídica ó púrica);

◼ Una aldopentosa y,

◼ Acido fosfórico…

◼ Si falta el ácido fosfórico, se denominan:

NUCLEOSIDOS …

NUCLEÓTIDOS:

+ +

PENTOSA

FÓSFORO

BASE

NITROGENADA

NUCLEÓTIDO

NUCLEÓSIDOS:

+

NUCLEÓSIDO

BASE

NITROGENADA

PENTOSA

FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS

NUCLEÓTIDOS:

◼ Unidades estructurales de ácidos nucleicos;

◼ Segundos mensajeros: AMPc; GMPc;

◼ Transportadores de energía química: ATP ;

◼ Transportadores de moléculas activadas:

UDP-glu; UDP-gal; CDP-acilglicerol;

◼ Forman parte de coenzimas:

NAD,FAD;CoA;SAM ;

◼ Funciones reguladoras: ADP.

IMPORTANCIA BIOMÉDICA:

◼ Los nucleótidos tienen gran capacidad

para absorber luz ultravioleta, de allí la

posibilidad de sufrir alteraciones o formar

asociaciones carcinogenéticas (dímeros de

timina);

◼ Gota e hiperuricemias;

◼ Tratamiento del cáncer y SIDA con

análogos sintéticos de bases, nucleósidos y

nucleótidos.

BASES NITROGENADAS:

N

N

N

NH

H

H

H

1

2

3

4

56

7

8

9N

N

H

H

HH

1

2

3

4

5

6

PIRIMIDINA PURINA

BASES PÚRICAS:

PIRIMIDINA IMIDAZOL

BASES PIRIMÍDICAS:

NH2

N

N

O

H

CITOSINA URACILO

CH3

O

O

TIMINA

NH

NH

12

3

4

5

6NH

O

O

NH

BASES PÚRICAS:

NH2

NN

NN

H

ADENINA

1

2

3 9

4

56 7

8

BASES PÚRICAS:

H2N

NH

O

N

NN

GUANINA

1

2

3

4

56 7

8

9

METILPURINAS VEGETALES:

◼ Son metilxantinas ;

◼ Ejemplos:

◼ Cafeína(1,3,7trimetilxantina);

◼ Teofilina(1,3 dimetilxantina);

◼ Teobromina (3,7 dimetilxantina).

CH3

CH3

H3C N

N

O

N

N

O

ALDOPENTOSA:

C

H C OH

H C OH

H C

CH2.OH

O

HO H

b-D-ribofuranosa

1´

2´

3´

4´

5´

ÁCIDO FOSFÓRICO:

O

HO P OH

OH

PO4H3

UNIONES QUÍMICAS:

◼ La unión química que se establece entrela base nitrogenada y la aldopentosa esde tipo acetálica (b-N-glucosídica);

◼ La misma se establece entre la posición 1de la base pirimídica ó 9 de la basepúrica y la 1´de la pentosa;

◼ La unión entre la posición 5´de lapentosa y el ácido fosfórico es de tipoéster fosfórico…

NUCLEÓTIDO PIRIMÍDICO:

O-O P O CH2

OO

O-

URIDÍNMONO-

FOSFATO

(UMP)

O

NH

NH

Enlace b-N-

glucosídico

Ester

fosfórico

1´

1

NUCLEÓTIDO PÚRICO:

-O P O CH2

NH2

O

N

N

N

N

O

O-

Enlace b-N-glucosídicoEster

fosfórico

Adenosín-

monofosfato

(AMP)

9

1´

NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS

Nomenclatura:

◼ Base: Nucleósido: Nucleótido:

◼ Adenina: (d)Adenosina (d)AMP

◼ Guanina: (d)Guanosina (d)GMP

◼ Citosina: (d)Citidina (d)CMP

◼ Timina: (d)Timidina (d)TMP

◼ Uracilo: (d)Uridina (d)UMP

PROPIEDADES DE LOS NUCLEÓTIDOS

◼ Absorben luz ultravioleta (260 nm);

◼ Son moléculas planas;

◼ No hay libertad de rotación alrededor

del enlace b-N-glucosídico;

◼ Presentan tautoterismo;

◼ Conformación syn y anti.

PROPIEDADES DE LOS NUCLEÓTIDOS:

◼ Tautomería de grupos funcionales :

NH2 NH O OH

amino- imino oxi hidroxi

FORMAS SYN Y ANTI:

PO.CH2O

NN

NN

O

N

N N

N

NH2NH2

PO.CH2

AMP

Forma syn

AMP

Forma anti

ADENOSÍN TRIFOSFATO (ATP):

ADENINA

CH2 O P O P O P O-O

O O O

O- O- O-

Anhídridos de ácido

1´

5´

Principal transportador de energía

AMP 3´-5´CÍCLICO (AMPc):

ADENINA

O CH2.O.P

O

OH

O

2´

1´

3´

4´

5´

Enlace

fosfodiéster

O-

OH

UNIÓN INTERNUCLEOTÍDICA:

(fosfodiéster)

ADENINA CITOSINA

CH2.O.P.O- CH2.OOO

Enlace fosfodiéster

3´

5´

OH

1´

3´

5´

O

OH

P

ESCRITURA TAQUIGRÁFICA:

◼ 5´pGpApTpCpA 3´

G A T C A

P P P P OH5´

3´

Tipos;

Estructura química;

Funciones

DOGMA CENTRAL DE LA

BIOLOGÍA MOLECULAR:

ADN

ARNm

PROTEINA

Transcripción

Traducción

Transcriptasa

reversa

Núcleo

citoplasma ribosoma

Replicación

ESTRUCTURA DEL ADN:

◼ 1. DOBLE HÉLICE POLINUCLEOTÍDICA;

◼ 2. CADENAS ANTIPARALELAS:

Una hebra corre en sentido 5´3´y la otra, 3´5´;

◼ 3. BASES NITROGENADAS:

ADENINA-TIMINA-CITOSINA-GUANINA;

◼ 4. (dT) = (dA) y (dG) = (dC);

5. COMPLEMENTARIDAD ENTRE LAS MISMAS:

◼ A-T (dos puentes de hidrógeno);

◼ C-G (tres puentes de hidrógeno).

ESTRUCTURA DEL ADN:

ALDOPENTOSA DEL ADN:

C

H C H

H C OH

H C

CH2.OH

O

HO H

b-D-2-desoxirribofuranosa

1´

2´

3´

4´

5´

ESTRUCTURA DEL ADN

Características generales:

◼ Presenta hendidura mayor y menor ;

◼ Se enrolla alrededor de proteínas (histonas);

◼ Replicación semiconservativa;

◼ La desnaturalización se utiliza para analizar

su estructura;

◼ Proporciona la plantilla para la replicación

y la transcripción…

ADN: características funcionales:

◼ Se organiza en cromosomas;

◼ Buena parte del genoma no se transcribe;

◼ Más del 50% del ADN tiene secuencias únicas;

◼ Un 20 a 30% del genoma consiste en secuencias repetitivas;

◼ Existen secuencias reguladoras cercanasal extremo 5´ que pueden seramplificadoras o silenciadoras…

ORGANIZACIÓN DEL ADN:

Locus

genéticoNúcleo

Cromosoma

ADN

NUCLEOSOMAS:

◼ Regularmente espaciados constan de

proteínas básicas ó histonas en complejo

con el ADN:

HISTONAS

ADN

IMPORTANCIA BIOMÉDICA DEL ADN:

◼ La base química de la herencia y de lasenfermedades genéticas se encuentra enel ADN;

◼ Existen variaciones génicas normales denominadas polimorfismos;

◼ Variaciones génicas causan enfermedad;

◼ Gracias a la tecnología del ADNrecombinante, pueden aislarse ymanipularse genes…

POLIMORFISMOS DE SECUENCIA:

◼ Son pequeñas diferencias, generalmente

cambios de pares de bases únicos, que se

establecen entre individuos una vez cada

pocos cientos de pares de bases promedio.

◼ En este polimorfismo de secuencia, se

basa la determinación de la huella

dactilar de ADN que se emplea en

medicina forense.

HUELLAS DACTILARES DEL ADN:

ADN: padre

ADN: hijo

CLONACIÓN DE ADN:

CROMOSOMA

EUCARIÓTICO

Rotura con endonucleasa

de restricción

ADN

ligasa

Vector

recombi-

nante

Transformación de la

célula bacteriana

huésped

Propagación

celular

plásmido

ORGANIZACIÓN DE UNA UNIDAD

TRANSCRIPCIONAL EUCARIONTE:

5´ 3´exón

poli Acap

ADN (núcleo)

ARNm

R

Proteína

CO.O-

H3N+

intrón + ARN maduro

citoplasma

5´ 3´

ARNm: características generales:

◼ Heterogéneos pero estables;

◼ Se sintetizan como largos precursores;(ARNnh)

◼ Extremo 5´ con trifosfato de 7-metilguanosina (CAP);

◼ Funciones del CAP:

◼ Reconocimiento del ARNm por el ribosoma;

◼ Estabilización del ARNm;

◼ Evitar el ataque por 5-exonucleasas…

ARNm: características generales:

◼ Extremo 3´con poliadenilatos (poli A);

◼ Funciones:

◼ Estabilidad intracelular del ARNm;

◼ Evitar el ataque por 3´-exonucleasas;

◼ Permitir el pasaje del ARNm al

citoplasma…

5´

3´

ARNm: características generales:

◼ Procesamiento post-transcripcional:

◼ Eliminación de regiones no codificantes

ó intrones (splicing);

◼ El ARNm lleva los codones;

◼ Cada codón codifica un aminoácido…

(salvo los codones sin sentido)

ARN transferencia:

AAACC

3´5´

Brazo D

Brazo anticodón

Brazo

TwC

Puentes de

hidrógeno

Brazo

aminoacídico

ARNt: características generales:

◼ 75 nucleótidos;

◼ Moléculas adaptadoras;

◼ 20 especies distintas;

◼ Cuatro brazos principales;

◼ Uno adicional;

◼ Pareamiento de las bases en los brazos;

◼ Poca estabilidad en eucariontes…

ARN ribosomal:

5S 5.8S 28 S 5S

RIBOSOMA

80S

60 S 40S

ARN r participa en:

Ensamblaje ribosómico y en la fijación ribosomal del ARN m

ARNs estables y pequeños (Snurps)

◼ Ribonucleoproteínas pequeñas ;

◼ Distribuidas en núcleo, citoplasma o ambos;

◼ Participan en la regulación del gen:

◼ Remoción del intrón;

◼ Procesamiento de ARNm precursor;

◼ Procesamiento del poli A…