ARN

ARN Lic. Robert ochoa Morales

LOCALIZACINFuncin

EucariotasProcariotasVirusEn ncleo celular en citosiol (temporalmente)Matriz mitocondrialEstroma de cloroplastos

En citosol

Dentro de la cpsida ( en algunos virus)Interviene en la transmisin de la informacin desde el DNA hasta los productos gnicos

Aspectos Generales

ComposicinTipo de cidos nucleicoscido ribonucleicoMonmeros:RibonucletidosCompontes del monmeroFosfatoEnlazando los monmeros (enlace fosofodister)AzcarRibosaPurinasAdenina, A (6 -aminopurina)Guanina, G (2-amino-6-oxopurina)PirimidinasCitosina, C (2-oxo-4aminopirimidina)Uracilo, U ( 2,4-dioxopirimidina)Propiedades Fisicoqumicas del ARNLas cadenas polinucleotidicas del ARN son hirdrofilicas .Se comportan como cidos (tengan numerosas cargas negativas)Propiedades de disolucinReactividadEs ms reactivo que el ADN, gracias a los grupos 2-OH.Hidrolisis en medio alcalino ( en diluciones diluidas de NaOH pH 11) Absorcin UltravioletaTiene similitud en el valor de absorbancia de la distintas bases puede utilizarse para detectar y cuantificar las bases.Se puede medir la concentracin de las bases a 260nm.

Estructuras de los ARNsSon polirribunucleotidos con ribosa U en lugar de T.Formadas por cadenas lineales, de hebra sencilla de varias decenas o millares de unidades, pero de longitud muy inferior a las de DNA.No se presentan como cadenas dobles de hebras complementarias

Composicin de bases y estructuras primaria y secundaria del ARN

La estructura secundaria, es caracterstica la ausencia de una estructura repetitiva y bien definida, a diferencia del DNA.Realmente slo existe estructura secundaria en parte de la molcula de tRNAs y rRNAsAl no existir un apareamiento sistemtico de dos hebras, la composicin de bases en los RNAs es mucho ms variable que en el DNA y no se cumple las reglas de Chargaff por otro lado hay cierta abundancia de nucletidos distintos de los cuatro principales (A,G,C y U) aunque en proporcin baja con respecto a la de stos.

Algunos RNAs adoptan estructuras secundaria en pequeas regiones de su molcula, gracias al plegamiento de su nica hebra sobre si misma.Estructuras tridimensional de los RNAs en general

Tipos de RNAs: propiedades y estructuraTanto en procariotas como en eucariotas existen tres tipos principales de RNAMensajero (mRNA)Transferencia ( tRNA)Ribosmico (rRNA)

Nuclear heterogneo (hnRNA)Nuclear pequeo (snRNA)Citoplasmtico pequeo (scRNA)RNAs de orgnulos (mitocondrias y cloroplastos)

Todos tienen en comn una funcin relacionada, directa o indirectamente, con la expresin gentica (maduracin postranscripcional y traduccin).

Las diferencias fundamentales entre los distintos tipos de RNA se resumen en la tablaEl cido ribonucleico o ARN est constituido por nucletidos de ribosa, con las bases adenina, guanina, citosina y uracilo. No tiene timina como el ADN.

Estos ribonucletidos se unen entre ellos mediante enlaces fosfodister en sentido 5 '3', al igual que en el ADN.

El ARN es casi siempre monocatenario, excepto en los reovirus que es bicatenario.

13EL CIDO RIBONUCLEICO - ARN

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RibozimahammerheadParticipan en el procesado del RNA transcrito primario y en la formacin de enlace peptdico en la sntesis de protenas.Se ha observado la existencia de ARN con funcin biocatalizadora (ribozimas), por lo que se ha sugerido que, en el origen de la vida, los ARN pudieron ser las primeras molculas capaces de auto duplicarse. Despus, sera el ADN el encargado de guardar la informacin gentica, ya que su cadena es ms estable.1515ARNm ARNr ARNt

1616Tiene entre 70 y 90 nucletidos y se encuentra disperso en el citoplasma.Hay unos cincuenta tipos de ARNt. Constituye el 15% del ARN de la clula.Su funcin es transportar aminocidos especficos hasta los ribosomas, donde, segn la secuencia especificada en un ARN mensajero (transcrita, a su vez, del ADN), se sintetizan las protenas. Las diferencias entre los ARNt son debidas fundamentalmente a una secuencia de tres bases nitrogenadas, denominada anticodn.Entre los nucletidos que forman los ARNT, adems de A, G, C y U, aparecen otros que llevan bases metiladas, como la dihidrouridina (UH2 ), la ribotimidina (T), la inosina (I), la metilguanosina (GMe), etctera, que constituyen el 10 % de los ribonucletidos totales del ARNt.

17EL ARN DE TRANSFERENCIA (ARNt).17El ARNt es monocatenario, pero presenta zonas con estructura secundaria en doble hlice, y zonas con estructura primaria o lineal, que forman asas o bucles, lo que confiere a la molcula una forma de hoja de trbol. En ella se distingue:

Brazo D: Unin con el enzima que cataliza la unin a los aminocidos.Brazo T: Lleva timinaBrazo A (del anticodn).Extermo 3: aceptor de aminocidosExtremo 5: Siempre lleva guanina y un grupo fosfrico libre.

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En realidad la molcula est mucho ms replegada, adoptando una estructura terciaria en forma de L.

19Es monocatenario, bsicamente lineal, y con un peso molecular que oscila entre 200.000 y 1.000.000.

Su funcin es transmitir la informacin contenida en el ADN y llevarla hasta los ribosomas, para que en ellos se sinteticen las protenas a partir de los aminocidos que aportan los ARNt.

El ARNm tiene una estructura diferente en procariotas y en eucariotas.

20EL ARN MENSAJERO (ARNm) 20Presenta algunas zonas (pocas) en doble hlice, por complementariedad de bases entre distintos segmentos, y zonas lineales que dan lugar a los llamados lazos en herradura. El ARNm eucaritico se forma a partir del transcrito primario (pre-ARNm), tambin llamado ARN heterogneo nuclear (ARNhn), nombre que hace referencia a la variabilidad de su tamao. Posee una serie de segmentos con informacin, denominados exones, alternados con otros sin informacin denominados intrones, que luego son suprimidos y no aparecen en el ARNm. Este proceso se denomina maduracin y se produce en el ncleo.

21El ARNm eucaritico2122

El filamento de ARN se puede enrollar sobre s mismo mediante la formacin de pares de bases en algunas secciones de la molcula, formando las denominadas estructura secundarias del ARN22El ARNm eucaritico posee en su extremo 5' una guanosina trifosfato invertida y metilada en el nitrgeno 7 (m7 Gppp). Esta molcula, que recibe el nombre de caperuza, bloquea la accin de enzimas exonucleasas que pueden destruir el ARNm, y constituye la seal de inicio en la sntesis de protenas. A continuacin, hay un segmento sin informacin, seguido de otro segmento con informacin que suele empezar con la secuencia AUG.

23Estructura del ARNm eucaritico23En el extremo 3' o extremo final posee de 150 a 200 nucletidos de adenina, lo que se denomina cola de poli-A. Es un estabilizador frente a las exonucleasas. Entre la sntesis y la degradacin del ARNm no transcurren ms que unos cuantos minutos, para evitar una superproduccin de protenas. El ARNm eucaritico es monocistrnico, es decir, slo contiene informacin para una cadena polipeptdica.

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25El ARNm procaritico no adopta la estructura del ARN eucaritico.No presenta exones e intronesCarece de caperuza (empieza con un nucletido trifosfato no invertido, por ejemplo: pppG-...) y de cola de poli-A, Es policistrnico, es decir, contiene informaciones separadas para distintas protenas.LIDERCISTRNCISTRNTRAILERSecuencia espaciadora5326Estructura del ARNm de procariotas26El sector comprendido entre el extremo 5 y el codn de inicio se denomina Lder (no lleva informacin). La secuencia comprendida entre el codn sin sentido y el extremo 3 del ARNm se denomina extremo Trailer y tampoco lleva informacin. Los ARNm Policistrnicos presentan secuencias de longitud variable que separan las regiones codificantes o Cistrones, estas se denominan regiones espaciadoras, usualmente de 10 pb. de longitud. Cada Cistrn posee un codn de inicio y uno sin sentido (finalizacin).LIDERCISTRNCISTRNTRAILERSecuencia espaciadora5327Estructura del ARNm de procariotas27Es el ARN que constituye, en parte, los ribosomas. Este tipo de ARN representa el 60% del peso de dichos orgnulos. El ARNr presenta segmentos lineales y segmentos en doble hlice.El ARNr est asociado con las protenas ribosmicas (ms de 70), formando una estructura relacionada con la sntesis de protenas (da alojamiento al ARNm y a los ARNt, portadores de los aminocidos que formarn las protenas durante dicho proceso).

El peso molecular del ARNr oscila entre 500.000 y 1.700.000.En general, el peso de los ARNr y de los ribosomas se suele expresar segn el coeficiente de sedimentacin (s) de Svedberg. Las clulas procariotas presentan ribosomas de 70 S, menor peso que los de las clulas eucariotas, de 80 S28EL ARN RIBOSMICO (ARNr) 2829

29Es un ARN que se encuentra constituyendo, en parte, el nuclolo.

Se origina a partir de diferentes segmentos de ADN, uno de los cuales se denomina regin organizadora nucleolar (NOR).

A partir de este ADN, se forma en el nuclolo un ARN de 45 S. Este ARN nucleolar se asocia a protenas, procedentes del citoplasma, muchas de las cuales son las que conformarn los ribosomas.

Posteriormente, la partcula de ribonucleoprotena se escinde en tres ARN.

A continuacin se aade un ARN de 5 S, tambin asociado a protenas, sintetizado fuera del nuclolo, es decir, en el nucleoplasma, a partir de otro segmento de ADN.

A partir de todos ellos se forman las dos subunidades ribosmicas, una de 40 S y otra de 60 S, que atraviesan la envoltura nuclear y se unen en el citoplasma, dando lugar a un ribosoma de 80 S.30EL ARN NUCLEOLAR (ARNn).30Existe un quinto tipo de ARN, el ARN pequeo nuclear (ARNpn), denominacin que hace referencia a su pequeo tamao y a su presencia en el ncleo de las clulas eucariotas.

Tambin se le denomina ARN-U por su elevado contenido en uridina.

El ARNpn se une a ciertas protenas del ncleo formando las ribonucleoprotenas nucleares (RNPpn), y as acta realizando el proceso de eliminacin de intrones (maduracin del ARNm), gracias a que posee secuencias complementarias a las de los extremos de los intrones (secuencias de nucletidos no codificantes).31EL ARN PEQUEO NUCLEAR (ARNpn)31Las funciones de los ARN pueden resumirse en tres:

Transmisin de la informacin gentica desde el ADN a los ribosomas. Las enzimas ARN-polimerasas a partir de un gen de ADN, es decir, una secuencia de nucletidos de ADN con informacin sobre una protena, sintetizan, mediante la complementariedad de las bases, un ARN mensajero, proceso denominado transcripcin. Luego, este ARNm llegar hasta los ribosomas. El ADN es utilizado nicamente como almacn de informacin gentica.

Conversin de la secuencia de ribonucletidos de ARNm en una secuencia de aminocidos. Este proceso se denomina traduccin y se realiza en los ribosomas. En l intervienen, adems del ARNm, el ARNr de los ribosomas y el ARNt que transportan los aminocidos.

Almacenamiento de la informacin gentica. Algunos virus carecen de ADN y, por ello, contienen su informacin biolgica en forma de ARN. Por ejemplo, el virus de la gripe, el de la polio, el de la inmunodeficiencia humana, los reovirus (que poseen ARN bicatenario), etc32FUNCIONES DE LOS CIDOS RIBONUCLEICOS32Diferencias entre DNA y RNADNARNADoble cadena helicoidalCadena SimpleTiene las bases A, T, G y CTiene las bases A, U, G y CLa pentosa es una desoxirribosaLa pentosa es una ribosaEs una Macromolcula Es ms pequea que el DNAEsta en el NcleoSe encuentra en el citoplasmaConstituye los Genes (se replica o se trascribe a RNA)Es una molcula involucrada en la sntesis de protenas3333