Tema 7 Ácidos nucleicos



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TEMA 7. ÁCIDOS NUCLEICOS.

TEMA 7

ÁCIDOS NUCLEICOS.

COMPOSICIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

1. NUCLEÓTIDOS.

Son monómeros que constituyen polímeros que, a su vez, constituyen los ácidos nucleicos.

Cada nucleótido está formado por:


  • Nucleósido.

  • Pentosa. D-2-desoxirribofuranosa.

  • Base nitrogenada.

  • Púrica. Derivado de la purina. Son la adenina (A) y la guanina (G).

  • Pirimidínica. Derivado de la pirimidina. Son la citosina (C), timina (T) y uracilo (U).

Para nombrarlos se antepone al nombre del nucleósido un prefijo que indica la base nitrogenada (cit-, tim-, ur-, aden- y guan-) y se añade la terminación –idina (pirimidínica) y –osina (púrica).

Si la pentosa es desoxirribosa, se coloca desoxi- delante del nombre. Ejemplo: desoxiguanosina.



  • Grupo fosfato. Unido al carbono 3´ o al carbono 5´ de la pentosa da lugar al nucleótido completo. Se nombra eliminando a al nucleótido, añadiendo el lugar de unión de la pentosa y el número de fosfatos unidos.

2. IMPORTANCIA DE LOS NUCLEÓTIDOS.

1. MOLÉCULAS ACUMULADORAS Y DONANTES DE ENERGÍA.

La expresión “guardar energía” no es teóricamente correcta: la energía se emplea para formar un enlace que, posteriormente, se libera de nuevo cuando se rompe.

Resulta eficaz disponer de un sistema capaz de acumular la energía liberada, de manera que pueda ser utilizada con posterioridad en la cantidad y en el momento precisos. Algunos nucleótidos (fundamentalmente de adenosina y de guanosina) con más de un grupo fosfato desempeñan esta función.

Cuando existe energía disponible, una molécula de ADP la emplea en unir un tercer grupo fosfato a los otros dos para obtener ATP.

El enlace así constituido es altamente energético y requiere 1,4 Kcal/mol, liberándose la misma energía cuando se rompe.

ADP + Ⓟ ↔ ATP



2. MOLÉCULAS CON FUNCIÓN COENZIMÁTICA.

 Nicotinamín adenín dinucleótido (NAD+). Derivado de la vitamina B3. Utilizado en catabolismo (ciclo de Krebs).

 Nicotinamín adenín dinucleótido fosfato (NADP+). Derivado de la vitamina B3. Utilizado en anabolismo (fotosín).

 Flavín adenín dinucleótido (FAD). Derivado de la vitamina B2.

Las tres coenzimas participan en deshidrogenaciones quedando como (NADH + H+), (NADPH + H+) y FADH2.

3. ADENOSÍN MONOFOSFATO CÍCLICO (AMPC).

Es un mensajero secundario (citoplasmático). Desempeña un papel importante en el desencadenamiento de respuestas de la célula ante las informaciones que recibe del medio extracelular. La unión de moléculas mensajeras a ciertos receptores específicos de la membrana plasmática provocan la activación de la enzima adenín ciclasa, formando AMPC.



EL ENLACE NUCLEOTÍDICO

Es una esterificación que se realiza entre el grupo fosfato situado en la posición 5´ de un nucleótido y el grupo hidrato que se encuentra en el carbono 3´ de otro nucleótido (enlace éster-fosfato 5´→3´).

Se trata de una condensación en la que se obtiene un dinucleótido y se libera una molécula de agua. El dinucleótido se puede unir a más nucleótidos y formar trinucleótidos, tetranucleótidos, polinucleótidos y, finalmente, ácidos nucleicos.

LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.

1. ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN).

El ADN está formado por la unión de desoxirribonucleótidos. Las bases nitrogenadas pueden ser adenina, guanina, citosina y timina.

 Formas. En algunos virus la cadena de ADN es lineal y simple. En eucariotas y procariotas la cadena de ADN es doble. Siendo lineal (abierto) en el primero y anular en el segundo.

1. ESTRUCTURA DEL ADN.

 Estructura primaria. Secuencia de desoxirribonucleótidos. La diferencia entre las moléculas de ADN de los distintos organismos indica únicamente en el orden de las bases nitrogenadas que cuelgan de las pentosas.

 Estructura secundaria. Características:


  • Constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud.

  • Las dos cadenas son antiparalelas: el extremo 5´ de una se une al 3´ de la otra.

  • La unión de las dos cadenas se realiza por medio de pph entre las bases nitrogenadas de ambos: la adenina forma dos pph con la timina y la guanina tres con la citosina.

  • Las dos cadenas están enrolladas en espiral formando una doble hélice alrededor de un eje imaginario.

  • Las bases nitrogenadas quedan en el interior de la doble hélice.

  • Los planos de las bases nitrogenadas enfrentadas son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la hélice.

  • El enrollamiento de la doble hélice es plectonímico, las cadenas no se pueden separar sin ser desenrolladas.

  • La doble hélice es dextrógira. El enrolamiento gira en el sentido de las agujas del reloj.

 Estructura terciaria. Nuevos plegamientos dan lugar a un tercer nivel estructural. Esto es necesario porque:

  • Las largas cadena de ADN deben acoplarse en le reducido espacio disponible en el interior de la célula.

  • La regulación de la actividad del ADN depende en gran medida del grado de plegamiento que posea la molécula.

Como resultado final, el ADN aparece constituyendo la cromatina o los cromosomas.

Desnaturalización del ADN

Se produce cuando la doble hélice del ADN se somete a temperaturas elevadas, a cambios de pH del medio o a altas concentraciones salinas.

Las dos cadenas polinucleotídicas se separan al romperse las bases nitrogenadas.

2. ÁCIDO RIBONUCLEICO (ARN).

Polímero no ramificado compuesto por nucleótidos unidos por enlaces éster-fosfato. El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos es la ribosa y en que en las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias aparece uracilo en lugar de timina. Puede aparecer en el núcleo o en el citoplasma celular.

Excepto en los reovirus, el ARN está constituido por una única cadena, aunque en el ARN transferente aparecen tramos bicatenarios, originados por el plegamiento de la cadena sobre sí misma.

Sintetiza proteínas específicas de un organismo realizando el mensaje genético codificado por el ADN. El ADN contiene la información, el ARN la utiliza para que se concretice en las proteínas específicas del individuo.



1. ARN MENSAJERO (ARNm).

Copia de una parte de ADN (monocistrónico) – las que copian todo el ADN son las procariotas (policistrónicos)-. La copia será utilizada por los ribosomas como información para poder unir los aminoácidos en el orden adecuado y constituir una proteína concreta.

Tiene una vida muy corta. Cuando se necesita sintetizar una proteína concreta, se fabrica de nuevo el ARN mensajero correspondiente.

2. ARN RIBOSÓMICO (ARNr).

Forma parte de los ribosomas y participa en el proceso de unión de los aminoácidos para sintetizar las proteínas. Las células procariotas y eucariotas tienen cadenas de ARNr ligeramente distintos.



3. ARN TRANSFERENTE (ARNt).

El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos presentes en el citoplasma celular gasta los ribosomas, donde se reunirán para constituir las proteínas. Cada molécula de ARNt transporta un aminoácido específico. Estas diferencias son debidas a una secuencia de tres bases nitrogenadas, denominada anticodón, que varía entre los distintos ARNt.

Poseen una estructura secundaria en la que existen tramos de doble cadena, por emparejamiento intracatenario. Estos tramos se denominan brazos y hay cuatro en cada molécula, aunque también puede aparecer un quinto brazo más corto que los otros. En los extremos de tres de los brazos existen zonas sin emparejar que componen los bucles.

En el extremo 3´ de la cadena tiene siempre la secuencia de bases CCA. A ese nucleótido terminal de adenina se une el aminoácido que va a ser transportado. En el extremo 5´ existe un nucleótido con guanina.



La estructura extendida del ARNt tiene forma de hoja de trébol.





ADN

ARN

Bases nitrogenadas

Timina

Uracilo

Pentosa

2-desoxirribosa

Ribosa

Estructura

Bicatenaria

Monocatenaria

Función

Conservación del mensaje

Expresión del mensaje

Posición en eucariotas

Núcleo

Citoplasma y núcleo



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