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Acidos Nucleicos:Estructura y Función
Universidad Interamericanade PRRecintode Bayamón
Bioquímica, CHEM 4220Prof. J. Roberto Ramirez Vivoni, Ph.D.Prof. Alberto L. Vivoni Alosno, Ph.D.
Bases Nitrogenadas - Purinas
Bases Nitrogenadas - Pirimidinas
2-Desoxiribosa
Nucleósidos (enlace glicosídico N)
Nucleósidos
Base nitrogenada NucleosidoAdenina adenosinaGuanina guanosinaTimina timidinaCitosina citidinaUracil uracilina
Nucleótidos
Se componen de:
•Una base nitrogenada (de 5 alternativas: adenina, guanina, timina, citosinay uracil
•Una pentosa (ribosa: ribonucleótidoso 2-desoxiribosa: desoxiribonucleótidos)
•De 1 a 3 grupos fosfatos en carbono 2’, 3’ o 5’ del azúcar.
Ejemplos de nucleótidos
Nombre y abreviaturas de nucleótidos
Nucleótido AbreviaturaAdenosinamonofosfato AMPGuanosinatrifosfato GTPDesoxicitidinadifosfatod dCDPDesoxiadenosinatrifosfato dATPTimidinamonofosfato TMPUracilinadifosfato UDP
AMP cíclico
Estructura de ácidos nucleicos
•En ADN, monómeros de Adenina, Guanina, Timina y Cistosina y el azúcar 2-desoxiribosa.
•En ARN, los mismos monómeros que en ADN excepto que Uracil reemplaza a Timina, y el azúcar es ribosa.
Estructura de ácidos nucleicos:Una hebra de ADN
Puentes de hidrógeno: G-C
Puentes de hidrógeno: A-T
Hebras complementarias
• N
5’-TTCAGT-3’3’-AAGTCA-5’
Notación taquigráfica
o
5’-TTCAGT-3’5’-ACTGAA-3’
Estructura tridimensional de DNA
Doble hélice de DNA
Algunas funciones de nucleótidos•Cuando unidos (via3’-5’) forman la unidad estructural
de los ácidos nucléicos ARN y ADN
•Sirven como fuente de energía química en procesos metabólicos: ATP y GTP
•Participan en señales celulares: guanosinamonofosfatocíclica y AMP cíclica
•Se encuentran incorporados en coenzimas como CoA-SH, FAD/FADH2, NAD+ /NADH
Relación AND-ARN
El dogma central de bioquímica/biología/genética describe la relación entre ADN, ARN y síntesis de proteínas:
Mecanismos de ácidos nucleicos
• Replicación–proceso por el cual moléculas de ADN se copian a sí mismas en el núcleo de la células.
• Transcripción-proceso por el cual una hebra de ADN sirve de patrón para la síntesis de una molécula de ARN.
• Traducción–proceso por el cual el mensaje genético se convierte a una proteína.
Modelo de replicación semiconservativa
Pasos en replicación semiconservativa
•Separación de las hebras: proteínas interfieren con los puentes de hidrógeno de los pares de bases.
•Síntesis: DNA polimerasa copia la hebra patrón en dirección de 3’ a 5’ formando una hebra de 5’ a 3’.
•Separación de fosfatos: Dos de los fosfatos se desprenden proveyendo la energía para la polimerización.
Proceso de replicación
Proceso de transcripción
•Crea una copia de ARN equivalente de una secuencia de ADN
•Catalizado por ARN polimerasa•Tres etapas:
–Iniciación (uso del promotor)–Alargamiento–Terminación
• Produce 3 tipos de RNA:mRNA, rRNA, y tRNA
Transcripción:Iniciación-alargamiento-terminación
Síntesis de proteínas
Código genético
Traducción: Iniciación
Traducción: Alargamiento
Traducción: Terminación
Tipos de moléculas de RNA
•mRNA–Transporta la información genética para la síntesis de una proteína de DNA a los ribosomas que es donde ocurre la síntesis. Su tamaño depende de la proteína que sintetisará.
•tRNA–Transporta los aminoácidos que van a formar la proteína. Es el mas pequeño RNA (aprox100 nucleótidos).
•rRNA–Componente estructural y funcional de los ribosomas (~60%). Se combina con proteínas (~40%)para formar los ribosomas. Es el mas abundante y de mayor tamaño. Aproximadamente 60 a 80% de RNA total en las células es rRNA. Los pesos molecular estan en varios millones Da.
Modificaciones post-transcripción
•La transcripción produce un mRNA primario, al cual se le hacen 3 modificaciones antes de salir del núcleo celular:1.Un derivado de guanosina es enzimáticamente añadido al terminal 5’ via un puente trifosfato.2.Se añade una“cola” al terminal 3’. Esta consistede 100 a 200 nucleótidos de adenosina. Esto protégé el terminal y alarga la vida de RNA.3.Se eliminan (“splicing”) secciones que no codifican aminoácidos(“introns”).
•Estas modificaciones son para proteger el RNA y hacerlo más eficiente en el proceso de traducción.