Los ácidos

nucleicos

ConceptoLos ácidos nucléicos son biomoléculas de carácter ácido descubiertas en el núcleo de células eucariotas.Se distinguían del resto de los componentes del núcleo por ser muy ricas en fósforo.Están compuestas, absolutamente siempre, de C, O, H, P y N

Composición química

Composición químicaSon polímeros formados por la unión de unos monómeros llamados nucleótidos.Los nucleótidos están formados por una pentosa unida a una base nitrogenada, formando un nucleósido.Al nucleósido se le une un ácido fosfórico para constituir el nucleótido.

Composición química

Ion fosfato Pentosa Base nitrogenada

+ +

La presencia del ácido fosfórico hace que estas sustancias se comporten como ácidos y que su carga neta a 25ºC y pH 7 sea negativa.

Composición químicaLa pentosa es una aldopentosa ciclada que puede ser:

b-D-Ribosa. Forma los ribonucleótidos que constituyen el ARN

b-D-Desoxiribosa. Es un derivado de la ribosa que ha perdido el O del carbono 2.Forma los desoxiribonucleótidos que forman el ADN

ARN

ADN

+ +Ion fosfato Pentosa Base nitrogenada

Ribosa Desoxirribosa

Composición química

Composición químicaLas bases nitrogenadas pueden ser:

Púricas. Derivan de la purina y hay dos:

Adenina: forma parte del ARN y del ADNGuanina: forma parte del ARN y del ADN.

Pirimidínicas. Derivan de la pirimidina y son tres:

Citosina: común al ADN y al ARN. Uracilo: exclusivo del ARN.Timina: exclusiva del ADN.

Ion fosfato Pentosa Base nitrogenada

+ +

Adenina Guanina

Bases púricas Bases pirimidínicasUraciloCitosina

Timina

ADN, ARN

ARN ADN

ADN, ARNADN, ARN

Composición química

RibosaPirimidinaPurina

Nucleósidos: numeración de C

NucleósidosLos nucleósidos se forman por la unión de la pentosa con la base nitrogenada.El enlace que se establece es N-glucosídico.Se establece entre el carbono 1 de la pentosa y el nitrógeno 1 de la base, si es pirimidínica y el nitrógeno 9 si es púrica.Los nucleósidos se nombran con el nombre de la base acabado en osina, si son púricas y en idina, si son pirimidínicas.

A la hora de numerar los carbonos se utilizan:

números normales para numerar los de las bases nitrogenadas.Números con un apóstrofe (se lee “prima”) para numerar los de las pentosas. p. ej, 5’ se lee cinco prima

Nucleósidos

Los nucleósidos del ADN son:

DesoxiadenosinaDesoxiguanosinaDesoxicitidinaDesoxitimidina

Los nucleósidos del ARN son:

AdenosinaGuanosinaCitidinaUridina

Nucleósidos

Curiosidad

Formación de un nucleósido

Desoxirribosa +Citosina

H2O

NUCLEÓSIDO

Desoxicitidina

5

Enlace N-glucosídico

NucleótidosSe forman por la unión de un nucleósido al ácido fosfórico.El enlace es de tipo éster entre el carbono 5 de la pentosa y el ácido fosfórico.Recibe el nombre de enlace éster fosfórico.El carácter ácido se debe al ácido fosfórico que se ioniza.Se nombran con el nombre del nucleósido seguido de 5’-monofosfato (adenosina 5’-monofosfato o Adenosín monofosfato o AMP)

NUCLEÓSIDO

+

NUCLEÓTIDO

H2O

Desoxicitidina-5’-monofosfatoÁcido fosfórico Enlace éster fosfórico

Formación de un nucleótido

N

N

N

N

NH2

HOH

OOH

OH

P

O

OH

OH

OH

adenina

desoxirribosafosfato

enlace

ester

enlace N-glucosídicoP

O

OH

OHO

CH2O

OH

N

N

N

N

NH2

Enlaces n-glucosídico y éster

fosfórico

Los nucleótidos del ADN son:

Desoxiadenosín 5’-monofosfato (dAMP)Desoxiguanosín 5’-monofosfato (dGMP)Desoxicitidín 5’-monofosfato (dCMP)Desoxitimidín 5’-monofosfato (dTMP)

Los nucleótidos del ARN son:

Adenosín 5’-monofosfato (AMP)Guanosín 5’-monofosfato (GMP)Citidín 5’-monofosfato (CMP)Uridín 5’-monofosfato (UMP)

Nucleótidos

Curiosidad

Nucleótidos no nucléicos

Nucleótidos no nucleícos

Son nucleótidos que no forman parte de los ácidos nucleicos. Se encuentran libres en las células.Son coenzimas que pueden actuar como:

Transportadores de energía: nucleótidos trifosfato.Transportadores de electrones en forma de Hidrógeno (reacciones redox).Transportadores de grupos acilo (CoA)Activadores de enzimas: AMP cíclico (AMPc).

Transportadores de energía

ATP, ADPSon ribonucleótidos de adenina con uno, dos o tres fosfatos (adenosín monofosfato AMP. Adenosín difosfato (ADP) adenosín trifosfato (ATP)Son reguladores metabólicos.Unidos a enzimas funcionan de coenzimas de transferencia de energía.Son moléculas transportadoras de energíaLos fosfatos se unen mediante enlaces ricos en energía.

ATP y ADPEn las reacciones en que se libera energía (exergónicas) se forma ATP a partir de ADP y se almacena la energía en el enlace.En las reacciones en que se necesita energía (endergónicas) se hidroliza el ATP y da ADP y ácido fosfórico y se libera la energía al romper el enlace.También pueden actuar nucleótidos de guanina (GTP – GDP)

ATP, ADP

5’-Adenosinmonofosfato,

AMP

5’-Adenosindifosfato,

ADP

5’-Adenosintrifosfato,

ATP

ATP, ADP

ATP, ADP

ATP comodonador de energía

ATP, ADP

Transportadores de Hidrógeno

NAD, NADP, FADSon coenzimas de deshidrogenasas (catalizan reacciones redox)Transportan electrones (en forma de Hidrógeno) entre las vías de oxidación y las de reducción.Tienen sus formas reducidas cuando captan electrones (NADH, NADPH, FADH)Sus formas oxidadas aparecen cuando ceden los electrones (NAD, NADP, FAD)

NAD(H), NADP(H)

El NAD (Nicotinamin Adenin Dinucleótido) está formado por dos nucleótidos unidos a través de sus grupos fosfatos, siendo uno de ellos una base de adenina y el otro de nicotinamida. Funciona en la respiración celular

El NADP tiene, además, otro grupo fosfato en el carbono 2 de la ribosa del nucleótido de adenina. Funciona en la fotosíntesis.

Los hidrógenos se sitúan en las flechas

Nicotinamin

Adenin

En las flechas se sitúan los H

FAD(H y H2), FMN(H y H2)

El FAD (Flavin Adenin Dinucleótido) es una molécula compuesta por una unidad de riboflavina (vitamina B2), unida a un ADP (hidrógenos en 1 y 5).

Riboflavina

Adenin

El FMN (Flavin MonoNucleótido) es una molécula de rivoflavina (hidrógenos en flechas)Tienen dos posiciones de hidrógenos porque cada coenzima tiene tres formas: FAD, FADH y FADH2; FMN, FMNH y FMNH2

Transportadores de grupos acilo

Coenzima AEs un derivado del ADP. Interviene en procesos metabólicos como transportador de grupos acilo (R-CO-) procedentes de ácidos orgánicos. El acetil CoA, es un derivado de la CoA con gran importancia en el metabolismo celular.

Acetil-coA

H2OÁcido acético Coenzima A

+

Sustancia fundamental en el metabolismo, como veremos en los temas correspondientes.El acetil se une al grupo tiol (SH) con desprendimiento de una molécula de agua.

Tiol (SH)

Etilamina

Ácido Pantoténico (vitamina B5)

ADP

Activadores de enzimas

AMP cíclico: AMPc Se forma a partir de ATP en el interior celular.Funciona como activador de enzimas.Actúa cuando llegan hormonas a la célula.La formación del AMPc activa enzimas que actúan en reacciones metabólicas definidas por las hormonas.

AMP cíclico: AMPc

AMP cíclico: AMPc

Formación de cadenas de

ácidos nucléicos

Cadenas de ácidos nucléicos

Los nucleótidos se unen para dar cadenas de nucleótidos que constituyen los ácidos nucleicos.Se unen por un enlace entre el ácido fosfórico de un nucleótido y el carbono 3’ de la pentosa del siguiente.El enlace se llama fosfodiéster (dos enlaces éster seguidos).

Las cadenas presentan dos extremos:

Extremo 5’ donde hay un grupo fosfato unido al carbono 5’ del primer nucleótido.Extremo 3’ donde hay un radical hidroxilo unido al carbono 3’ del último nucleótido,Este extremo está listo para que se una un nuevo nucleótido.Los nucleótidos se unen siempre al extremo 3’

Cadenas de ácidos nucléicos

Adenosina-5’-monofosfato

Uridina-5’-monofosfato

Citidina-5’-monofosfato

+

+Enlace fosfodiéster

Extremo 5’

Extremo 3’

ARN de tres nucleótidos

A-U-C

H2O

H2O

Formación de ácidos nucleicos

Éster

En realidad, los nucleótidos que se van a unir a la cadena vienen trifosfatados.En el momento de unirse al resto del polímero, liberan un grupo pirofosfato (P-Pi) y la energía liberada en la rotura del enlace es la empleada para realizar el enlace fosfodiéster.

Formación de ácidos nucleicos

ADN: ácido desoxirribonucle

ico

ADNEl ácido desoxiribonucleico o ADN está constituido por dos cadenas de nucleótidos, antiparalelas, enrolladas en forma de una doble hélice.Cada cadena es un polímero de los cuatro desoxirribonucleótidos de Adenina, Guanina, Timina y Citosina (no hay desoxirribonucleótidos de Uracilo)Presenta una estructura común en todas las células, con ciertas variaciones, aunque es distinta en algunos virus.

ADNADN en células eucariotas

ADN nuclear. Está unido a unas proteínas básicas denominadas histonas y a una pequeña cantidad de proteínas no histonas. A esta estructura se la conoce como fibra de cromatinaADN de mitocondrias y cloroplastos. Es similar al de las células procariotas (ver diapositiva siguiente)

ADNADN en células procariotas.

La cadena de ADN es doble y cerrada sobre sí misma formando una estructura circular.Asociado a proteínas no histonas y a ARN formando una condensación denominada nucleoide.No está delimitado por ninguna membrana envolvente.

ADNADN en virus.

Hay ADN monocatenario y bicatenario y, tanto uno, como otro, pueden ser lineales o circulares.Se encuentran en estos seres los únicos ADN monocatenarios conocidos.El ADN también puede estar asociado a proteínas

BICATENARIOLineal

Circular

Lineal (eucariotas y virus)

Circular (bacterias y algunos virus)

Circular superenrollado

(bacterias)Concatenado (mitocondrias)

MONOCATENARIO (Virus)

Tipos de ADN

Se pueden distinguir:ADN asociado a histonas. Se encuentra en el núcleo de las células eucariotas, excepto los espermatozoides.ADN asociado a protaminas. Está presente en el núcleo de los espermatozoides.ADN procariota. Asociado a proteínas similares no histonas y a ARN, formando el nucleoide.ADN vírico. También aparece asociado a proteínas propias o a histonas de la célula parasitada

Tipos de ADN

Tipos de ADNLa longitud del ADN suele ser proporcional a la complejidad del organismo.En algunos organismos la longitud de su ADN no guarda relación con su complejidad.Hay especies que presentan mucho más ADN que el que necesitan para codificar su estructura y fisiología.Se llama ADN supernumerario y no se conoce aún su función.

Longitud del ADN

Ser vivo Longitud de su ADNVirus del polioma 1,7 mm

Escherichia coli 1,36 mm

Mosca Drosophila 11,2 cm

Erizo de mar 57 cm

Gallo 93 cm

Perro 1,89 m

Ser humano 2,36 m

Estructura del ADNLa estructura del ADN presenta tres niveles de complejidad estructural:

Estructura primaria: es la secuencia de nucleótidos de una sola hebra, unidos mediante enlace fosfodiéster.Estructura secundaria: es la doble hélice, es decir, una cadena enfrentada a otra y enrolladas helicoidalmente.

Estructura terciaria: o ADN superenrollado, que surge de la torsión de la doble hélice sobre sí misma.

Esta estructura puede condensarse más hasta dar una superespiralización cuando en la mitosis, la fibra de cromatina, se convierte en cromosomas.

Estructura del ADN

ESTRUCTURA PRIMARIA ESTRUCTURA SECUNDARIA ESTRUCTURA TERCIARIA

Secuencia de nucleótidos Doble hélice ADN superenrollado

Estructura del ADN

Estructura primaria

Estructura primariaEs la secuencia de nucleótidos de una sola cadena o hebra.Puede aparecer como un filamento extendido, o bien, ligeramente doblado sobre sí mismo.En una cadena se distinguen:

Un esqueleto de polidesoxirribosas-fosfato (sucesión de desoxirribosa-fosfato), constante.Una secuencia de bases nitrogenadas, variable.

Estructura primariaEl número de hebras diferentes que se pueden formar con la combinación de los cuatro nucleótidos es infinito ya que no hay un número de nucleótidos determinado.Esta variedad de combinaciones permite estructurar en la secuencia de bases la información genética de todos los seres vivos.

Extremo 5’

Extremo 3’

Estructura primaria

Estructura secundaria

Estructura secundariaCorresponde a la disposición en el espacio de hebras de polinucleótidos que forman una doble hélice con las bases nitrogenadas enfrentadas y unidas por puentes de hidrógeno.Como Chargaff descubrió, todos los ADN, (excepto los de algunos virus) tienen el mismo número de Adeninas que de Timinas y el mismo número de Guaninas que de Citosinas.

Esto es porque cada Adenina se enlaza con Timina (mediante dos puentes de H) y cada Guanina, con Citosina (mediante tres puentes de H).

Estructura secundaria

Puente de hidrógeno

Extremo 3’

Extremo 5’Extremo 3’

Extremo 5’

Diámetro del ADN (20 Ǻ)

Long

itud

de

una

vuel

ta d

e hé

lice

(34

Ǻ) D

istancia entre un par de bases (3,4 Ǻ)

Estructura secundaria

Imagen de la difracción de rayos

X en ADN

Hebras antiparalelas unidas por puentes de H entre bases complementarias

Diámetro 20 Å

Estructura secundariaLa fibra de ADN tiene 20 Å de diámetro.Cada pareja de nucleótidos está separada de la siguiente por 3,4 Å.Cada vuelta de hélice está formada por diez parejas de nucleótidos lo que supone una longitud de 34 Å por vuelta.La relación espacial entre las dos cadenas da lugar a la formación de un surco mayor y un surco menor que se alternan a lo largo de toda la doble hélice.

Estructura secundaria

Extremo 5’ Extremo 3’

Extremo 3’Extremo 5’

34 Å

3,4 Å

Estructura secundariaEstas conclusiones se elaboraron gracias a la difracción de rayos X que, sobre el ADN, hicieron Rosalind Franklin y Maurice Wilkins en 1950 y 1953.La estructura de doble hélice la descubrieron James Watson y Francis Crick en 1953.Ambos, junto con Maurice Wilkins,recibieron el Premio Nobel de Medicina en 1962.Rosalind Franklin había muerto en 1958.

Modelo de la doble hélice

El ADN es una doble hélice de 20 Å de diámetro, formada por dos cadenas de polinucleótidos enrolladas alrededor de un eje imaginario.Los grupos hidrófobos (-CH3 y -CH=) de las bases se disponen hacia el interior de la molécula, estableciendo interacciones hidrofóbicas que, junto a los puentes de H, dan estabilidad a la molécula.Las pentosas y los fosfatos se disponen al exterior y la ionización de éstos da el carácter ácido.

Modelo de la doble hélice

Las cadenas son:Antiparalelas: Tienen los extremos 5’-3’ orientados en sentido contrario.Complementarias: Las dos cadenas no son iguales sino que, si en una hay Timina, en la otra, al mismo nivel, hay Adenina. Y si hay Guanina, en la otra habrá Citosina.

El enrollamiento en hélice es dextrógiro y plectonímico (para que se separen las hebras una debe girar con respecto a otra)

Estructura secundaria

Parejas de bases

Parejas de bases

También llamada doble hélice

Desnaturalización En estado natural, la doble hélice es muy estable, pero si se calienta hasta los 100ºC, las dos hebras se separan, lo que se conoce como desnaturalización del ADN. Si se enfría, por debajo de los 65ºC, las hebras se unen de nuevo, lo que se conoce como renaturalización.

DesnaturalizaciónLa temperatura a la cual permanece desnaturalizado un 50% del ADN se llama temperatura de fusión (Tm) y depende de la cantidad de pares guanina-citosina que haya en la cadena. Si este número es elevado, Tm será elevada, puesto que hay que romper un mayor número de enlaces de hidrógeno (tres) y se necesitará mayor energía para hacerlo.

Las técnicas de desnaturalización y renaturalización permiten hibridar cadenas de ADN de distintos organismos. El porcentaje de hibridación dará una idea de la relación de parentesco entre los dos organismos y es una técnica muy útil en la diagnosis de enfermedades o en medicina forense.

Renaturalización

Tm.

Estructura terciaria:Niveles de

empaquetamiento

Estructura terciariaEn ADN circular (bacterias y mitocondrias y cloroplastos)

La estructura terciaria consiste en que la doble hélice de 20 Å se retuerce sobre sí misma formando una superhélice o ADN superenrollado, asociada a pequeñas proteínas. Se asocia también a pequeñas moléculas de ARN, formando una condensación en el centro de la célula, conocida como nucleoide..

Tipos de superhélice

Estructura terciariaEn células eucariotas (ADN lineal) el ADN se empaqueta mucho más gracias a su unión con la histonas (protaminas en los espermatozoides)Gracias a estas asociaciones con proteínas, el ADN presenta varios niveles de empaquetamiento

Estructura terciaria:

primer nivel de empaquetamiento

Primer nivel Llamado también fibra de cromatina de 100 Å o collar de perlas, nucleofilamento o filamento nucleosómico.La doble hélice se enrolla alrededor de histonas, proteínas básicas de bajo peso molecular.La cantidad en masa de histonas es aproximadamente como la de ADN.El collar de perlas se encuentra en el núcleo durante la interfase en todas las células eucariotas, excepto en espermatozoides.

Primer nivel Esta fibra está constituida por una sucesión de partículas de 100 Å de diámetro llamadas nucleosomas.Cada nucleosoma está formado por:

Un octámero de histonas formado por ocho moléculas de cuatro tipos (dos de H2A, dos de H2B, 2 de H3 y dos de H4)Una fibra de ADN en doble hélice con una longitud de 200 pares de bases (pb).

Nucleosoma

Octámero de histonasH2A, H2B, H3, H4

(dos de cada)

Doble hélice

de ADN (200 pb)

Nucleosoma

Primer nivel La fibra de ADN rodea cada octámero con dos vueltas de héliceEl ADN que hay entre dos octámeros se llama ADN espaciador o ligador (linker) y permanece en forma de doble hélice.Esta fibra está en forma laxaSi el octámero se une a otra histona (H1) la fibra se acorta y pasa a estar condensada.

Fibra de cromatina compacta

Doble hélice de ADN

Histona H1

100

Ǻ

Nucleosoma ADN espaciador

Primer nivel

Collar de perlas

Primer nivel de empaquetamiento

Fibra de cromatina laxa

Collar de perlas 10nm 100Å

También llamado fibra de cromatina de 100 Å

Estructura terciaria:

segundo nivel de empaquetamiento

Segundo nivel Llamado también fibra de cromatina de 300 Å o solenoide.Se forma al enrollarse sobre sí misma la fibra de 100 Å condensada, es decir la que contiene histona H1.En cada vuelta hay seis nucleosomas y seis moléculas de H1 que se unen entre sí dando el eje central de la fibra.Se obtiene un acortamiento de unas cinco veces la longitud del collar de perlas.

Segundo nivel de empaquetamiento

300

Ǻ

Nucleosoma

Nucleosoma

Histona H1

Segundo nivel

Solenoide

Solenoide 30 nm 300 Å

También llamado fibra de cromatina de 300 A

Segundo nivelDurante la interfase, en el núcleo, la mayor parte de cromatina se encuentra en forma de collar de perlas (eucromatina) y una pequeña parte, en forma de solenoide (heterocromatina).En los cromosomas, el nivel más bajo de empaquetamiento es la fibra de 300 Å

Estructura terciaria:

tercer nivel de empaquetamiento

Tercer nivelLlamado también “dominios en forma de bucle” o bucle a secas.La fibra de 300 Å forma una serie de bucles de entre 20000 y 70000 pb de longitud.Estos bucles quedan estabilizados por un andamio proteico o armazón nuclear de proteínas no histonas.

Tercer nivel de empaquetamiento

Bucle

Andamio proteico no histónico

Tercer nivel

Bucles

Bucles 300 nm 3000 Å

También llamado fibra de cromatina de 3000 Å

Estructura terciaria:

niveles superiores

Niveles superioresLos niveles superiores de plegamiento no se conocen con exactitud.Hay una proteínas SMC (Structural Maintenance of Chromosomes), formadas por histonas y topoisomerasas que mantienen la estructura del cromosoma.Se les llama también condensinas.

Niveles superiores de empaquetamiento

Cromosoma

Niveles superiores

Proteínas SMC

Niveles superiores

curiosidad

Niveles superioresSe forma, mediante este plegamiento, una cromátida de cromosoma de 7000 Å.Después de la duplicación del ADN surge una segunda cromátida, dando lugar a un cromosoma de 14000 Å.Ambas cromátidas permanecen unidas por unas proteínas similares a las condensinas, llamadas cohesinas.

7000 Å

Cromosoma profásico

Cromátida

Cohesinas

Cohesinas

Condensinas

Cromosoma 700 nm 7000 Å

curiosidad

Cromosoma 700 nm 7000 Å

Una cromátida 7000 Å

Estructuras del ADN

100 A

300 A

3000 A

14000 A

Vídeo ADN

ADN cristalinoEl ADN debe encontrarse más compacto en el núcleo de los espermatozoides, debido al escaso tamaño de éstos. En este caso, el ADN se une a proteínas de carácter más básico, denominadas Protaminas. El ADN se enrolla sobre estas proteínas, formando una estructura muy compacta, denominada estructura cristalina del ADN.

ARN: ácido Ribonucleico

ARNEl ácido ribonucleico fue descubierto a finales del siglo XIX en material nuclear de glóbulos blancos.Está formado por nucleótidos de ribosa (ribonucleótidos)Las bases nitrogenadas que forman estos nucleótidos son Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo.No hay Timina en el ARN.Los nucleótidos se unen mediante enlace fosfodiéster en sentido 5’-3’, como el ADN.

ARNEs casi siempre monocatenario, aunque en algunos virus puede ser bicatenario (único caso conocido)Se encuentra en virus, células procariotas y eucariotas.En eucariotas hay de cinco a diez veces más ARN que ADN.Según estructura y función hay varios tipos de ARN.

ARN: composición

A

C

UEnlace fosfodiéster

Extremo 5’

Extremo 3’

ARN mensajero (ARNm)

ARN mensajero: ARNmEs monocatenario, generalmente lineal.Copia la información contenida en el ADN y la lleva hasta los ribosomas para que se sinteticen las proteínas.Se sintetiza en el núcleo a partir de un trozo de una hebra de ADN de la que es complementario.Su estructura es diferente según el tipo celular.

ARN mensajero:estructuraEn eucariotas presenta:

zonas con doble hélice debido a la complementariedad de bases entre distintos segmentos (estructura secundaria o lazos de herradura u horquillas).zonas monocatenarias, no complementarias (Bucles).está asociado a proteínas formando ribonucleoproteínas.

ARN mensajero: estructura

es monocistrónico ya que lleva información para que se sintetice una sola proteína.después de sintetizado tiene que sufrir un proceso de maduración antes de ser traducido a proteína.en este proceso, entre otras cosas, se eliminan trozos que no se traducen (intrones) y se unen los trozos que se traducen (exones).

ARNm

Conjunto de proteínas

Codos y bucles debido a la

complementariedad de las bases (lazos de

herradura)

ARN mensajero eucariota

Estructura de una ribonucleoproteína

ARN mensajero: estructura

En procariotas no presenta zonas en doble hélice por lo que permanece en estructura primaria.

Es policistrónico, es decir, tiene información para fabricar más de una proteína.No sufre proceso de maduración y tal como se fabrica, se traduce a proteínas.

ARN transferente (ARNt)

ARN transferente: ARNt

Son moléculas de ente 70 y 90 nucleótidos.Hay unos 50 distintos en el citoplasma.Transporta aminoácidos hasta el ribosoma donde, según la secuencia del ARNm, los va colocando en el orden correspondiente para sintetizar la proteína.Distintos ARNt transportan distintos aminoácidos.

ARN transferente: estructura

Presenta dos tipos de zonas distintas:

Con estructura secundaria en doble hélice debido a la complementariedad de bases de distintos segmentos.Con estructura primaria, monocatenaria que forma asas o bucles.

Esta estructura, vista en plano, presenta forma de hoja de trébol, pero en forma tridimensional, aparece una estructura terciaria en forma de “L” a la que algunos autores llaman estructura terciaria.

ARNtransferente: estructura

Entre los nucleótidos que forman el ARNt, además de A, G, C, y U hay otras bases nitrogenadas como:

Dihidrouridina (UH2)Ribotimidina (T)Inosina (I)Las normales metiladas.

Éstas constituyen el 10% de los ribonucleótidos totales.

En vista plana, de frente, presenta:Brazo aceptor de aminoácido.Brazo anticodón complementario del codón.Brazo D donde se une la enzima que cataliza la unión del ARNt con su aminoácido.Brazo T que se une al ribosoma.Brazo variable que no aparece en todos los ARNt.

ARN transferente: estructura

ARNt: estructura secundaria

Extremo 5’ siempre con

Guanina

Brazo aceptor

Puentes de hidrógeno

Anticodón

Codón

Brazo D y su asa Brazo T y su

asa

Brazo anticodón y su asa

ARNm

Extremo3’ donde se enlaza el

aminoácido (siempre con

CCA).

Brazo variable

ARNt: estructura terciaria

Estructura terciaria en L Estructura secundaria en hoja de trébol

ARN ribosómico (ARNr)

ARN ribosómico: ARNrConstituye el 60% de la masa de los ribosomas, siendo el 40% restante proteínas.Ambas moléculas originan en los ribosomas lugares adecuados para la unión del ARNm con el ARNt.Presenta segmentos en doble hélice y otros monocatenarios.Las células procariotas presentan ribosomas más pequeños que las eucariotas.

ARN ribosómico:ARNrEn general, el peso de los ARNr y de los ribosomas se suele expresar según el coeficiente de sedimentación (s) de Svedberg (1 svedberg = 10-13 segundos). Las células procariotas presentan ribosomas de 70s; las eucariotas de 80 s.Los valores en svedbergs no son aditivos: p.ej los ribosomas eucariótas están formados por dos subunidades, una 60 s y otra 40 s. Sin embargo, el valor final es de 80 s.

ARN ribosómicoARN ribosómico: ARNr

Velocidad de sedimentación

Eje del rotor

Cuanto más pequeñas son las moléculas,

más tiempo tardan en

sedimentar

ARN nucleolar (ARNn)

ARN nucleolar: ARNnEs el componente principal del nucleolo.Se origina a partir de segmentos de ADN (ADN organizador nucleolar)El ARNn está asociado a proteínas.A partir de este ARNn se forman los ARNr que pasarán a formar parte de los ribosomas.En el mismo núcleo, se forman las dos subunidades de los ribosomas que salen al citoplasma donde se unen si se necesitan para la síntesis de proteínas.

ADN

Núcleo

Nucléolo

Proteínas ribosómicas (entran

del citoplasma

)

Nucleoplasma

Citosol

ARN nucleolar

ARNm

ARN 28 S

ARN 5,8 S

ARN 5 S

Subunidad ribosómica

de 60 S

Subunidad ribosómica

de 40 S

Ribosoma de 80 S

ARN nucleolar: ARNn

Diferencias entre ADN y ARN

DNA RNADoble cadena helicoidal Cadena Simple

Tiene las bases A, T, G y C Tiene las bases A, U, G y C

La pentosa es una desoxirribosa La pentosa es una ribosa

Es una Macromolécula de gran tamaño

Es una macromolécula más pequeña que el DNA

Esta en el Núcleo, mitocondria, cloroplasto.

Se encuentra en el citoplasma, en el núcleo, etc

Constituye los Genes (se replica o se trascribe a RNA)

Es una molécula involucrada en la síntesis de proteínas

No se tienen en cuenta ADN y ARN de virus

Funciones de los ácidos nucleicos

FuncionesLas principales funciones de los ácidos nucléicos son:

Conservar y transmitir información genética de generación en generación.

El ADN realiza esa función en organismos eucariotas, procariotas y en algunos virus, y al ARN sólo en algunos virus.Esto se hace mediante la duplicación del ADN para pasar a las células hijas copias idénticas.

FuncionesExpresión de la información genética dentro de la célula.

La información genética es transcrita desde el ADN al ARN y, posteriormente, será traducida a proteínas: expresión del mensaje biológico. Esto se hace mediante la síntesis de proteínas, sobre todo enzimáticas, que van a regular todas las reacciones celulares.

Dogma central de la biología molecular

Funciones

De generación en generación

Dentro de la célula

El dogmaEl “Dogma central de la biología molecular” es un concepto que ilustra los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia. Propone que existe una única dirección en la expresión de la información genética, es decir, que el ADN es transcrito a ARNm y que éste es traducido a proteína, elemento que finalmente realiza la acción celular.

El dogmaEl dogma también postula que sólo el ADN puede duplicarse y, por tanto, reproducirse y transmitir la información genética a la descendencia. Fue articulado por Francis Crick en 1958 por primera vez, y se restableció en un artículo de Nature publicado en 1970

Excepciones al dogmaExisten excepciones, aparecidas posteriormente que afectan a la enzima transcriptasa inversa y los priones.

Transcriptasa inversa: Algunos virus pueden sintetizar ADN mediante una polimerasa, la transcriptasa inversa, que tiene como molde ARN.En virus hay ARN con propiedades autocatalíticas, los ribozimas, capaces de modificarse y duplicarse a sí mismos, en ausencia de proteína y ADN

Excepciones al dogmaPriones: Los priones son proteínas libres de ácido nucleíco que, según los modelos genéticos actuales, se propagan como tales proteínas, sin intervención de ningún tipo de ácido nucleíco.Se sabe aún muy poco de su biología.Son causantes del mal de las “vacas locas”.

Excepciones al dogma

PAU Cantabria

PAUTras el análisis del material genético de tres tipos de virus diferentes, se han obtenido los siguientes datos sobre la composición porcentual en contenido de bases en cada tipo de virus:

En base a estos datos comenta las características de su

material genético (RNA, DNA, cadena doble, cadenasencilla, etc.

Virus A G C T UA 30 20 20 30B 20 30 30 20C 20 21 26 33

PAUIdentifica a qué tipo de biomoléculas pertenece el fragmento molecular representado en la figura. Cita algunas de las funciones biológicas de este tipo de moléculas.

Enumera los diferentes tipos de ácidos nucléicos existentes en una célula eucariota animal. Indica sus funciones biológicas y las diferencias estructurales o de composición existentes en ellos.

PAUDibuja la estructura del ADN, indicando los diferentes grupos moleculares que lo componen. Si tuviésemos una muestra de DNA en solución ¿Cómo separarías las dos hebras del dúplex? Razona el fundamento de este proceso.Representa con un dibujo la estructura de la doble hebra de ADN indicando los elementos moleculares que la integran. En cuanto a su composición química, ¿qué diferencias hay entre el ADN y el ARN?

PAUCita los diferentes tipos de ARN que conozcas, indicando sus respectivas funciones y el lugar de la célula donde se desarrollan dichas funciones.Dibuja la estructura de la doble hebra de ADN, indicando la posición de cada uno de sus componentes respecto al eje central, así como la posición de los cuatro extremos de la cadena (5’-3’). Qué carga neta tiene la molécula a pH 7? ¿Qué cambios tienen lugar en el dúplex cuando se desnaturaliza?. Razona las respuestas