tema 5 biomolÉculas: Ácidos nucleicos

BIOLOGÍA 2º BACHILLERATO Mª Ángeles Morales López

BIOMOLÉCULAS: ÁCIDOS NUCLEICOS Página 1

TEMA 5

BIOMOLÉCULAS: ÁCIDOS NUCLEICOS



E) LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.

Se trata de biomoléculas orgánicas que contienen C, H, O, P, N. Su función

fundamental es dirigir y controlar la síntesis de proteínas, y por tanto

determinar las características biológicas a nivel funcional y estructural. A

veces se plantea, por la importancia y relación de ambas biomoléculas, ¿qué

fueron primero las proteínas o los ácidos nucleicos? ¿el "huevo" o la "gallina"?

Los ÁCIDOS NUCLEICOS estan formados por:

BASES NITROGENADA. Las bases nitrogenadas son compuestos orgánicos con

estructura cíclica. Existen 2 tipos: pirimidínicas- timina (T), citosina (C),

uracilo (U)- o púricas -adenina (A) y guanina (G)).

GLÚCIDO monosacárido. Dos monosacáridos forman parte del esqueleto de un

ácido nuclecio: ribosa- ARN, el glúcido es una ribofuranosa; desoxirribosa-

ADN, el glúcido es una ribofuranosa que ha perdido un oxígeno, es decir, se ha

reducido.

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=&url=http://www.uv.es/tunon/pdf_doc/AcidosNucleicos_veronica.pdf&psig=AFQjCNEqq1caQjQ3x9ksq0UzKD3dDYvYFA&ust=1444048718957544



Actividad

.- Observa los 2 monosacáridos anteriores y nómbralos científicamente.

Previamente contesta: ¿Aldosas o cetosas? ¿Furano o pirano? ¿nº de carbonos

asimétricos de cada uno? ¿Nº de estereoisómeros?

ÁCIDO FOSFÓRICO. Grupo FOSFATO que se une al monosacárido mediante

enlace tipo “éster”.

¿Cómo se producen las uniones para formar los MONÓMEROS?

Cuando se une la pentosa y la base, lo hace mediante un enlace llamado

"glucosídico", y se une el Carbono

(pirimidinas) o Nitrógeno


monosacáridos anteriores y nómbralos científicamente.


asimétricos de cada uno? ¿Nº de estereoisómeros?

Grupo FOSFATO que se une al monosacárido mediante

¿Cómo se producen las uniones para formar los MONÓMEROS?


"glucosídico", y se une el Carbono-1 de la pentosa con el Nitrógeno

(pirimidinas) o Nitrógeno-9 (púricas); esta estructura se llama NUCLEÓSIDO

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monosacáridos anteriores y nómbralos científicamente.


Grupo FOSFATO que se une al monosacárido mediante


1 de la pentosa con el Nitrógeno-1

NUCLEÓSIDO.



Si al nucleósido se une un ácido fosfórico, mediante un enlace tipo "ester" (se

pierde una molécula de agua) se forma un NUCLEÓTIDO; la unión se produce

entre el ácido y la pentosa (carbono 3 ó carbono 5).

La unión de nucleótidos forma el ÁCIDO NUCLEICO, se trata de un

POLINUCLEÓTIDO; los nucleótidos se van uniendo mediante enlaces

"NUCLEOTÍDICOS", entre el grupo fosfórico y el C_3 de la pentosa. En estas

uniones se produce pérdida de agua.

EJEMPLO. Formación de un DINUCLEÓTIDO (unión de 2 nucleótidos)



.- Los NUCLEÓTIDOS.

Como ya se ha dicho se trata de biomoléculas que se forman por unión de una

base nitrogenada+ pentosa+ ácido fosfórico. Pero los nucleótidos no solo

forman parte de los ácidos nucleicos, también pueden desempeñar otras

funciones: energética ( acumulan y ceden energia cuando a en lugar de un

solo fosfato se unen dos o tres, de modo que la ruptura de estos enlaces

proporcionan gran energía; habitualmente suelen ser nucleótidos de

"adenina"- adenosín trifosfato, ATP-, o de "guanina"-guanosín trifosfato, GTP);

mensajeros (como el AMP-cíclico que interviene como mediador "bioquímico"

en algunas respuestas celulares); coenzima (FADH y NADH o NADPH,

fundamentales en procesos de oxidorreducción, captando y cediendo H+, y

que serán más evidentes para ustedes cuando estudien procesos como la

FOTOSÍNTESIS o el METABOLISMO CELULAR)



.- FORMACIÓN de un ÁCIDO NUCLÉICO.

Los nucleótidos se van uniendo mediante enlace nucleotídico. La unión se

produce entre el "grupo fosfato" situado en la posición 5´ (carbono 5 de la

pentosa) del nucleótido-1 y el grupo "hidroxilo" del carbono 3´ de la pentosa

del siguiente, nucleótido-2.

El nucleótido_3 se unirá a la cadena por enlace "nucleotídico" entre el grupo

fosfato de la posíción 5´(carbono 5) del nucleótido-2 y el grupo -OH

(hidroxilo) del carbono 3´ de la pentosa del nucleótido-3, y así

sucesivamente.

A la izquierda vemos un “tetranucleótido”.

Actividad

.- Indica el nombre del monosacárido y

bases nitrogenadas que lo forman.

.- Señala el primer nucleótido y el último,

teniendo en cuenta como se sintetizan (leer

párrafo siguiente)



Según esto, ¿qué extremo queda libre al principio de una cadena de ácido

nucleico, 3´ ó 5´? ¿y al final de la cadena?

3`, habrá al principio un grupo fosfato “libre” del carbono5 de la pentosa del

primer nucleótido, y al final un grupo

del último nucleótido.

¿Qué diferencia al ADN del ARN?

composición, su estructura

"bacterias").


¿qué extremo queda libre al principio de una cadena de ácido

al final de la cadena? Si se sintetizan en dirección 5´


primer nucleótido, y al final un grupo –OH “libre” del carbono3 de la pentosa

l ADN del ARN? Las diferencias entre ambos están en su

estructura y su función (hay excepciones en "virus" y

COMPOSICIÓN

DNA o ADN = bases nitrogenadas

desoxirribosa + ácido fosfórico

RNA o ARN= bases nitrogenadas

ribosa + ácido fosfórico)

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¿qué extremo queda libre al principio de una cadena de ácido

Si se sintetizan en dirección 5´-


OH “libre” del carbono3 de la pentosa

Las diferencias entre ambos están en su

(hay excepciones en "virus" y

= bases nitrogenadas- A,G,C,T- +

xirribosa + ácido fosfórico

nitrogenadas-A,G,C,U +



FUNCIÓN

El ADN contiene la información biológica, es la unidad central; el

transcribe, transporta y traduce esa información para que pueda ser utilizada

por la célula en forma de "proteína". Existen dist

según su función: ARNt, ARNm y ARNr.

.- ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO o ADN/DNA.

Es una cadena polinucleotídica (muchos nucleótidos

unidos

información

letras;

Se forma por unión de nucleótidos en cuya composición

hay:


ESTRUCTURA

El ADN/DNA

formado por una “doble

cadena” de

polinucleótidos,

antiparalela y con

niveles de complejidad

El ARN/RNA

formada por una cadena

sencilla de

polinucleótidos.

complejidad estructural.

contiene la información biológica, es la unidad central; el


célula en forma de "proteína". Existen distintos tipos de

según su función: ARNt, ARNm y ARNr.

ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO o ADN/DNA.


unidos, del tipo "desoxirribonucleótidos") que contiene la

información de un organismo en forma de

letras; contiene el CÓDIGO GENÉTICO.


hay:

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ESTRUCTURA

ADN/DNA está

formado por una “doble

cadena” de

polinucleótidos,

antiparalela y con

niveles de complejidad

ARN/RNA está

formada por una cadena

sencilla de

polinucleótidos. Menos

complejidad estructural.

contiene la información biológica, es la unidad central; el ARN


intos tipos de moléculas


) que contiene la

en forma de código de




PENTOSA (desoxirribosa), una BASE NITROGENADA (A, T, G, C), y un ÁCIDO

FOSFÓRICO

Los distintos ADN se diferencian en el

orden y nº de las bases nitrogenadas que

presentan. Habitualmente es una CADENA

DOBLE, ANTIPARALELA, unida mediante

enlaces (puentes de hidrógeno) entre las

bases de cada cadena. Ver dibujo de la

izquierda.

Puede adoptar forma lineal o circular

(Ej: bacterias, ver en GOOGLE-IMAG:

plásmido bacteriano)

Actividad. ¿La unión de que bases forma 3

puentes de hidrógeno? ¿Y 2 puentes?

¿Qué significa "antiparalela"?

Imagina dos cuerdas, cada una representa una cadena "sencilla" de ADN, en el

extremo de cada una colocamos una bola "roja" (que representa el extremo

3´-el nucleótido de la cadena que tiene el grupo-OH libre del carbono3 de la

pentosa), y en el otro extremo colocamos una bola "verde" (que representa el

extremo 5´-el nucleótido de la cadena que tiene el grupo "fosfato" libre unido

al carbono5 de la pentosa). Si unimos las dos cuerdas tenemos una "cadena

doble" que si tuviera enfrentradas en un extremo las dos bolas rojas y en el

otro las dos bolas verdes= sería PARALELA; sin embargo el ADN, tiene las dos

cadena enfrentadas y en cada extremo una bola "roja" y una bola "verde"

(enfrentados extremos 3´ y 5´de cada cadena)= será ANTIPARALELA.



.- Estructura del ADN.

Es muy compleja, y como en las proteínas podemos distinguir niveles

distintos, desde el más sencillo al más complejo. Los niveles estructurales

son:

Estructura PRIMARIA ( es la secuencia de "nucleótidos"

que forma el polinucleótido ADN. Tendrá un extremo

5´libre y un extremo 3´libre.

Según la secuencia de bases, tendremos ADN

diferentes: AACCGGG, es distinto de AACGCGG).

Estructura SECUNDARIA (la cadena doble se dispone en forma de DOBLE

HÉLICE, estructura descubierta por técnicas de difracción con Rayo X por

Rosalind Franklin, y que llevarón a Watson y Crick a diseñar el modelo

tridimensional que les proporcionó el Premio Nobel a ambos- años más tarde

se reconoció el papel fundamental de la científica R. Franklin, aunque de

manera insuficiente). La DOBLE HÉLICE: 1.- Formada por una doble cadena de

ADN, antiparalela. 2.- Las dos cadenas están unidas entre sí por "puentes de



hidrógeno" entre las bases nitrogenadas (A-T, dos puentes de hidrógeno; G-C,

tres puentes de hidrógeno). 3.- Las cadenas no son "idénticas", sino

"complementarias" para poder unirse entre sí; jamás se podría unir una A de

una cadena con una A de la otra (y así para todas las bases). 4.- Quedan hacia

dentro de la hélice las bases, y hacía fuera (en contacto con el medio) los

grupos fosfato. 5.- El enrrollamiento de la hélice es plectonémico, no se

pueden desenrrollar sin desenrollar la hélice. 6.- La "doble hélice" se enrrolla

y gira en el sentido de las agujas del reloj (dextrógira).

Estructura TERCIARIA en la que la doble hélice vuelve a empaquetarse por

cuestiones de "espacio" y de "funcionalidad" de esta molécula. En esta

estructura existen proteinas asociadas- histonas- que darán como resultado la

constitución de la "cromatina" o, en estado más denso y consolidado, los

"cromosomas".

Imagen de la CROMATINA con distinto nivel de compactación.



MODELO COMPLETO DE NIVELES DE COMPLEJIDAD ESTRUCTURAL DEL ADN

En el nivel terciario se compacta el ADN, se pliega varias veces para ocupar

un mínimo espacio.

La temperatura, el pH

“desnaturalización”, rompiendo puentes de H y separando las cadenas. El

proceso será reversible si la exposición no ha sido excesiva y larga en el “t”.

Ley de Chargaff

Según la Ley de Chargaff

pirimidínicas" en la molécula de ADN es la misma. ¿Por qué? Porque cada base

de un grupo se empareja con otra

que A+G=C+T. Entre ellas se producen uniones mediante “puentes de

Hidrógeno”.




pH y la concentración salina pueden ser factores de


versible si la exposición no ha sido excesiva y larga en el “t”.

Ley de Chargaff el número de "bases púricas" y de "bases


de un grupo se empareja con otra del otro grupo. Así A-T y G


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pueden ser factores de


versible si la exposición no ha sido excesiva y larga en el “t”.

el número de "bases púricas" y de "bases


T y G-C, de modo




.- Observa el dibujo que hay a continuación e indica con qué nivel de

complejidad estructural se identifica cada uno.

.- Sabrías indicar en la estructura número 1, ¿qué representan las líneas de

colores paralela y horizontales? ¿Qué uniones entre bases se podrán dar?

¿Cómo son las cadenas? ¿Qué tipo de enlace hay entre las cadenas?

.- Utilizando las bases nitrogenadas corre

se producirán en función del tipo de bases nitrogenadas que se unan.

.- ÁCIDO RIBONUCLEICO o ARN/RNA

Es un

Ribosa

fosfórico

Es el más abundante a nivel celular, y al contrario que

el ADN, es

sencilla* (existen excepciones en los "virus"). Se

plantea la hipótesis de que este fuese el "primer

polímero" que apareció en la Tierra, en el caldo

"primigenio".


Actividades

Observa el dibujo que hay a continuación e indica con qué nivel de

complejidad estructural se identifica cada uno.

en la estructura número 1, ¿qué representan las líneas de



Utilizando las bases nitrogenadas correspondientes, indica cuántos enlaces


ÁCIDO RIBONUCLEICO o ARN/RNA

Es un polinucleótido formado por "ribonucleótidos" de

Ribosa + Base nitrogenada (A, U, G, C) +

fosfórico.


el ADN, es monocatenario, es decir, en una cadena




"primigenio".

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Observa el dibujo que hay a continuación e indica con qué nivel de

en la estructura número 1, ¿qué representan las líneas de



spondientes, indica cuántos enlaces


o formado por "ribonucleótidos" de

(A, U, G, C) + Ácido


, es decir, en una cadena






Participa en la síntesis de "proteínas". Sus cadenas son más cortas que las de

ADN, y podemos localizarlo a nivel nuclear y citoplasmático. Existen

diferentes ARN según su función:

RNAr (ribosómico), se encuentra en los ribosomas donde participa en la

unión de aminoácidos para formar las proteínas, es una cadena sencilla.

RNAm (mensajero), es una cadena sencilla que lleva una copia de parte de la

información contenida en el DNA (uno o varios genes) a los ribosomas, allí se

sintetizará la proteína. Una vez sintetizadas las proteínas necesarias, el ARNm

se destruye.



RNAt (transferente) es una cadena sencilla con

cierta complejidad estructural, con tramos en los

que la cadena se hace doble y se forman enlaces

"intracatenarios" (enlaces entre bases de la cadena

sencilla , debido a que esta, debido a la estructura

que adquiere, enfrenta tramos de la cadena), estas

zonas con estos enlaces se llaman brazos, y en

alguno de ellos existen bucles , se trata de un nivel

estructural "secundario", similar a un "trébol"; a él

se unen los aa´s de la proteína que se va a sintetizar

en los ribosomas. Cada ARNt lleva un aminoácido

específico, y esa especificidad se deriva de que cada

ARNt tiene una secuencia de bases distinta en la

zona llamada "anticodón"

RECORDATORIO

Los ÁCIDOS NUCLEICOS se sintetizan en dirección 5´ a 3´, es decir, el primer

nucleótido de la cadena tendría un ácido fosfórico "libre" en el Carbono5 de la

pentosa, y el último nucleótido de la cadena tendría un -OH "libre" en el

Carbono3 de la pentosa.

tema 5 biomolÉculas: Ácidos nucleicos

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