ACIDOS NUCLEICOS

CIDOS NUCLECOS

Elaborado por: Dr ( c) Claudio Aballay Fredes Ingeniero Civil Industrial Msc. Ciencias Qumicas

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Los cidos nucleicos son grandes molculas formadas por la repeticin de una molcula unidad que es el nucletido. Pero a su vez, el nucletido es una molcula compuesta por tres:

Pentosa

ribosa desoxirribosa

cido fosfrico Una base nitrogenada, que puede ser una de estas cinco

adenina guanina citosina timina uracilo

Nuclesidos Los nuclesidos se forman mediante la unin de una base con una pentosa (ribosa o desoxirribosa). El carbono 1 de la pentosa se une a un tomo de nitrgeno de la base nitrogenada por medio de un enlace N-glucosdico.

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En funcin de la pentosa a la que se une la base nitrogenada, los nuclesidos se agruparn en: Ribonuclesidos (que contienen ribosa) y Desoxirribonuclesidos (que tienen 2-desoxirribosa).

N u c le s id o s , 1

U n i n d e u n a b a se a u n a p e n to sa a trav s d e u n en la ce d e tip o -N -g lic o sd ic o :

OH O C H 2

O HO H

N

N N

N

H 2 N

OH O C H 2

O H

N

N N

N

H 2N

HA d e n o s in a

(p e n to sa e s rib o sa ) D e so x ia d en o s in a(p en to sa e s d eso x irrib o sa )

E n lace -N -g lic o s d ico

P u rin as : e n lace e n tre ca rb o n o an o m rico (1 ) y N 9 d e la b ase

Citidina Desoxicitidina

OHOCH2

OHOH

N

N

O

NH2

OHOCH2

OH H

N

N

O

NH2

Nuclesidos, 2

Pirimidinas: enlace entre carbono anomrico (1) y N1 de la base

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OHOCH2

OHOH

N

N N

N

H2N1

2

3

45

67

891'2'3'4'

5'

Numeracin

Base Nuclesido

Adenina AdenosinaGuanina GuanosinaHipoxantina Inosina

Citosina CitidinaUracilo UridinaTimina Timidina

Nomenclatura

Nucletidos

Los nucletidos estn formados por una pentosa, que puede ser o Ribosa o Desoxirribosa, una base nitrogenada, que bien puede ser prica (Adenina o Guanina) o pirimidnica (Citosina, Timina o Uracilo) y por ltimo el cido fosfrico.

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El conjunto de nucletidos formarn una macromolcula que se llama DNA o RNA. Los ribonucletidos formarn el RNA, y los desoxirribonucletidos el DNA, la composicin de estos varan de la siguiente forma.

Pentosa (Ribosa)

Prica (Adenina o Guanina) Base

nitrogenada Pirimidinica (Citosina o Uracilo)

Acido fosfrico

Los nucletidos, que forman el RNA estn formados por Ribosa, Adenina, Guanina, Citosina o Uracilo, y cido fosfrico. Nunca encontraremos Desoxiribosa o Timina en el RNA. Habr as nucleotdos de Adenina, Guanina, Citosina o Uracilo.

Pentosa (Desoxibosa)

Prica (Adenina o Guanina) Base

nitrogenada Pirimidnica (Citosina o Timina)

cido fosfrico

De igual manera, para el cido desoxirribonucleico (DNA), la composicin es Desoxiribosa, Adenina, Guanina, Citosina o Timina y cido fosfrico. No

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hay ribosa en estos nucletidos y nunca encontraremos Uracilo entre sus bases nitrogenadas.

Los cidos nucleicos estn formados por largas cadenas de nucletidos, enlazados entre s por el grupo fosfato. Son las molculas que tienen la informacin gentica de los organismos y las responsables de su transmisin hereditaria.

Estructura del ADN La estructura primaria de un determinado ADN est definida por la

"secuencia" de las bases nitrogenadas en la cadena de nucletidos, residiendo precisamente en esta secuencia de bases la informacin gentica del ADN. El orden en el que aparecen las cuatro bases a lo largo de una cadena en el ADN es, por tanto, crtico para la clula, ya que este orden es el que constituye las instrucciones del programa gentico de los organismos.

Conocer esta secuencia de bases, es decir, secuenciar un ADN equivale a descifrar su mensaje gentico.

La estructura secundaria La molcula de ADN est constituida por dos

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largas cadenas de nucletidos unidas entre s formando una doble hlice. Las dos cadenas de nucletidos que constituyen una molcula de ADN, se mantienen unidas entre s porque se forman enlaces entre las bases nitrogenadas de ambas cadenas que quedan enfrentadas. Esta doble hlice del ADN, con el apareamiento de bases ( A-T; G-C ), implica que el orden o secuencia de bases de una de las cadenas delimita automticamente el orden de la otra, por eso se dice que las cadenas son complementarias. Una vez conocida la secuencia de las bases de una cadena, se deduce inmediatamente la secuencia de bases de la complementaria. La unin de las bases se realiza mediante puentes de hidrgeno, y este apareamiento est condicionado qumicamente de forma que la adenina (A) slo se puede unir con la Timina (T) y la Guanina (G) con la Citosina (C).

En el ADN podemos encontrar tres tipos de estructura secundaria, que responden a las siguientes caractersticas:

TIPO DE ADN GIRO DE HELICE nm por Vuelta Plano entre bases n de nucleotidos

por vuelta

A Dextrgiro 2.8 inclinado 11

B Dextrgiro 3.4 perpendicular 10

Z Levogiro 4.5 zig-zag 12

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Estructura terciaria. Empaquetamiento de la cromatina

El cromosoma es una unidad discreta del genoma que porta muchos genes. Est formado por una larga molcula de ADN y por protenas nucleares. Solamente es visible como una entidad morfolgica, durante la divisin celular. En el ncleo de la clula en interfase no se pueden distinguir cromosomas individuales y el complejo formado por

el ADN y protenas, recibe el nombre de cromatina. La cromatina est compuesta por el DNA, protenas bsicas, las histonas

(que son cinco: H1, H2A, H2B, H3 y la H4) y de otras protenas conocidas como no histonas. El nucleosoma es la subunidad fundamental de la cromatina y tiene el mismo tipo de diseo en todos los eucariotas: como una cuenta de collar. En un nucleosoma, un octmero de histonas (pequeas protenas bsicas), forma un cuerpo alrededor del cual una porcin de la doble hlice se dispone en la superficie dando dos vueltas alrededor. La forma del ncleo depende de la relacin entre las 4 histonas que lo conforman: Una quinta histona (H1), se ubica fuera, en la regin donde el DNA entra y sale del nucleosoma y actuara como cierre o tapa, impidiendo la digestin por las enzimas. La sucesin de nucleosomas forma una fibra de alrededor de 10 nm. Esta fibra se forma an en ausencia de H1.

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El siguiente nivel de organizacin es la fibra de 30 nm de dimetro, que tiene 6 nucleosomas por vuelta. Esta fibra s requiere la presencia de H1. Su ms probable disposicin espacial es en forma de solenoide. Es el componente esencial tanto de la eucromatina como de la heterocromatina. Niveles superiores de empaquetamiento. Protenas no histonas, son responsables del paso siguiente de organizacin de la fibra en cromatina de la interfase o en ultraestructura de los cromosomas mitticos. El tercer nivel es el empaquetamiento de la fibra de 30 nm,

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ESTRUCTURA ARN Formado por muchos ribonucletidos, los cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiester en sentido 5 3. Estn formados por una sola cadena, a excepcin del ARN bicatenario de los reovirus.

Estructura primaria del ARN Al igual que el ADN, se refiere a la secuencia de las bases nitrogenadas que constituyen sus nucletidos.

Estructura secundaria del ARN Alguna vez, en una misma cadena, existen regiones con secuencias complementarias capaces de aparearse.

Estructura terciaria del ARN Es un plegamiento, complicado, sobre al estructura secundaria.

CLASIFICACIN DE LOS ARN. Para clasificarlos se adopta la masa

molecular media de sus cadenas, cuyo valor se deduce de la velocidad de sedimentacin. La masa molecular y por tanto sus dimensiones se miden en svedberg (S). Segn esto tenemos:

ARN mensajero (ARNm) Sus caractersticas son la siguientes:

Cadenas de largo tamao con estructura primaria.

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Se le llama mensajero porque transporta la informacin necesaria para la sntesis proteica.

Cada ARNm tiene informacin para sintetizar una proteina determinada.

Su vida media es corta. En procariontes el extremo 5posee un grupo trifosfato. En

eucariontes en el extremo 5posee un grupo metil-guanosina unido al trifosfato, y el extremo 3posee una cola de poli-A

En los eucariontes se puede distinguir tambin:

Exones, secuencias de bases que codifican proteinas Intrones, secuencias sin informacin.

Un ARNm de este tipo ha de madurar (eliminacin de intrones) antes de hacerse funcional. Antes de madurar, el ARNm recibe el nombre de ARN heterogeneonuclear (ARNhn ).

ARN ribosmico (ARNr) Sus principales caractersticas son:

Cada ARNr presenta cadena de diferente tamao, con estructura secundaria y terciaria.

Forma parte de las subunidades ribosmicas cuando se une con muchas proteinas.

Estn vinculados con la sntesis de proteinas.

ARN nucleolar (ARNn) Sus caractersticas principales son:

Se sintetiza en el nucleolo. Posee una masa molecular de 45S, que actua como precursor de

parte del ARNr, concretamente de los ARNr 28S (de la subunidad mayor), los ARNr 58S (de la subunidad mayor) y los ARNr 18S (de la subunidad menor)

ARNu

Sus principales caractersticas son: Son molculas de pequeo tamao Se les denomina de esta manera por poseer mucho uracilo en su

composicin

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Se asocia a proteinas del ncleo y forma ribonucleoproteinas pequeo nucleares (RNPpn) que intervienen en:

a) Corte y empalme de ARN b) Maduracin en los ARNm de los eucariontes c) Obtencin de ARNr a partir de ARNn 45S.

ARN transferente (ARNt) Sus principales caractersticas son.

Son molculas de pequeo tamao Poseen en algunas zonas

estructura secundaria, lo que va hacer que en las zonas donde no hay bases complementarias adquieran un aspecto de bucles, como una hoja de trebol.

Los plegamientos se llegan a hacer tan complejos que adquieren una estructura terciaria

Su misin es unir aminocidos y transportarlos hasta el ARNm para sintetizar proteinas.

El lugar exacto para colocarse en el ARNm lo hace gracias a tres bases, a cuyo conjunto se llaman anticodn (las complementarias en el ARNm se llaman codn).

NUCLEOTIDOS NO NUCLEICOS Aunque son muy diversas las biomolculas que contienen energa almacenada en sus enlaces, es el ATP (adenosn trifosfato) la molcula que interviene en todas las transacciones de energa que se llevan a cabo en las clulas; por ella se la califica como "moneda universal de energa".

El ATP est formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos, contiene enlaces de alta energa

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entre los grupos fosfato; al romperse dichos enlaces se libera la energa almacenada.

En la mayora de las reacciones celulares el ATP se hidroliza a ADP, rompindose un slo enlace y quedando un grupo fosfato libre, que suele transferirse a otra molcula en lo que se conoce como fosforilacin; slo en algunos casos se rompen los dos enlaces resultando AMP + 2 grupos fosfato.

Adenosn monofosfato cclico (AMP-c) que actua como segundo mensajero.

Coenzima A (Co-A) que actua como transportador celular. Nicotn adenn dinucletido (NAD) que actua como coenzima en reacciones de oxidacin-reduccin. Otros son el flavn adenn dinucletido (FAD), el flavin adenn mononucletido (FMN), etc...

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