ÁCIDOS NUCLEICOS

DEFINICIÓN Son grandes macromoléculas poliméricas, formadas por la unión lineal de nucleótidos Están formados por C, H, O, N y P Existen dos tipos : ADN o ácido desoxirribonucleico y ARN o ácido ribonucleico Son el soporte de la información genética de las células, y los responsables de la transmisión de caracteres a la descendencia. También pueden tener funciones reguladoras o catalíticas Tienen carácter ácido, debido a la presencia de residuos de fosfato (ácido fosfórico)

NUCLEÓTIDOS Los monómeros de los A.N se llaman nucleótidos Un nucleótido está formado por la asociación de tres componentes: Una pentosa (-D ribosa en el ARN , y (-D 2’ desoxirribosa en el ADN) Un ácido fosfórico (su forma ionizada o fosfato) Una base nitrogenada (compuesto orgánico cíclico con N)

Bases púricas Bases pirimidínicas Biomodel

ADN ARN Bases Desoxinucleósidos Desoxinucleótidos Adenina Desoxiadenosina Desoxiadenosina 5’-monofosfato (dAMP) Guanina Desoxiguanosina Desoxiguanosina 5’-monofosfato (dGMP) Citosina Desoxicitidina Desoxicitidina 5’-monofosfato (dCMP) Timina Desoxitimidina Desoxitimidina 5’-monofosfato(dTMP) ARN Bases Nucleósidos Nucleótidos Adenina Adenosina Adenosina 5’-monofosfato (AMP) Guanina Guanosina Guanosina 5’- monofosfato (GMP) Citosina Citidina Citidina 5’-monofosfato (CMP) Uracilo Desoxitimidina Uridina 5’- monofosfato (UMP)

NUCLEÓTIDOS MONOFOSFATO, DIFOSFATO Y TRIFOSFATO

OTROS NUCLEÓTIDOS : AMP CÍCLICO (cAMP)

OTROS NUCLEÓTIDOS : Nicotín-Adenín-Dinucleótido (NAD+) y Nicotín-Adenón –Dinucleótido- Fosfato (NADP+)

OTROS NUCLEÓTIDOS: Flavín-Adenín-Dinucleótido (FAD)

OTROS NUCLEÓTIDOS: Coenzima A (CoA-SH)

POLINUCLEÓTIDOS

ADN (DNA) Macromolécula formada por dos cadenas de desoxirribonucleótidos de A, G, T y C, unidos por enlaces covalentes fosfodiéster entre el C 3’ de un nucleótido y el fosfato 5’ del siguiente Tiene una elevada masa molecular Aparece en todos los seres vivos como principal soporte físico de la información genética, excepto en algunos virus (donde esta función la cumple el ARN) Descubierto por en 1869 por el científico suizo Friedrich Miescher En la década de los 40 del s.XX dos brillantes experimentos demuestan que el ADN es el portador de la información genética: el experimento de Avery, McLeod y McCarthy y el experimento de Hershey y Chase Estructura en doble hélice descubierta por Watson y Crick y publicada el 25 de abril 1953

LOCALIZACIÓN DEL ADN

NIVELES ESTRUCTURALES DEL ADN El ADN presenta distintos niveles de organización estructural o grados de compactación. Estructura primaria: secuencia de nucleótidos de una de las cadenas unidos por enlaces covalentes fosfodiéster; esta secuencia configura el mensaje genético. Estructura secundaria : doble hélice, estabilizada por interacciones débiles (puentes H, interacción hidrofóbica) Estructura terciaria :se refiere a como se almacena el ADN en un volumen reducido. Varía según se trate de organismos procariotas o eucariotas. En eucariotas la estructura terciaria presenta a su vez varios niveles de empaquetamiento.

ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ADN

ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN Disposición espacial de la molécula de ADN, constituida por dos cadenas de nucleótidos antiparalelas giradas alrededor de un eje central imaginario y con las bases complementarias apareadas y unidas por puentes de H (A-T y G-C). Este modelo espacial recibe el nombre de “doble hélice” o ADN B Esta estructura se dedujo a partir de los siguientes datos experimentales: 1-Alta densidad y viscosidad de las dispersiones acuosas de ADN que sugería que las moléculas de ADN eran muy largas y delgadas, y podían establecer enlaces débiles (tipo puentes de H) entre ellas 2-Ley de Chargaff : Sea cual sea el origen del ADN, siempre se cumple que :

Descubrimiento de la estructura secundaria del ADN: historia 3-Fotografías de difracción de rayos X por los cristales de ADN

EL MODELO DE WATSON Y CRICK

ELMODELO DE WATSON Y CRICK -La molécula de ADN es una doble hélice dextorsa y plectonémica,formada por dos cadenas de nucleótidos antiparalelas y complementarias giradas en torno a un eje común -Las bases nitrogenadas se orientan hacia el interior y se disponen en planos perpendiculares al eje de la molécula (peldaños de una escalera caracol) y el esqueleto pentosa-fosfato a lo largo de los lados de la hélice (laterales de la escalera ) -Las bases de una cadena se emparejan con las de la otra estableciendo puentes de hidrógeno entre ellas, y siempre A con T u G con C (complementariedad de las secuencias de bases) -El diámetro de la doble hélice es de 20 Å -Cada par de bases ocupa unos 3,4 Å -Cada vuelta completa de la hélice incluye 10 pares de bases (pB), por lo que mide 34 Å

Desnaturalización e hibridación del ADN Cuando se calienta un ADN de doble hebra (forma nativa) se rompen las fuerzas de unión entre las dos hebras y acaban por separarse. Este proceso se llama desnaturalización. Por tanto, el ADN desnaturalizado es de una sola hebra de nucleótidos. Además de el calor, otros gentes desnaturalizantes son el pH elevado o el agua muy pura En ciertas condiciones, una disolución de ADN monocatenario (desnaturalizado), puede volver a formar el ADN nativo (de doble hebra). Este proceso recibe el nombre de renaturalización Cuando se obtiene ADN renaturalizado a partir de moléculas de ADN de distinto origen, o entre una molécula de ADN y otra de ARN, la renaturalización se conoce como hibridación

ESTRUCTURA TERCIARIA DEL ADN ADN PROCARIOTA (circular) : superenrrollamiento Simulación superenrrollamiento del ADN

Octámero de histonas Histona H1 ADN ≈ 200 pb

TIPOS DE ADN Bicatenario Lineal (ADN nuclear células eucariotas, algunos virus) Circular (ADN células procariotas, mitocondrias , cloroplastos, algunos virus) Monocatenario circular (algunos virus) ØX174

ARN El ARN está constituido por la unión de nucleótidos formados por una ribosa, una base nitrogenada (A,G,C,U) y un fosfato El grupo OH del carbono 2’ de la ribosa, lo que hace al ARN menos estable que el ADN Las moléculas de son ARN de tamaño muy inferior a las de ADN y por lo general son muy efímeras Se encuentra en células procarióticas, eucarióticas y en muchos virus, en los que es el único material genético. Salvo los de algunos virus, La mayoría de los ARN son monocatenarios, pero presentan algunos sectores con doble hélice (de tipo A) producidas por la formación de lazos o bucles en forma de horquilla en los que se emparejan A con U y G con C Intervienen en la expresión del mensaje genético como auxiliares del ADN, otros tienen funciones reguladoras o catalíticas.

. -MENSAJERO (ARNm) .Copia la información del ADN y la lleva a los ribosomas para la síntesis de una proteína. TIPOS DE ARN Tipos de ARN: -Mensajero -Transferente -Ribosómico -Nucleolar -Heterogéneo nuclear -ARN pequeño nuclear -ARN de interferencia -ARN viral En los eucariotas: Es monocistrónico (codifica una sola proteína) Se sintetiza como un precursor (pre-ARNm) que está compuesto por segmentos codificantes (exones) y no codificantes (intrones) intercalados ; posteriormente sufre un proceso de maduración, en el que se le eliminan los intrones, y se le añade una “caperuza” de Gppp en el extremo 5’ y una cola de poli-A en el extremo 3’ En los procariotas es policistrónico (codifica varias proteínas), carece de intrones , de caperuza Gppp y cola de poli A. No necesita maduración Las células eucarióticas tienen entre 5 y 10 veces más ARN que ADN y se encuentra en el núcleo , en el citoplasma en las mitocondrias y en los cloroplastos

TIPOS DE ARN : ARN transferente (ARNt) -Formado por una cadena de 70 a 90 nucleótidos, con la secuencia C-C-A en el extremo 3’ -Se encuentra en el citoplasma -Hay 50 tipos y su función es unirse a aminoácidos específicos y llevarlos hasta los ribosomas -La cadena de nucleótidos se dobla , formando una estructura en “hoja de trébol, con 4 brazos con sectores en doble hélice. -En los bucles o asas hay bases nitrogenadas poco habituales: timina, dihidrouridina, seudouridina o inosina. Tiene estructura terciaria en forma de “L”

TIPOS DE ARN -RIBOSÓMICO (ARNr) : asociado con proteínas, constituye los ribosomas (que son el soporte de la síntesis de proteínas -NUCLEOLAR (ARNn) : componente del nucléolo, es el precursor del ARNr. Se forma a partir de la transcrpción de un sector del ADN llamado “Región organizadora nucleolar” -HETEROGÉNEO NUCLEAR (ARNhn): precursor de los ARN mensajeros -ARN pequeño nuclear (ARNpn): se encuentra en el núcleo y asociado a proteínas interviene en la eliminación de los intrones del ARNm -ARN de interferencia (ARNi): cadenas de nucleótidos muy pequeñas que intervienen en la degradación de ARNm antes de su traducción