Acidos nucleicos
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ÁCIDOS NUCLEICOS
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ÁCIDOS NUCLEICOS
ÁCIDOS NUCLEICOS
Son los componentes más fundamentales
de la célula viva, son las únicas sustancias
biológicas que poseen la propiedad de la
autoduplicación. Actúan como depositarios
y transmisores de la información genética
de cada célula, tejido y organismo.
Son biopolímeros formados por
monómeros llamados nucleótidos
DNA (contiene la información genética) y
RNA (expresión de la información
genética).
ÁCIDOS NUCLEICOS
El DNA y el RNA son químicamente
muy similares.
Ambos son polímeros lineales
compuestos de monómeros llamados
nucleótidos.
Nucleótido
Nucleósido
Fosfato (s)
Base Nitrogenada
Azúcar+
+
Ácido
Neutro
Básico
ÁCIDOS NUCLEICOS
Componente neutro: azúcares
Siempre es una pentosa: D-ribosa o D-
desoxirribosa.
Intervienen en su forma estable b-D-
ribofuranosa y b-D-2-desoxirribofuranosa.
ÁCIDOS NUCLEICOS
EL RNA y el DNA difieren en el azúcar yen una de las bases. La ribosa en RNA y la2’-desoxirribosa en el DNA.
Desoxi indica que al carbono 2’ del azúcarle falta el átomo de oxígeno que estáligado al carbono 2’ de la ribosa
Los átomos de carbono se designan conprimas (1’, 2’, etc) para diferenciarlos delos átomos de las bases.
La diferencia entre los dos azúcaresradica únicamente en el grupo OH en 2’de la ribosa en RNA, que está sustituidopor el hidrógeno en el ADN.
ÁCIDOS NUCLEICOS
Componente básico: Bases
Nitrogenadas
Son moléculas heterocíclicas, con
mas de un átomo de nitrógeno,
formadas por un anillo único
(pirimidina) o por dos anillos
condensados (purina).
BASES NITROGENADAS
Las bases heterocíclicas de los ácidos nucleicos son de dos clases:
- Purinas: Adenina y Guanina
- Pirimidinas: Citosina, Timina y Uracilo.
• El RNA y el DNA emplean las mismas bases, excepto que el RNAutiliza uracilo donde el DNA utiliza timina (5-metiluracilo).
BASES NITROGENADAS
Pirimidinas. Es un sistema plano de seis átomos, cuatro carbonos y dos nitrógenos. Los átomos del anillo pirimidínico tienen la siguiente numeración: N1: C2: N3: C4: C5: C6:
Purinas. Puede observarse que se trata de un sistema plano de nueve átomos, cinco carbonos y cuatro nitrógenos. El anillo purínico puede considerarse como la fusión de un anillo pirimidínico con uno imidazólico. Los átomos del anillo purínico se numeran de la forma siguiente: N1: C2: N3: C4: C5: C6: N7: C8: N9:
NUCLEÓSIDOS
ESTRUCTURA DE NUCLEÓSIDOS
La unión de una base nitrogenada a una pentosa da
lugar a los compuestos llamados nucleósidos.
Ribonucleósidos: adenosina, guanosina, citidina, uridina
Desoxirribonucleósidos: deoxyadenosina, deoxyguanosina,
deoxycitidina y timidina.
Purinas: -osina-
Pirimidinas: -idina-
ESTRUCTURA DE NUCLEÓSIDOS
La unión covalente (enlace b-glucosídico) entre la base y
el azúcar (ribosa o desooxirribosa) se establece entre el C-
1’ (carbono anomérico) del azúcar y el N-1 del anillo
piridínico o el N-9 del anillo purínico, con pérdida de una
molécula de agua.
ÁCIDOS NUCLEICOS
NUCLEÓTIDOS
NUCLEÓTIDOS
Es un nucleósido unido a uno omás grupos fosfatos por unenlace éster.
El sitio de esterificación esgrupo OH unido a C-5’ delazúcar.
Pueden también denominarsenucleósidos 5’-monofosfato
Desoxinucleótidos
Nombre sistemático Abreviatura
Desoxiadenosina-5'-monofosfato dAMP
Desoxiguanosina-5'-monofosfato dGMP
Desoxicitidina-5'-monofosfato dCMP
Timidina-5'-monofosfato TMP
ÁCIDOS NUCLEICOS: NUCLEÓTIDOS Y NUCLEÓSIDOS
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LO
NUCLEÓTIDOS
Son monómeros constituyentes de los
ácidos nucleicos y, por lo tanto, los
productos de su hidrólisis.
Aparecen en forma libre en distintas
localizaciones subcelulares, formando las
coenzimas.
ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
ÁCIDOS NUCLEICOS•La cadena de azúcares ligados por enlaces fosfodiéster se conoce como el armazón de los ácidos nucleicos.
Cada monómero de la cadena contienen una base heterocíclica, queva siempre unida al carbono 1’ del azúcar
NIVELES ESTRUCTURALES
Estructura primaria
Unión de numerosos
nucleósidos mediante
enlaces fosfodiéster, dando
lugar a un polímero lineal.
El orden de los nucleósidos
en la cadena define la
secuencia del ácido nucleico
ÁCIDOS NUCLEICOS: ESTRUCTURA PRIMARIA
Una cadena polinucleotídica posee unsentido o direccionalidad: fosfato sinreaccionar 5’ y OH sin reaccionar en 3’.
Posee individualidad, determinada porla secuencia de sus bases (secuencia denucleótidos): secuencia primaria.
Extremo 5’ izquierda y extremo 3’ a laderecha.
La información genética se almacena enla estructura primaria del DNA (ordende los nucleótidos).
NIVELES ESTRUCTURALES
Estructura secundaria
Análisis espacial de la
molécula.
Disposición relativa de
nucleótidos que están
próximos en la secuencia.
ADN: asociación de dos
cadenas polinucleótidas a
través de las BN.
ARN: determinadas regiones
de la molécula.
•ADENINA enlaza a TIMINA mediante dos puentes de hidrógeno.
CITOSINA enlaza a GUANINA mediante tres puentes de hidrógeno.
ÁCIDOS NUCLEICOS: ESTRUCTURA SECUNDARIA
Watson y Crick (1953) buscaronlas respuestas a la estructuratridimensional del DNA.
Difracción de rayos X: a partir defibras húmedas de DNA.
La difracción de la fibra DNAmostraba un patrón cruzadocaracterístico de una estructurasecundaria helicoidal.
Como el espaciamiento de la líneade capa era de una décima partede la repetición del patrón debíahaber 10 residuos por vuelta.
CONSECUENCIAS DE LA COMPLEMENTARIEDAD
Gracias a la complementariedad descrita, dos
cadenas polinucleótidas se pueden asociar
siempre y cuando todas sus bases sean
complementarias.
Este apareamiento completo da lugar a un ácido
nucleico de doble hebra o doble cadena.
La complementariedad es fundamental para su
papel como portador de la información genética.
El DNA está formado por la unión de desoxirribonucleótidos. Poseedos cadenas antiparalelas ( una 5 -3 y la otra 3 -5 ) unidas entre sí através de las bases nitrogenadas por medio de puentes de hidrógeno.
ÁCIDOS NUCLEICOS: ESTRUCTURA SECUNDARIA
Cada par de bases presentauna rotación de 34.6º (10.4pares de bases en cada vueltade la hélice 3.54 nm).
El diámetro de la doble hélicees de 2.37 nm.
La distancia entre los pares debases adyacentes es de 0,34nm.
Surco menor: 1.2 nm
Surca mayor 2.2 nm
Forma B del ADN: doble hélicedextrógira
ORGANIZACIÓN DEL DNA
ESTRUCTURA DE LOS RNAS
ÁCIDO RIBONUCLEICO: RNA
Polirribonucleótidos que participan, en algún aspecto de la síntesis de proteínas.
Las moléculas de RNA se sintetizan en un proceso denominado transcripción.
La secuencia de bases del RNA está especificada por la secuencia de bases de una de las cadenas del DNA.
Cadenas lineales, de hebra sencilla, de varias decenas o millares de unidades, puede ser bicatenario y circular.
DNA: 5’ CCGATTACG 3’RNA: 5’ GGCUAAUGC 3’
ÁCIDO RIBONUCLEICO: RNA
Las moléculas de RNA se diferencian de las de DNA en los siguiente:
Azúcar ribosa.
Uracilo en lugar de timina.
Cadena única .
No sigue la regla de Chargaff.
RNA Diferencias con DNA
• Ribosa
• U en vez de T Cadena sencilla
• Menos estable que DNA
• Contiene bases modificadas en tRNA y rRNA
• Estructura secundaria de Pasador
tRNA: (˜5%) Adición de
aminoacidos
Reconocimiento del codon (anticodon)
rRNA: (˜85%) Ribosomas
mRNA:(˜10%) Traducido a
polipeptido
policistronico o monocistronico
RNA MENSAJERO
Molécula que transfiere el mensaje genético desde
el núcleo al citoplasma.
Copia de la información contenida en la secuencia
del DNA, actúa posteriormente en el ribosoma
como molde o plantilla para la síntesis proteica.
RNA DE TRANSFERENCIA
Moléculas adaptadoras en la síntesis de proteínas.
Nucleósidos infrecuentes.
• Son moléculas de pequeño tamaño con estructura de bucles.
• Transportan los aminoácidos a los ribosomas para sintetizar proteínas.
• 15% del RNA celular y longitud de 75 nucleótidos.
• Una clase de RNAt para cada uno de los 20 aa.
• Estructura tridimensional de hoja de trebol.
• Contienen el anticodón (secuencia de 3 bases) el cual se une al codón
en el RNAm descifrando la información para la síntesis de proteínas.
RNA DE TRANSFERENCIA
RNA RIBOSÓMICO
Soporte estructural y componente principal de los
ribosomas.
Es la forma más abundante de RNA en las células
(75%).
Estructura secundaria compleja.
Forma parte de las subunidades ribosómicas
cuando se une con muchas proteínas.
RNA RIBOSÓMICO
REPLICACIÓN DEL DNA
REPLICACIÓN DEL DNA
Proceso mediante el cual a partir de una molécula de
DNA progenitora o parental se sintetiza una nueva,
originándose así dos moléculas de DNA hijas, de
secuencia idéntica a la del DNA original.
Se produce de forma coordinada en la fase S.
Se sintetiza a partir de dNTPs, 5’---3’.
HORQUILLA DE REPLICACIÓN
TRANSCRIPCIÓN
TRANSCRIPCIÓN
• Es el proceso encargado de la síntesis de
una molécula de RNA a partir de la
información genética contenida en la región
codificante de un DNA.
• Todos los RNA celulares se transcriben a
partir de moldes de DNA.
TRANSCRIPCIÓN
Gen: unidad de DNA que contiene la información para
especificar la síntesis de una única cadena polipeptídica o
RNA funcional.
Comprende las secuencias que participan en la iniciación y
terminación de la transcripción.
TRANSCRIPCIÓN
Durante la síntesis de RNA, el lenguaje de cuatro bases del DNA (A, G,
C y T) simplemente es copiado o transcripto, al lenguaje de cuatro
bases de RNA, que es idéntico con la excepción de que U reemplaza a
T.
ETAPAS DE LA TRANSCRIPCIÓN
La polimerasa se une a la
secuencia promotora en
el dúplex de DNA.
“Complejo Cerrado”
La polimerasa separa el
dúplex de DNA cerca del
sitio de inicio de la
transcripción formando
una burbuja de
transcripción. “Complejo
Abierto”
La polimerasa cataliza el
enlace fosfodiéster de
dos rNTP iniciales.
ETAPAS DE LA TRANSCRIPCIÓN
La polimerasa avanza
3’5’ sobre la hebra
molde, separando el DNA
bicatenario y adicionando
rNTP al RNA creciente.
En el sitio de terminación
de la transcripción la
polimerasa libera el RNA
completo y se disocia del
DNA.
CÓDIGO GENÉTICO
CÓDIGO GENÉTICO
Conjunto de pautas que rigen la
transferencia de la información contenida en
el RNAm para la síntesis de las proteínas.
Es un código por tripletes, en el que una
secuencia de tres nucleótidos, o codón es
leída a partir de un punto de inicio específico
en el RNAm.
CÓDIGO GENÉTICO
• Degenerado: más de un codón puedeespecificar el mismo aminoácido.
• En la mayoría de los RNAm el codón de inicioque especifica metionina amino terminal esAUG.
Los tres codones UAA, UGA y UAG noespecifican aminoácidos, pero constituyencodones de terminación que marcan elcarboxilo terminal de las cadenas polipeptídicasen casi todas las células.
Código de tripletes degenerado y no se solapan
INTERPRETACIÓN DEL CÓDIGO GENÉTICO
Cada RNAt contiene una
secuencia trinucleótidica,
su anticodón, que es
complementaria con un
codón RNAm que
especifica el aminoácido
del RNAt
TRADUCCIÓN
TRADUCCIÓN
Síntesis de las proteínas mediante la unión de aminoácidos
según el orden establecido por la secuencia de nucleótidos
del RNAm y el código genético.
Es esencialmente igual en todo tipo de organismos.
TRADUCCIÓN
Se caracteriza por la gran variedad de proteínas
formadas, su elevado costo energético y la necesidad de
una regulación muy estrecha en repuesta a las
necesidades celulares y al ritmo de degradación
proteica.
Participan gran variedad de macromoléculas.
