Tema6 los acidos nucleicos

VIVI Biología. 2º Bachil lerato. IES SANTA CLARA.

Belén Ruiz Departamento biología- geología.

https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/2o-bachillerato/2o-biologiaI I.E.S. Muriedas. Pachi San Millan/

1. Importancia biológica 2. Composición de los ácidos nucleicos3. Estructura de los nucleósidos y

nucleótidos4. Funciones de los nucleótidos5. Ácidos nucleicos:

Estructura del ADNEstructura de los ARNs

1. Concepto2. Importancia biológica de los

nucleótidos: “Instrucciones vitales”Vectores energéticosCoenzimasMensajeros químicos

1. Composición de los ácidos nucleícosNucleósidosNucleótidos

Pentosas: Ribosa o desoxirribosaBases nitrogenadas

Tipos Púricas: Adenina (A), Guanina (G) Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T), Uracilo (U)

Resonancia Ácido fosfórico: H3PO4 (1 o varios)

Nucle ósido

Nucle ótido

La PENTOSA siempre es una aldopentosa:β-D-ribofuranosa ribonucleótidosβ-D-2-desoxirribofuranosa desoxirribonucleótidos

BASES NITROGENADAS Tipos

Púricas: Adenina (A), Guanina (G) Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T), Uracilo (U)

El 1º anillo de las b. púricas se numera en sentido contrario a las agujas del reloj, a partir del N superior izquierdo. El resto en el sentido de las agujas del reloj.

Tipos de BASES NITROGENADAS Púricas: Adenina (A), Guanina (G) Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T), Uracilo (U)

Púricas:

Pirimidínicas

A G

C T U

BASES NITROGENADAS Resonancia (tautómeros)

Ácido fosfórico: H3PO4 (1 o varios) Simbología

P

Pi Fosfato inorgánico

Fosfato componente de nucleótido

Enlace N-glucosídico: condensación de una molécula de agua entre el OH del C1 de la pentosa y el H del N1 de la pirimidina o del N9 de la purina

PURINAS PIRIMIDINAS

NOMENCLATURA: Prefijo que indica la base nitrogenada: Cit-, tim-,

ur-, aden-, guan- Terminación:

Si la base es pirimidínica: -idina Si la base es púrica: -osina

Si la pentosa es desoxirribosa, se coloca el prefijo desoxi- delante del nombre. Si la pentosa es ribosa, no se pone prefijo. Ej. Desoxicitosina, Timidina, Adenosina,

Desoxiadenosina

Enlace ester fofórico: La unión del OH del fosfato del ácido fosfórico y el OH del C5´ de la pentosa de nucleósido, da lugar al nucleótido completo.

N

N

N

N

NH2

H

OHO

OH

OH

P

O

OH

OH

OH

adenina

desoxirribosafosfato

enlace

ester

enlace N-glucosídicoP

O

OH

OHO

CH2O

OH

N

N

N

N

NH2

Nomenclatura: Se elimina la última letra “a” del nombre del nucleósido: -

idina => - idin ; - osina => - osin Se indica a continuación el lugar de unión de la pentosa y el

número de fosfatos unidos.Cuando existe + de 1 grupo fosfato, se unen en cadena, uno detrás de otro.Con frecuencias se usan abreviaturas para nombrar los nucleótidos: ATP: Adenosín trifosfato

Nucleótidos de adenina: AMP: adenosin monofosfato, ADP: adenosín disfosfato, ATP: adenosín trifosfato.

También podemos encontrar nucleótidos de los otros nucleósidos: GMP, GDP, GTP, CMP, CDP, CTP, TMP, TDP, TTP, UMP, UDP, UTP

Y, además, existen nucleótidos especiales: AMPc, NAD, NADP, FAD y sus formas hidrogenadas NADH, NADPH y FADH2

Funciones de los nucleótidos importantes Nucleótidos formadores de ácidos nucleicos.

Forman parte de los ácidos nucleicos: ADN ARN.

Vectores energéticos. Moléculas acumuladoras y donantes de energía: adenosín trifosfato (ATP), y también GTP.

Segundo mensajero u hormona intracelular: adenosín monofosfato cíclico (AMPc)

Coenzimas: participan como coenzimas en algunas reacciones metabólicas:

Nicotinamín adenín dinucleótido (NAD+) Nicotinamín adenín dinucleótido fosfato (NADP+) Flavín adenín dinucleótido (FAD)

Vectores energéticos

Mensajeros químicos 2arios : Sistemas de transducción

Coenzimas de deshidrogenasas

NAD+

NADP+

A-H2 + NAD+ A + NADH + H+ deshidrogenasa (DH)


Otras funciones: Poder reductor (NADH y NADPH) Síntesis de ATP (NADH)


Actúa de forma similar al NAD+

A-H2 + FAD A + FADH2

deshidrogenasa

Otras funciones: Poder reductor (FADH2) Síntesis de ATP (FADH2)

Son polinucleótidos, formados por la unión de nucleótidos mediante enlaces covalentes de tipo fosfodiéster entre sus grupos fosfatos. Se enlazan en dirección 5´=> 3´. (se añaden nucleotidos al extremo 3´libre del ácido nucleíco )

La unión de cientos o miles de nucleótidos forman polinucleótidos o ácidos nucleicos, con una masa molecular muy elevada.

Son polinucleótidos, formados por la unión de nucleótidos mediante enlaces covalentes de tipo FOSFODIÉSTER entre sus grupos fosfatos. Se enlazan en dirección 5´=> 3´. (se añaden nucleotidos al extremo 3´libre del ácido nucleíco )

ADN ARN

ácido desoxirribonucleico ácido ribonucleico

C,T, A y G C, U, A y G

β-D-desoxirribofuranosa β-D-ribofuranosa

Formado por desoxirribonucleótidos y sus bases pueden ser la A, G, C y T, nunca U.

Dos cadenas de polinucleótidos unidas entre sí en toda su longitud (excepcionalmente una cadena en virus)

Forma lineal en el núcleo de las células eucariotas o circular en células procariotas, virus, mitocondrias y cloroplastos.

DNA circular y DNA lineal

Estructura primaria Secuencia de nucleótidos Extremos 5´=> 3´

Watson y CrickPremio Nobel 1962

Las imágenes de rayos X habían sido creadas por Maurice Wilkins y Rosalind Franklin. Estos científicos ayudaron a descifrar el código, pero su aversión mutua bloqueó la colaboración. Franklin, una de las pocas mujeres en investigación, fue tan relegada que decidió retirarse. Wilkins le mostró a Watson una de las imágenes del ADN de Franklin sin su aprobación y ese fue el momento de la iluminación: Watson se dio cuenta de que los patrones formados en cruz en la fotografía tenían que estar formados como una hélice. Así, conjuntamente con Crick, construyó un modelo de metal de dos hélices unidas entre sí por pares de cuatro moléculas. El reporte sobre el modelo en la publicación Nature, en 1953, dio a ambos, Watson y Crick, conjuntamente con Wilkins, el premio Nóbel de Medicina en 1962. Franklin, olvidada, murió de cáncer en 1958.

Modelo B (características): los planos de las bases nitrogenadas enfrentadas y en el interior son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la hélice.

Los esqueletos pentosa fosfato se sitúa en la parte externa

Complementarias A = T; G = C

Ley de Chargaff: A + G / C + T = 1

La unión de las cadenas se realiza por puentes de hidrógeno. A=T y GΞ C

Modelo B (características) 2 cadenas con enrollamiento plectonémico

Modelo B (características) Antiparalelas

5´ 3´ 3´ 5´

Modelo B (características) Enrollamiento dextrógiro

(a)

Modelo B (características) Disposición de las

bases Surco mayor y menor Dimensiones

ESTABILIZACIÓN DEL ADN:Enlaces de hidrógeno: A=T; GΞC.Interacciones hidrofóbicas: que hacen que las bases apiladas estén muy ocultas en el interior de la doble hélice, protegidas del H2O, y que los esqueletos muy polares (pentosas y grupos fosfatos se encuentren en el exterior. Son las principales constituyentes en la estabilidad de la doble hélice.Las pentosas y fosfatos quedan hacia el exterior, y todos los grupos fosfatos están ionizados y cargados negativamente a pH=7, por tanto el DNA es fuertemente ácido => POLIANIÓN.Interacciones dipolo dipolo entre bases adyacentes de una misma cadena.

A-DNA: Es la estructura que adopta cuando está menos hidratado (65-75% de humedad relativa). En este caso, el diámetro de la molécula es mayor y los pares de bases están más juntos y ya no son perpendiculares al eje de la molécula, sino que adoptan un ángulo de unos 20º.Z-DNA: Es una estructura que se encuentra cuando alternan purinas y pirimidinas en la secuencia. En este caso, el diámetro de la molécula es menor y las cadenas principales de la molécula discurren en "zig-zag" (de ahí su nombre) con una trayectoria levógira.

http://www.johnkyrk.com/DNAanatomy.esp.html

Para conseguir que el ADN quepa dentro del núcleo, se encuentra muy empaquetado, y aún más cuando se condensa para formar un cromosoma.

Es la disposición que adopta la fibra de ADN de doble hélice al asociarse a proteínas.La estructura terciaria o desoxinucleoproteidos es exclusia de los núcleos de las células eucariotas. En bacterias y la mitocondrias el ADN de doble hélice no está asociado a proteínas.Histonas empaquetadorasDiferentes niveles de plegamiento: cromatina y cromosomas.

COLLAR DE PERLAS, ESTRUCTURA ARROSARIADA, FIBRE DE CROMATINA, FIBRA DE 100 Å:Se localiza en las células somáticas en reposo (interfase, no está en división).Constituye la cromatina que se tiñe fuertemente con colorantes básicos.Está constituido por partículas de 100 Å o 110 Å denominadas NUCLEOSOMAS.NUCLEOSOMA: formado por un ADN de 200 pdb (pares de bases) que gira un par de veces alrededor de una serie de moléculas de histonas, dos moléculas de histona H2A, dos de H2B, dos de H3, dos de H4, y una molécula de histona H1.

ESTRUCTURA DEL NUCLEOSOMA:NÚCLEO O CORE: está formado por un octámero formado por dos moléculas de cada una de las histonas H2A, H2B, H3, H4, y por una longitud de ADN de 146 pdb que se disponen a su alrededor dando 1,75 vueltas.ADN espaciador o linker: es la longitud del ADN que hay entre 2 núcleos consecutivos, así la mitad de un espaciador corresponde a un nucleoma y la otra mitad al siguiente nucleosoma. El ADN consta aproximadamente de 54 pdb siendo 27 pdb de un nucleosoma y las otras 27 del siguiente.ESTRUCTURA DEL CROMATOSOMA:La agrupación del core-H1 se denomina CROMATOSOMA.A la salida una particular nuclear o core, los dos extremos del ADN linker se asocian a una molécula de histona H1 mediante 10 pares de bases, describiendo 2 vueltas completas. SE utilizan por tanto 10 +146+10 =156 pdb.

SOLENOIDE:Está constituido por un arrollamiento sobre sí mismo del collar de perlas. Se invierten unos 6 nucleosomas por vuelta. Se acorta 5 veces el collar de perlas, y es imprescindible la presencia de cationes divalentes de Ca2+, Mg2+.

Cambios en la secuencia de las bases pueden producir mutaciones de distintos tipos:

REPLICACIÓN SEMICONSERVATIVA

Función: Material genético

Almacenamiento de la información genética Replicación de su propia molécula Síntesis de ARN (transcripción) Transferencia de la información genética

MONOCATENARIO:Lineal: virus.Circular: virus.

BICATENARIO:Lineal: núcleo células

eucariotas.Circular: bacterias,

mitocondrias, cloroplastos, virus bacteriófagos

Naturaleza bioquímica: β-D-rifofuranosa, A,G,C,U Estructura

Estructura primariaEstructura secundaria: MONOCATENARIO (excepto en reovirus)

Tipos de ARN: Se forman de la transcripción del ADN. ARNm :Vida corta. 5%. ARNt: (10 %) E 2aria(trébol) y 3aria (boomerang). Transporta aa ARNr: 85 % Componente de ribosomas

Funciones: Intervienen en la síntesis de proteínas.

ARNm (mensajero): Vida corta. 5% del ARN total. Copia de ADN Funcional con E. Primaria. En eucariotas => Su extremo 3´final posee de

150 a 200 nucleótidos de A. Extremo 5´una G trifosforilada y metilada (señal de inicio para la síntesis de proteínas (caperuza)

En procariotas: carece de caperuza y de cola poli A.

En eucariotas es monocistrónico (cada ARNm lleva información para una proteína). Cada gen del ADN da lugar a un ARNm distinto.

En procariotas es policistrónico, contiene información separadas para distintas proteínas

ARNr (ribosómico) :

Producto de fragmentación de ARN n (nucleolar)

85 % del total Componente de ribosomas

ARNt (transferente): 10 % Formado por 70-90 nucleótidos. Una única hebra plegada con zonas de doble hélice

(apareamiento de bases complementarias por enlaces de hidrógeno)=> origina tres bucles o lazos un brazo longitudinal => estructura secundaria en hoja de trébol o L invertida.

Características: extremo 5´fosforilado. Extremo 3´ todos tienen un triplete CCA (punto de unión con el aa activado). Brazo anticodón (el bucle cuya secuencia de 3 bases es reconocida por las enzimas que unen específicamente cada aa con su ARNt) El ARNt con su correspondiente aa, se une de manera específica, por medio del anticondón, con el correspondiente triplete de bases nitrogenadas del ARN mensajero que constituye el codón

Transporta aa, se unen por enlace ester al extremo 3´del ARNt.

ARNn (nucleolar): En el nucleolo se forma un

ARN de 45 S a partir de una región del ADN conocida como “organizadora nucleolar” que luego se disocia en 3 ARN (28 S y 18 S y 5,8 S). Posteriormente estos ARN pasan al citoplasma y forman los ribosoma.

En eucariotas la subunidad 40S sólo lleva el ARNr 18S y la subunidad 60S los ARNr 28S, 5,8S y 5S.

Síntesis de proteínas

Material genético (algunos virus)

DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN

HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Endonucleasas

Exonucleasas

Secuencias palindrómicas

“Dábale arroz a la zorra el abad”

TEST DE REPASO

TEMA 6

A partir de los componentes aislados, construye un nucleósido y un nucleótido, indicando el tipo de enlace y los productos de las reacciones necesarias.

H2O+

H2O+

Enlace N-glicosídico

Enlace fosfodiester

NUCLEÓSIDONUCLEÓTIDO

Representa mediante un dibujo la estructura del ADN, indicando las regiones de la misma donde se encuentran situados los grupos fosfato, las desoxirribosas y las bases nitrogenadas, así como los enlaces que permiten mantener unidas las hebras y las dimensiones del modelo B. Señala en el mismo dibujo qué tipo de enlaces se destruyen en la desnaturalización del dúplex.

Acido fosfórico

Basenitrogenada

Al desnaturalizarse se rompen los puentes de H entre bases

Tras el análisis del material genético de tres virus diferentes se han obtenido los siguientes datos: composición porcentual de nucleótidos de los genomas virales de “A”, “B” y “C”Vírus Adenina Guanina Citosina Timina UraciloA 30% 20% 20% 30%B 20% 30% 30 % 20%C 20% 21% 26% 33%A la vista de estos resultados ¿qué podemos concluir sobre el tipo de ácido nucleico (ADN o ARN, doble hebra o hebra sencilla) que compone el genoma de cada virus?:

A: virus de ADN2c,B: virus de ARN2c C: virus de ARN1c

Indica el tipo de molécula que aparece en la figura e indica las principales características de la misma que te han llevado a reconocerla. Indica su función biológica.

desoxirribonucleótido monofosfato de base púrica (dAMP o dGMP): Componente del ADN ,concretamente dAMP


NAD+ : Nicotín Adenín Dinucleótido

Dinucleótido: dos nucleótidos unidos por enlace nucleotídico (NMN + AMP)

AMPc: Ribonucleótido ciclado

Función: mensajero químico 2 ario

A-H2 + NAD+ A + NADH + H+ deshidrogenasa

Coenzima tica: de Deshidrogenasas Poder reductor (NADH y NADPH) Síntesis de ATP (NADH)


ATP: Ribonucleótido trifosfato (Adenosín trifosfato): Presenta: beta-D- ribofuranosa + base nitrogenada + 3 fosfatos.

Función: Vector energético (7,3 Kcal/mol)

¿Qué relación tradicional existe entre ADN, ARN y proteína? Representa esta relación mediante un esquema. ¿Qué diferencias existen entre ADN y ARN?

Dogma Central de la Biología Molecular:

Mediante un dibujo en el que aparezca la molécula de ADN indica como tiene lugar la desnaturalización de la misma. ¿Es reversible el proceso? Cita un agente físico y otro químico que desnaturalicen el ADN. Tª (ag. Físico) pH o iones (ag. Químico), desnaturalización, se rompen los pH entre las bases. Es reversible por renaturalización 65ºC → hibridación de ADN

Indica las funciones celulares desempeñadas por los distintos tipos de RNA presentes en las células.¿En qué parte de la célula desempeñan sus funciones los diferentes RNAs?

RNAm: traducción de proteínas en ribosomas (citosol, RER, cara externa de envoltura nuclear). RNAr: soporte traducción (citosol, RER, cara externa de envoltura nuclear).RNAt: traducción (tranportadores de aa a ribosomas)RNAregulador: activación de genes (interruptor) en el núcleo.

Biología. 2ºBachillerato. SANZ ESTEBAN, Miguel. SERRANO BARRERO, Susana. TORRALBA REDONDO. Begoña. Editorial Oxford.

Biología. 2ºBachillerato. ALCAMÍ, José. BASTERO, Juan José. FERNÁNDEZ, Benjamín. GÓMEZ DE SALAZAR, José María. MÉNDEZ, Mª Jesús. SLÖCKER Javier. Editorial SM.

Pachi SanMillan. I.E.S. Muriedas. http://www.biologia1bachilleratooja.blogspot.com.es/2011/10/acidos-nucleicos-esther-rodrigo.html http://www.bioquimicaqui11601.ucv.cl/unidades/hdec/HdeC2.html http://cienciastella.com http://departamentobiologiageologiaiesmuriedas.wordpress.com/2o-bachillerato/biologia-2/ http://docentes.educacion.navarra.es/~metayosa/bach2/2biometabo2.html http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/2b/Biologia/Enzimas/enzimas.ht

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ormacion.htm

BIBIOGRAFÍA Y PÁGINAS WEB

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