áCidos nucleicos

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BIOLOGÍA-LOYOLA 1 ÁCIDOS NUCLEICOS : ESTRUCTURA QUÍMICA. CONFORMACIÓN DEL ADN. EL ADN COMO PORTADOR DE INFORMACIÓN : EL CÓDIGO GENÉTICO. 1. INTRODUCCIÓN Los ácidos nucleicos son dos : El ADN ( Ácido Desoxirribonucleico ) y el ARN ( Ácido Ribonucleico ), y son moléculas que desempeñan funciones muy importantes en los seres vivos, ya que contienen la información que permite a los organismos disponer de lo necesario para desarrollar sus ciclos biológicos, desde su nacimiento hasta su muerte. Además no sólo cuentan con el mensaje genético, es decir, no sólo tienen los genes, sino que también cuentan con las instrucciones precisas para su lectura. 2. ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos están compuestos por Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno y Fósforo, y al igual que los aminoácidos forman las proteínas, los nucleótidos forman los ácidos nucleicos. Pero a diferencia de los aminoácidos, los nucleótidos son a su vez moléculas complejas formadas a su vez por otras por tres clases de moléculas : 1) Una azúcar ( pentosa ). 2) Una base nitrogenada. 3) Una molécula de Ácido Ortofosfórico. Es decir al hidrolizar un ácido nucleico obtenemos nucleótidos, los cuales al hidrolizarlos totalmente obtenemos estos tres tipos de compuestos. 1) EL AZÚCAR ( PENTOSA ) : Las pentosas que forman los ácidos nucleicos pueden ser de dos tipos : a) β-D-Ribofuranosa : Forma parte del ARN. b) β-D-2´-Desoxirribofuranosa : Forma parte del ADN. Hay que destacar que para numerar las pentosas que forman parte de los nucleótidos se pone el número del carbono correspondiente seguido del signo prima ( ´ ), para distinguir su numeración de la numeración de los carbonos de las bases nitrogenadas. 2) BASES NITROGENADAS : Se llaman así porque en sus moléculas hay zonas donde se localizan pares de electrones no compartidos capaces de atraer protones, lo que les da un cierto carácter básico. Las bases nitrogenadas pueden ser de dos tipos : a) Bases Nitrogenadas Púricas. b) Bases Nitrogenadas Pirimidínicas. JOSÉ JUAN CANEL ÁLVAREZ

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  • 1. BIOLOGA-LOYOLA1CIDOS NUCLEICOS : ESTRUCTURA QUMICA.CONFORMACIN DEL ADN. EL ADNCOMO PORTADORDEINFORMACIN : EL CDIGO GENTICO.1. INTRODUCCINLos cidos nucleicos son dos : El ADN ( cido Desoxirribonucleico ) y el ARN ( cidoRibonucleico ), y son molculas que desempean funciones muy importantes en losseres vivos, ya que contienen la informacin que permite a los organismos disponer delo necesario para desarrollar sus ciclos biolgicos, desde su nacimiento hasta su muerte.Adems no slo cuentan con el mensaje gentico, es decir, no slo tienen los genes,sino que tambin cuentan con las instrucciones precisas para su lectura.2. ESTRUCTURA QUMICA DE LOS CIDOS NUCLEICOSLos cidos nucleicos estn compuestos por Carbono, Hidrgeno, Oxgeno, Nitrgeno yFsforo, y al igual que los aminocidos forman las protenas, los nucletidos formanlos cidos nucleicos.Pero a diferencia de los aminocidos, los nucletidos son a su vez molculas complejasformadas a su vez por otras por tres clases de molculas :1) Una azcar ( pentosa ). 2) Una base nitrogenada. 3) Una molcula de cidoOrtofosfrico.Es decir al hidrolizar un cido nucleico obtenemos nucletidos, los cuales alhidrolizarlos totalmente obtenemos estos tres tipos de compuestos.1) EL AZCAR ( PENTOSA ) : Las pentosas que forman los cidos nucleicospueden ser de dos tipos :a) -D-Ribofuranosa : Forma parte del ARN.b) -D-2-Desoxirribofuranosa : Forma parte del ADN.Hay que destacar que para numerar las pentosas que forman parte de los nucletidos sepone el nmero del carbono correspondiente seguido del signo prima ( ), paradistinguir su numeracin de la numeracin de los carbonos de las bases nitrogenadas.2) BASES NITROGENADAS : Se llaman as porque en sus molculas hay zonasdonde se localizan pares de electrones no compartidos capaces de atraer protones, loque les da un cierto carcter bsico.Las bases nitrogenadas pueden ser de dos tipos :a) Bases Nitrogenadas Pricas. b) Bases Nitrogenadas Pirimidnicas.JOS JUAN CANEL LVAREZ

2. BIOLOGA-LOYOLA 2a) Bases Nitrogenadas Pricas : Derivan de la Purinas y son dos : La Adenina ( A ) yla Guanina ( G ), y estas dos bases nitrogenadas se encuentran tanto en el ADN comoen el ARN.b) Bases Nitrogenadas Pirimidnicas : Derivan de la Pirimidina, y son tres : LaCitosina (C ), la Timina ( T ), y el Uracilo ( U ). La Citosina se encuentra en el ADN yen el ARN; la Timina ( T ) se encuentra SLO en el ADN; y el Uracilo se encuentraSLO en el ARN.Adems, aparte de estas cinco bases que son las normales que encontramos en los doscidos nucleicos, podemos encontrar otras bases nitrogenadas ( como veremos msadelante ) que se llaman bases nitrogenadas secundarias y que suelen ser formasmetiladas de estas 5 bases principales.LOS NUCLESIDOSEstn formados por la unin de una pentosa y una base nitrogenada mediante unenlace N-GLICOSDICO entre el carbono 1 de la pentosa y el nitrgeno 1 de lasbases Pirimidnicas o el nitrgeno 9 de las bases pricas.Si la pentosa que forma el nuclesido es la -D-Ribofuranosa (- D-Ribosa ) alnuclesido se le llama RIBONUCLESIDO porque forma parte del ARN ; en cambioJOS JUAN CANEL LVAREZ 3. BIOLOGA-LOYOLA3si la pentosa es la -D-2-Desoxirribofuranosa (-D-2-Desoxirribosa ) al nuclesidose le llama DESOXIRRIBONUCLESIDO porque forma parte del ADN.LOS NUCLETIDOSSe forman por la unin de un nuclesido y un cido Ortofosfrico. El cidoOrtofosfrico se une a la pentosa del nuclesido en su carbono 2, o en su carbono 3, oen su carbono 5.El enlace entre la pentosa y el cido Ortofosfrico es de tipo ster y como interviene uncido fosfrico el enlace se llama enlace FOSFOSTER.JOS JUAN CANEL LVAREZ 4. BIOLOGA-LOYOLA 4Los nucletidos adems de formar parte de los cidos nucleicos tienen otras funciones :a. Son portadores de energa qumica, como por ejemplo el ATP, el GTP, el CTP...b. Son componentes de cofactores de enzimas como por ejemplo el Coenzima A.c. Son intermediarios de la comunicacin de las clulas como por ejemplo los AMPcclicos que actan en el interior de la clula provocando cambios adaptativos en ella.RESUMEN MUY IMPORTANTE :1. NUCLESIDO : BASE NITROGENADA + PENTOSA : Ribonuclesido : Si la pentosa es la Ribosa . No llena la base nitrogenadaTimina. Forma parte del cido nucleico ARN. Desoxirribonuclesido : Si la pentosa es la Desoxirribosa. No lleva Uracilo.Forma parte del cido nucleico ADN.2. NUCLETIDO : BASE + PENTOSA + CIDO ORTOFOSFRICO , o loque es lo mismo : NUCLESIDO + CIDO ORTOFOSFRICO. Ribonucletido : Si la pentosa es la Ribosa. Forma parte del ARN. No llevaTimina. Desoxirribonuclotido : Si la pentosa es la Desoxirribosa. Forma parte del ADN.No lleva Uracilo.JOS JUAN CANEL LVAREZ 5. BIOLOGA-LOYOLA5POLINUCLETIDOSSon la unin de muchos nucletidos, de manera que se une el grupo fosfato de unnucletido con la pentosa de otro nucletido. : El grupo 5 de un nucletido se une algrupo alcohol 3 del siguiente nucletido por un enlace FOSFODISTER,liberndose una molcula de agua.En la cadena, el extremo 5 tiene un grupo fosfato libre, y el extremo 3 tiene libreel grupo OH del carbono 3 de la pentosa. Ej : 5 P-GGCCTATAT-OH 3. JOS JUAN CANEL LVAREZ 6. BIOLOGA-LOYOLA63. EL ADNEs la molcula de la herencia. Las bases nitrogenadas que lo forman son la A, G, C, T(por lo tanto como ya sabis el ADN no tiene URACILO ). Las bases nitrogenadasson las que llevan la informacin gentica, mientras que los cidos fosfricos y lasDesoxirribosas tiene misin estructural. FUNCIONES BIOLGICAS DEL ADNDesempea dos funciones muy importantes en los seres vivos :1. LOS GENES DE LOS CROMOSOMAS ESTN FORMADOS POR ADN, y losgenes llevan la informacin necesaria que permite que se sinteticen todas las protenasdel organismo, por lo tanto el ADN es el que lleva la informacin para la sntesis detodas las protenas.Esta informacin que lleva el ADN se llama CDIGO GENTICO y este cdigogentico debe descodificarse para que la clula lo pueda utilizar, y este proceso dedescodificacin se realiza en dos fases :1) Primera fase o fase de Transcripcin : La clula copia la informacin de lascadenas de ADN y hace una copia que es una cadena de ARN mensajero ( ARNm ).2) Segunda fase o fase de Traduccin : La informacin que lleva ese ARNm escaptada por los ribosomas y se van uniendo aminocidos para formar las distintasprotenas.JOS JUAN CANEL LVAREZ 7. BIOLOGA-LOYOLA 7De manera que podemos hablar del llamado DOGMA CENTRAL DE LABIOLOGA MOLECULAR :TRANSCRIPCIN TRADUCCINADNARNMPROTENAS2. LA SEGUNDA FUNCIN ES LA AUTODUPLICACIN O REPLICACIN :Cada molcula de ADN origina dos copias idnticas a la original, y gracias a estapropiedad del ADN, cada clula antes de dividirse, hace una copia de su ADN, y ascada clula hija tiene la misma informacin gentica que la clula madre, y as latransmisin gentica se transmite de generacin en generacin. TIPOS DE ADN1) ADN MONOCATENARIO ( de una sola cadena o hebra ) : Puede ser : a) Lineal : Ej : En los Parvovirus.b) Circular : Ej : -x-174.2) ADN BICATENARIO ( de dos hebras o cadenas ) : Puede ser : a) Lineal : Como en algunos virus, y como el ADN que est en el interiordel ncleo de las clulas eucariotas.b) Circular : Como el que hay en las mitocondrias, en los cloroplastos, en bacterias y en algunos virus. ESTRUCTURA BIOLGICA DEL ADN : LA NATURALEZA DEL MATERIAL HEREDITARIO1) La primera evidencia que se tiene sobre la estructura o naturaleza del ADN fue dadapor GRIFFITH en 1944. Griffith era un mdico que estudiaba las causas que producala neumona provocada por la infeccin de la bacteria Streptoccocus pneumoniae.Griffith aisl dos cepas de esta bacteria :a) CEPA S : Las bacterias de esta cepa tenan aspecto liso ya que estaban recubiertas deuna cpsula. Adems esta cpsula les hacan ser virulentas y por lo tanto mortales paralos ratones.b) CEPA R : Tenan aspecto rugoso, ya que no posean cpsula, y por lo tanto no eranmortales para los ratones.Una vez observado esto, Griffith realiz el siguiente experimento :1) Inyect bacterias S a ratones : Los ratones enfermaban y moran, ya que estasbacterias como dijimos antes tienen cpsula por lo que no pueden ser destruidas por elsistema inmune y por lo tanto pueden reproducirse. Adems cuando Griffith estudi losratones muertos recuper bacterias S vivas.2) Inyect a los ratones bacterias S muertas por calor y vio que los ratones vivan.3) Inyect a los ratones bacterias R vivas y vio que los ratones vivan ya que lasdefensas de los ratones mataban a las bacterias al no poseer stas cpsulas.4) Inyect una mezcla de bacterias S muertas y bacterias R vivas : Los ratonesenfermaron y murieron, y adems obtuvo de los cadveres bacterias S vivas. CMOSE EXPLICA ESTO ?La explicacin dada por Griffith fue que debe existir algn factor transformantepresente en las bacterias S muertas, y que este factor haba pasado a las bacteriasR vivas y las convirti en S, y por lo tanto en virulentas y mortales.JOS JUAN CANEL LVAREZ 8. BIOLOGA-LOYOLA 82) Ms tarde AVERY Y COLABORADORES repitieron el experimento realizado porGriffith e identificaron el factor transformante :a) Extrajeron el ADN de las bacterias virulentas muertas por calor eliminando lasprotenas hasta donde les fue posible para obtener el mximo de ADN puro.b) Aadieron el ADN puro a las bacterias R no virulentas y el resultado fue que stas seconvirtieron en S ya que eran capaces de formar cpsula, y por lo tanto en virulentas ymortales.La conclusin de Avery fue la siguiente : El ADN de las bacterias S penetra en lasbacterias R, de manera que el ADN de las S entra en el ADN de las R, y a partir deaqu stas ya son capaces de producir cpsula y ser S . Adems las generaciones debacterias transformadas en S seguan produciendo cpsula . POR LO TANTO ELADN ES EL PORTADOR DE LA INFORMACIN GENTICA, LA CUAL SETRANSMITE DE GENERACIN EN GENERACIN .JOS JUAN CANEL LVAREZ 9. BIOLOGA-LOYOLA 93) Ms tarde CHARGAFF Y COLABORADORES estudiaron los componentes delADN y emitieron los siguientes resultados :a) La composicin de bases de un ADN vara de una especie a otra.b) La composicin de bases nitrogenadas de un ADN no vara con la edad delorganismo, ni con su estado nutricional, ni con las variaciones del ambiente.c) Los ADN de tejidos diferentes de un mismo organismo tienen la mismacomposicin de bases nitrogenadas.d) En todos los ADN bicatenarios o de doble cadena la cantidad de Adenina esigual a la cantidad de Timina ( [ A ] = [ T ] ).e) De la misma manera se puede deducir que la concentracin de Citosina es iguala la concentracin de Guanina ( [ C ] = [ G ] ).f) De 3.4. y de 3.5. se deduce que : A/T = 1, y que C/G = 1g) Que en los ADN [ A+T ] [ C+G ], pero [ A+G ] = [ C+T ]. Es decir laconcentracin de bases pricas es igual a la concentracin de bases pirimidnicas.4) Posteriormente Franklin y Wilkins por anlisis de difraccin de rayos Xobservaron que el ADN tena una estructura fibrilar de de 20 A0de dimetro, en la quese repetan ciertas unidades cada 3,4A0, y que haba otra repeticin mayor cada 3,4 A0.5) Basndose en todos estos datos Watson y Crick indicaron comovamos a pasar a ver que LA MOLCULA DE ADN PRESENTA UNAESTRUCTURA HELICOIDAL , LA CUAL EST FORMADA POR DOSCADENAS ( = HEBRAS ) DE POLINUCLETIDOS ANTIPARALELAS.JOS JUAN CANEL LVAREZ 10. BIOLOGA-LOYOLA10 ESTRUCTURAS DEL ADNESTRUCTURA PRIMARIA :Al igual que las protenas en las que la estructura primaria vena dad por el orden osecuencia de los aminocidos, en el ADN la estructura primaria viene dada por el ordenen que van colocados los nucletidos en la hebra o cadena de dicho ADN.ESTRUCTURA SECUNDARIA ( LA DOBLE HLICE DE WATSON Y CRICK ):Mediante estudios de Difraccin de molculas de ADN, Watson y Crick propusieron unmodelo de estructura secundaria del ADN, del cual sus caractersticas ms importantesson :1. El ADN est compuesto por dos cadenas helicoidales de polinucletidosenrolladas a lo largo de un eje comn, siendo esta hlice de forma dextrgira (esdecir, la hlice que forma es de izquierda a derecha ). JOS JUAN CANEL LVAREZ 11. BIOLOGA-LOYOLA112. Las bases nitrogenadas estn en el interior de la hlice ( son hidrfobas ), mientras que el cido fosfrico y la Desoxirribosa estn en el exterior ( son hidrfilas ).3. Las dos cadenas permanecen unidas por puentes de hidrgeno que se produce entrepares de bases complementarias, de manera que la Adenina se empareja con laTimina por dos enlaces por puente de hidrgeno, mientras que la Guanina seempareja con la Citosina por tres enlaces por puente de hidrgeno.4. La secuencia de bases es la que lleva la informacin gentica.5. Las dos cadenas o hebras de ADN son ANTIPARALELAS yCOMPLEMENTARIAS , de manera que una va en sentido 5 3 , y la otra vaen sentido 3 5 ( como por ejemplo una autopista : Dos carriles con la mismadireccin pero distinto sentido), y ambas cadenas se enrollan de tal manera que parasepararlas habra que girarlas en sentido opuesto al de su formacin ( esteenrollamiento se llama enrollamiento PLECTONMICO ).JOS JUAN CANEL LVAREZ 12. BIOLOGA-LOYOLA 126. El dimetro de la hlice es de 20 A ( = 2 nm ). Cada 0,34 nm se encuentra un par debases complementarias, y cada 34 nm la hlice da un giro completo. NOTA : 1 A = 10-10 metros = 0,1 nmEsta estructura dada por Watson y Crick se conoce como forma B del ADN que es laforma ms estable de todas, pero tambin existen otras formas del ADN como son laforma A y la Z. SUPERENROLLAMIENTO DEL ADN EN LAS CLULAS EUCARIOTAS1) PRIMEL NIVEL DE EMPAQUETAMIENTO DEL ADN ( ESTRUCTURA 3 )Como el propio nombre indica superenrrollar es enrollar algo que ya est enrollado :Lgicamente, dado que el ADN tiene una gran longitud tiene que existir un plegamientode ste que permite que se adapte al volumen de las clulas, y este plegamiento osuperenrrollamiento del ADN es lo que va a dar lugar a los NUCLEOSOMAS y enconsecuencia al COLLAR DE PERLAS que consiste en lo siguiente :En clulas eucariotas que no est en procesos de divisin celular el ADN est asociadoa unas protenas bsicas que se llaman HISTONAS ( Existen 5 tipos de Histonas queson : ( H3, H4, H2A, H2B y H1 ), con protenas cidas y con ARN, y todo ello forma lallamada molcula de CROMATINA. Nosotros en este curso slo estudiaremos laasociacin de ADN con las Histonas :Por lo tanto la cromatina est formada por los nucleosomas que son estructuras donde elADN se asocia a OCTMEROS DE HISTONAS, de manera que cada nucleosoma seasocian 8 Histonas con el ADN, y en concreto : 2H3, 2H4, 2H2A,y 2H2B. El ADN rodea alas 8 histonas como podemos ver en la figura y queda por unos 146 pares de basesnitrogenadas ; el resto del ADN hasta los 200 pares de bases nitrogenadas forman elJOS JUAN CANEL LVAREZ 13. BIOLOGA-LOYOLA 13llamado ADN DE CONEXIN O LINKER que como su propio nombre indica es elADN que hay entre dos nucleosomas seguidos. Aparte la histona H1 se asocia por fuerade cada nucleosoma, y el conjunto de nucleosomas como podemos ver tambin en lafigura forma el llamado COLLAR DE PERLAS. Todo esto da lugar a la fibra decromatina de 100 A de grosor. PARTCULA NUCLEAR = OCTMERO DE HISTONAS + ADN CENTRAL. NUCLEOSOMA = PARTCULA NUCLEAR + ADN DE CONEXIN. CROMATOSOMA = NUCLEOSOMA + H1. JOS JUAN CANEL LVAREZ 14. BIOLOGA-LOYOLA14La Histona H1 no es imprescindible, por ejemplo en aves es sustituida por la H5, pero sila H1 est, implica que el ADN se condensa ms.Por otra parte, en los espermatozoides, el ADN no se une a las histonas, sino que se unea otras protenas que se llaman PROTAMINAS. Las protaminas son ms pequeas quelas histonas y ms bsicas, con lo que la atraccin entre ellas y el ADN es ms fuertepor lo que el empaquetamiento es mayor y esto favorece la movilidad delespermatozoide. Esta unin del ADN a las protaminas se llama estructura cristalina.2)NIVELES SUPERIORES DE EMPAQUETAMIENTO DEL ADN :El segundo nivel de empaquetamiento es el solenoide y que consiste en que lasHistonas H1 se agrupan y se forman grupos de 6 nucleosomas por cada vuelta delsolenoide.JOS JUAN CANEL LVAREZ 15. BIOLOGA-LOYOLA15Con este segundo empaquetamiento se forma una fibra de cromatina de 300 A degrosor, de manera que hasta aqu slo hemos conseguido reducir entre 35 y 40 veces lalongitud de la fibra del ADN, pero el grado de empaquetamiento del ADN en el ncleoes del orden de 100 a 1000 veces, y en los cromosomas es de casi 10.000 veces.Hoy en da no se conoce exactamente como se produce los sucesivos empaquetamientosdel ADN, pero se habla de DOMINIOS ESTRUCTURALES EN FORMA DEBUCLES ( TERCER NIVEL DE EMPAQUETAMIENTO ), de manera que la fibrade 300 A forma una serie de bucles ; adems hay autores que consideran que en elcromosoma existe un eje de NO HISTNICAS sobre el que se anclan los bucles y esteeje recibe el nombre de ARMAZN CENTRAL O ANDAMIO.Adems estos bucles se encuentran enrollados sobre s mismos, de tal manera que sellega a un grosor de la fibra de cromatina de 600 A.En 1990 se propuso que cada 6 bucles se formaba una estructura retorcida llamadaROSETA, y cada 30 ROSETAS seguidas se formaba UN RODILLO ( 4 NIVEL DEEMPAQUETAMIENTO ).EL QUINTO Y LTIMO NIVEL DE EMPAQUETAMIENTO es elCROMOSOMA, el cual estara formado por la sucesin de RODILLOS. JOS JUAN CANEL LVAREZ 16. BIOLOGA-LOYOLA16 EL ADN BACTERIANOEl ADN bacteriano es doble y circular y se compacta formando unas estructuras quese llaman NUCLEOIDES. El ADN bacteriano est asociado a protenas no histnicas yno forma nucleosomas. Adems es circular al contrario que el ADN de las clulaseucariotas que es lineal. LA DESNATURALIZACIN DEL ADNSi una disolucin con ADN se calienta lo suficiente, se rompen los enlaces dehidrgeno que hay formados entre las bases nitrogenadas, de manera que se separan lasdos cadenas ( Temperatura de Fusin : Es la temperatura a la cual el 50% de las cadenasestn separadas ). Este proceso se conoce como desnaturalizacin del ADN, y al igualque como vimos en las protenas, la desnaturalizacin del ADN tambin se puedeconseguir variando el pH, o por ejemplo por concentraciones salinas altas. Una vez sevuelven a estabilizar las condiciones primitivas, el ADN puede volver a renaturalizarse,JOS JUAN CANEL LVAREZ 17. BIOLOGA-LOYOLA 17de manera que las dos cadenas vuelven a unirse por enlaces por puente de hidrgenoentre las bases complementarias.Como nota aparte, supongamos que en un medio tuvisemos distintas cadenas de ADNde distintas especies en el medio, entonces se podran formar ADN hbridos entrecadenas complementarias. Bueno, pues este es el proceso que se utiliza para estudiar elparentesco entre las especies ya que a mayor porcentaje de hibridacin implica mayorproximidad entre las especies. Un ejemplo puede ser el DNA humano y el DNA deratn que hibridan en un 25%.4. EL ARNEs el segundo tipo de cido nucleico, y sus principales diferencias con el ADN son :1) Presenta -D-Ribofuranosa.2) No presenta la base Timina, pero s la base Uracilo. Las otras bases nitrogenadas :Adenina, Guanina y Citosina son comunes con el ADN3) La molcula de ARN es ms corta que la del ADN.4) Salvo excepciones, no forma cadenas dobles ya que el OH del carbono 2 de la ribosalo dificulta, aunque puede aparecer apareamiento dentro de la cadena por sercomplementarias sus bases. Un excepcin a esto, son los RETROVIRUS que s tienenARN de doble cadena o bicatenarios ( como por ejemplo el V.I.H. : Virus deinmunodeficiencia Humana o virus del S.I.D.A. ). FUNCIONES DEL ARNSu principal funcin es la de transportar la informacin gentica desde el ADNhasta el ribosoma ya que la secuencia de bases de una zona del ADN se copia en unasecuencia de bases complementarias de ARN mediante un proceso que se llamaTranscripcin (recordar el dogma central de la Biologa molecular que vimos en lasfunciones del ADN), es decir a partir de una zona del ADN se forma una cadena deARN que va hasta el ribosoma donde se formar la protena por un proceso que se llamaTraduccin ( en el tema siguiente veremos con ms detalle estos dos procesos ). TIPOS DE ARNSon tres : 1) ARN MENSAJERO ( ARNM ). 2) ARN DE TRANSFERENCIA O TRANSFERENTE ( ARNT ). 3) ARN RIBOSOMAL ( ARNR ).1. ARN MENSAJERO ( ARNM )Representa del 3-5% del total del ARN. Forma cadenas cortas y lineales.El ARNm se forma en el ncleo de la clula, sale a travs de los poros nucleares alcitoplasma celular y se asocia a los ribosomas para actuar como molde de lasecuencia de aminocidos de las cadenas polipeptdicas.Cuando el ARNm lleva informacin para un solo pptido se llamaMONOCISTRNICO, en cambio si lleva informacin para dos o ms pptidos se llamaPOLICISTRNICO (En las clulas eucariotas suele ser Monocistrnico : El trminoCISTRN se refiere a un gen ).JOS JUAN CANEL LVAREZ 18. BIOLOGA-LOYOLA182. ARN DE TRANSFERENCIA ( ARNT )Representa aproximadamente un 15% del total del ARN. Consta de una sola cadena ohebra pero tiene algunas zonas con estructuras secundarias gracias a los enlaces porpuente de hidrgeno entre pares de bases complementarias lo que da lugar a losllamados bucles o lazos.Sus caractersticas ms importantes son :1) Contiene entre 73-93 nucletidos2) Contiene muchas bases poco comunes que suelen ser derivadas metiladas odimetiladas de las bases A, U, C, G.3) El extremo 5 est fosforilado, siendo generalmente PG ( ver dibujo ).4) La secuencia de bases del extremo 3 es CCA.5) El aminocido se une al extremo hidroxilo 3.6) Alrededor de la mitad de los nucletidos en el ARNt tienen bases apareadas paraformar dobles hlices. Slo 5 grupos de bases no estn emparejadas :a. La regin terminal 3 ( CCA ).b. El brazo TC ( Ribotimidina -Pseudouracilo-Citosina ).c. El brazo adicional.d. E brazo DHU ( contiene varios residuos de Dihidrouracilo ).e. El lazo anticodn el cual consta de 7 bases nitrogenadas con la siguiente secuencia : 5-Pirimidina-Pirimidina-X-Y-Z-Prica modificada-Base variable-3Siendo X-Y-Z el Anticodn.7. Tridimensionalmente, el ARNt tiene forma de L invertida.La funcin del ARNt es captar aminocidos en el citoplasma de la clula, demanera que se une a ellos ( el aminocido se une con el ARNt en el extremo 3 deste ), los lleva hasta el ribosoma y los coloca en el lugar adecuado para acoplarlosal correspondiente ARNm.JOS JUAN CANEL LVAREZ 19. BIOLOGA-LOYOLA 193. EL ARN RIBOSOMAL ( ARNR )Es el ms abundante de todos los ARN, ya que constituye el 80% de todo el ARN quehay en la clula. Posee las cuatro bases principales ( A, U, G y C ), adems alguna deestas bases nitrogenadas principales pueden estar metiladas y como el ARNt puedepresentar zonas de doble hlice. Se encuentra asociado a protenas como veremoscuando demos la clula formando los ribosomas.Hay diversos tipos de ARNr y para diferenciarlos se utiliza el Coeficiente deSedimentacin, cuyo valor se expresa en Unidades Svedberg ( S ).5. EL CDIGO GENTICO : CARACTERSTICASWatson y Crick sealaron que la secuencia de nucletidos del ADN especificaba lasecuencia de aminocidos de una protena, y como consecuencia de esto tendra queexistir alguna clave que descodificara la secuencia de nucletidos.El descifrado del cdigo gentico se inici con Severo Ochoa, el cual utiliz un enzimadescubierto por l ( ese enzima era el polinucletido fosforilasa ). Este enzima unaribonucletidos, y de esta manera obtena Polirribonucletidos ( recordar que losribonucletidos forman parte del ARN ) formados slo por una base nitrogenada.Luego coloc estos ribonucletidos en presencia de distintos aminocidos, y fuemirando que cada polipeptdica sintetizaban. As por ejemplo, el Poliuracilo ( Poli U )da lugar a un pptido formado slo por el aminocido Fenilalalanina ( Phe ); es decir lasBases UUUUUU....... formaban pptidos formados solo por el aminocido Fenilalanina.JOS JUAN CANEL LVAREZ 20. BIOLOGA-LOYOLA20De manera que qued claro que el codn UUU era para el aminocido Fenilalanina.Ms tarde, con experiencias similares para el resto de nucletidos y con tcnicas demarcado radioactivo de aminocidos se pudo descifrar el cdigo gentico.El cdigo gentico est formado por 64 codones, y a su vez cada codn est formadopor tres bases nitrogenadas, bastando las dos primeras para especificar el aminocido.ES DECIR CADA 3 BASES NITROGENADAS CORRESPONDEUNAMINOCIDO, y como el cdigo gentico tiene 64 codones, y aminocidos hay 20,esto quiere decir que habr codones que sirvan para ms de un aminocido, por lo quese dice que el cdigo gentico es degenerado. CARACTERSTICAS DEL CDIGO GENTICO1. Es universal, excepto en mitocondrias, es decir, todos los seres vivos presentan el mismo. Por ejemplo AGA o AGG en mitocondrias indica el final de la traduccin, en cambio para las clula codifica para el aminocido Arginina, o UGA en mitocondrias codifica para el aminocido Triptofano en cambio para la clula es seal de paro o final de la traduccin.2. Posee disposicin lineal, es decir cada 3 nucletidos ( cada 3 bases nitrogenadas ) corresponde un aminocido, con ausencia de comas, espacios...3. Existe un codn de iniciacin ( AUG ), el cual codifica para el aminocido Met y tres codones de terminacin para la sntesis de protenas ( UAG, UAA, UGA ) . Los codones de terminacin tambin se llaman de paro o de stop.Nota : Cuando en el ARNm hay una zona grande sin codn de terminacin generalmente esta zonacorresponde a genes que codifican para protenas ( esta zona puede tener 500 codones o ms ). Cadacodn del ARNm aparea con un ARNt que lleva el anticodn complementario y que a su vez lleva elaminocido especfico.4. El Cdigo gentico es degenerado, ya que exceptuando el aminocido Triptofano(Trp) y el aminocido Metionina ( Met ), existen dos o ms codones para cadaaminocido ( por ejemplo el aminocido Leucina ( Leu ) posee 6 codones que codificanpara l ... ). EL DESCIFRADO DEL CDIGO GENTICO SE CONSIDERACOMO EL MAYOR DESCUBRIMIENTO DE LOS AOS 60. JOS JUAN CANEL LVAREZ