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1950 Edwin Chargaff expone su hipótesis…

El contenido de nucleótidos de adenina es igual al de timina. Y el contenido de nucleótidos de guanina al de citosina

Esto se mantiene en cada especie. Por ejemplo…

►Humanos: T=30% A=·30% G=20% C= 20%

►Rata: T=28,6% A=·28,6% G=21,4% C= 21,4%

►E. coli: T=23,8% A=·23,8% G=26,2% C= 26,2%

TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS

1951 Rosalind Franklin toma las imágenes de difracción de rayos X del ADN


1953 Francis Crick y James Watson, proponen el modelo de la doble hélice de DNA

1962 Maurice Wilkins, Francis Crick y James Watson reciben el premio Nobel



Artículo original de Watson y Crick publicado en la revista Nature el 25 de abril de 1953

TEMA 6 .- BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS IV: ÁCIDOS NUCLEICOS

• A.- Características generales de los Ácidos Nucleicos

• B.- Nucleótidos y derivados nucleotídicos– El esqueleto covalente de los ácidos nucleicos: el enlace

fosfodiéster

• C.- Estructura y función del ADN– Reconstrucción histórica del descubrimiento de la

estructura del ADN

– El modelo de la doble hélice de Watson y Crick

• Estructura y funciones de los ARNs– ARN mensajero

– ARN de transferencia

– ARN ribosómico

– Otros tipos de ARN

La molécula de ADN está formada por dos cadenas de nucleótidos dispuestas en sentido antiparalelo

Es decir, una va en sentido 5´→3´y la otra de 3´→ 5´

5´

3´

5´


El modelo de la doble hélice de Watson y Crick (Hélice B)


Las dos hebras son complementarias:

5´ ATGCCCATTATCGATA 3´

3´ TACGGGTAATAGCTAT 5´

Las dos cadenas forman una doble hélice que se enrolla en sentido dextrógiro sobre un eje imaginario

Surco mayor

Surco menor


La hélice mide 2 nm de ancho y cada 3,6 nm es una vuelta completa

El esqueleto Ribosa-Fosfato queda hacia el exterior, y en el centro de la doble hélice quedan las bases nitrogenadas

Cada vuelta completa de la hélice son 10 pares de bases*

Surco

mayor

Surco

menor

Las bases se encuentran apareadas y forman puentes de H entre ellas: dos en el par A/T y 3 en el par G/C.

Estos pares de bases tienen idoneidad estérica

Adenina

Timina

Citosina

Guanina


Este modelo resolvió uno de los problemas más importantes de la biología…

La molécula responsable de contener la información genética debe ser capaz de hacer copias de si misma

Esta capacidad se basa en la complementariedad de las hebras


Además de la hélice B, existen otros dos modelos de hélice de ADN…

Hélice A Hélice ZHélice B


El ADN se puede desnaturalizar al calentarse y separar las dos hebras, pero a diferencia de las proteínas si puede renaturalizarfácilmente al enfriarse

Desnaturalización parcial Renaturalización

Desnaturalización completa

Apareamiento de las bases


Estructura y funciones de los ARNs

Tienen una estructura química básicamente igual al ADN: son cadenas lineales de polinucleótidos

Pero existen algunas diferencias importantes

– Tipo de nucleótido: ribonucleótidos. El O en el Carbono 2´ de la ribosa hace más inestables las estructuras de cadena doble de ARN

– Aparece Uracilo en vez de Timina

– Los ARNs son de cadena simple, aunque en algunos casos hay segmentos complementarios (ARNt), incluso algunos virus (reovirus) tienen ARN de cadena doble

– Son moléculas más pequeñas que el ADN


Representa un pequeño porcentaje del total del ARN celular: del 3 al 5%

Su tamaño es variable: entre 105 y 106 Dalton

Su vida media es muy corta

Son copias de un segmento de ADN producidas en el núcleo por un proceso denominado Transcripción

Por tanto, el ARNm codifica cadenas polipeptídicas


ARN mensajero (ARNm)

Existen diferencias entre procariotas y eucariotas

◼ ARNm de procariotas:

◼ En el extremo 5´ llevan un nucleótido trifosfato

◼La secuencia es continua: son monocistrónicos

◼ARNm de eucariotas:

◼En el extremo 5´ portan un trifosfato de metilguanosina (5´Cap)

◼En el 3´ llevan una cola de Poli A : de 60 a 200 nucleótidos de adenina

◼Muchas veces el ARN es policistrónico


Exones: segmentos codificantes

Intrones: segmentos no codificantes

ARNm Policistrónico

ARNm Monocistrónico

Esto obliga a que el ARNm de los eucariotas deba sufrir un proceso de maduración después de su síntesis (Splicing)


Gen

Gen 1 Gen 2 Gen 3


ARN ribosómico (ARNr)

Es el mayoritario en la célula: aproximadamente el 75% del total

Forma los ribosomas

Tiene un gran tamaño: 1,5 106 Daltons

En Eucariotas hay dos formas mayoritarias el 28S y el 18 S

Los genes para el ARNr son los más conservados del genoma

Son ARNs de pequeño tamaño: 25.000 D, apenas entre 80 y 90 nucleótidos

Existen unas 50 moléculas diferentes por célula

Tienen unas características particulares:

• Presentan en su composición un porcentaje importante de bases raras como la inosina, dimetil guanina, pseuduracilo o metilinosina.

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ARN de transferencia, o transferente, (ARNt)

Son RNAs de pequeño tamaño: 25.000 D, apenas entre 80 y 90 nucleótidos

Existen unas 50 moléculas diferentes por célula

Tienen unas características particulares:

• Presentan en su composición un porcentaje importante de bases raras como la inosina, dimetil guanina, pseuduracilo o metilinosina.

• Presentan segmentos de doble cadena intracatenarios

Su estructura tridimensional es muy bien conocida


ARN de transferencia, o transferente, (ARNt)

BASES RARAS

Inosina


Estructura del ARNt


Estructura tridimensional del ARNt para la fenil alanina


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