Ácidos Nucleicos Asignatura: Bioquímica Facultad de Ciencias Veterinarias Ácidos Nucleicos GLS

Características Generales Carácter Acido. Contienen C, H, O, N y P en su estructura. Son macromoléculas lineales. Funciones: Contienen la información genética celular. Participan activamente en la síntesis de proteínas.

Nucleótidos Azúcar (Aldopentosa) Base Nitrogenada Acido Fosfórico

Bases Nitrogenadas

Bases Nitrogenadas PURINAS Adenina Guanina PIRIMIDINAS Citosina Timina Uracilo Bases Nitrogenadas

Pentosas ß-Furanosa Aldehido

Pentosas

Bases Pirimidínicas Numeración

Bases Púricas Numeración

¡Sin Oxígeno!!!

Desoxiribosa Ribosa Adenina Desoxiadenosina Guanina Desoxiguanosina Citocina Desoxicitidina Timina Desoxitimidina Adenina Adenosina Guanina Guanosina Ribosa Citocina Citidina Uracilo Uridina

Adenosinamonofosfato Guanosinamonofosfato Desoxiadenosina Monofosfato (dAMP) Desoxiadenosina Desoxiguanosina Monofosfato (dGMP) Desoxiguanosina Desoxicitidina Desoxicitidina Monofosfato (dCMP) Desoxitimidina Acido Fosfórico Desoxitimidina Monofosfato (dTMP) Adenosina Adenosinamonofosfato (AMP) Guanosina Guanosinamonofosfato (GMP) Citidina Citidinamonofosfato (CMP) Uridina Uridinamonofosfato (UMP)

Nucleótidos Modificados Derivados de Adenosina 3’-5’ cicloadenosina monofosfato (AMPc) S-adenosilmetionina Derivados de Guanosina  3’-5’ cicloguanosina monofosfato (GMPc)

Es una forma activada de Metionina S- Adenosilmetionina Se genera por reacción de ATP y metionina Es una forma activada de Metionina Es el principal donante de grupos METILOS

3’-5’ Cicloguanosina Monofosfato (GMPc) Participa en la señalización celular como segundo mensajero En muchos casos antagoniza el efecto del AMPc Participa en el proceso de foto-recepción

Funciones de los Nucleótidos Reserva Energética Formación de Coenzimas: NAD+, NADP+, FAD+, Coenzima A Segundos Mensajeros

ATP - Reserva Energética-

Formación de Coenzimas

Formación de enlaces fosfodiéster 1 Formación de enlaces fosfodiéster 2 3 4

Formación de enlaces fosfodiéster

Propiedades de las bases nitrogenadas Isomería Ceto-Enol

Propiedades de las bases nitrogenadas Absorción UV

Propiedades de las bases nitrogenadas Formación de -H---

Estructura del ADN Constituido por Azúcar- Fosfatos y Bases Nitrogenadas Regla de Chargaff A = T C = G (C + G): 26-74% Astbury: al variar el pH de sus soluciones, varía la densidad Grilland: reactividad de las moléculas de ADN Rosalind Franklin y Maurice Wilkins: Rayos X

Edwin Chargaff (A+G) = (T + C). Rel. (A+G)/(T+C)=1. Equimolaridades: Proporciones de Adenina (A) y Timina (T). A = T y Rel. A/T = 1 La proporción de Guanina (G) y Citosina (C). G = C Rel. G/C=1 La proporción de bases púricas (A+G) y pirimidínicas (T+C). (A+G) = (T + C). Rel. (A+G)/(T+C)=1. Sin embargo, la proporción entre (A+T) / (G+C) era característica de cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores según la especie estudiada. Este resultado indicaba que los ácidos nucleicos no eran la repetición monótona de un tetranucleótido. Existía variabilidad en la composición de bases nitrogenadas. 

Edwin Chargaff Procedencia del ADN A G C T 5-Me-C Timo de Bovino 28,2 21,5 21,2 27,8 1,3 Esperma de bovino 28,7 22,2 20,7 27,3 Germen de trigo 22,7 16,8 27,1 6,0 Saccharomyces 31,3 18,7 17,1 32,9 - Escherichia coli 26,0 24,9 25,2 23,9 Mycobacterium tuberculosis 15,1 34,9 35,4 14,6

Observaciones Todos los ADN cumplen la relación A=T y G=C, excepto el ADN del bacteriofago X174. El ADN de este virus es de una sola hélice. En la mayoría de los virus ARN no se cumple la equimolaridad de las bases (excepto Reovirus... que tienen ARN de doble hélice). En estos virus se cumple que A=U y G=C, además se cumple que A+G/U+C=1. El fago T2 y los otros fagos T-pares (T4 y T6) en vez de citosina tienen hidroximetil-citosina (HMC). Algunos organismos tiene en su ADN una pequeña proporción de 5-metil-citosina (5-Me-C), que sustituye a la citosina. La proporción A+T/G+C varia de 1organismo a otro.  

Difracción de rayos X Las bases Púr y Pir se encuentran apiladas a lo largo del eje del polinucleótido a una distancia de 3,4 Å. Las bases son estructuras planas orientadas perpendiculares al eje (Astbury, 1947). El diámetro del polinucleótido es de 20 Å y está enrollado helicoidalmente alrededor de su eje. Cada 34 Å se produce una vuelta completa de la hélice. Existe más de una cadena polinucleotídica enrollada helicoidalmente (Wilkins et el. 1953, Frankling y Gosling, 1953).

Modelo Molecular del ADN (1953)

Watson y Crick Doble cadena Surcos Mayor y Menor Grupos fosfatos expuestos Bases Nitrogenadas protegidas Complementariedad

Puentes de Hidrógeno

Anti p/pirimidinas y Syn p/purinas Hélices de ADN Forma A Forma B Forma Z Sentido de hélice Derecha Izquierda Diámetro ~26Å ~20Å ~18Å Pares de bases/ vuelta de hélice 11 10,5 12 Ángulo de base con eje 2,6Å 3,4Å 2,7Å Distancia en la hélice por pares de bases 20° 6° 7° Conformación de la unión glicosilica Anti Anti p/pirimidinas y Syn p/purinas

Organización

La proporción A+T/G+C varia de 1organismo a otro. Tejido A+T/G+C Escherichia coli - 1,00 Diplococcus pneumoniae 1,59 Mycobacterium tuberculosis 0,42 Levadura 1,79 Paracentrolus lividus (erizo mar) Esperma 1,85 Arenque 1,23 Rata Médula ósea 1,33 Hombre Timo 1,52 Hígado 1,53

ARN

Características del ARN Polímero lineal Constituido por ribonucleótidos Las bases púricas son A y G, y las pirimidínicas U y C Contiene regiones doble cadena llamadas “horquillas” Es más inestable que el ADN

Tipos de ARN ARN Mensajero (ARNm) ARN de Transferencia (ARNt) ARN Ribosómico (ARNr) ARN Heterogéneo Nuclear (ARNhn)

ARN Mensajero Se encuentra en pequeña proporción (5%) Diferencias entre Procariotas y Eucariotas Se diferencian varias regiones

ARN Mensajero Codificante

ARN Mensajero Se encuentra en pequeña proporción Diferencias entre Pocariotas y Eucariotas Se diferencian varias regiones Es Inestable

ARN de Transferencia (ARNt) Es el tipo de ARN de menor tamaño (80nt) Transporta aminoácidos Tiene dos características particulares: Representa a un único aminoácido Contiene una secuencia llamada anticodón Contiene bases inusuales y apareamientos inusuales (G-U, G-, A-)

ARNt

ARNt

ARNt

ARN Ribosómico (ARNr) Es el tipo de ARN que se encuentra en mayor proporción (80%) Se asocia a proteínas  ribosomas

ARNr

ARNr Constituidos por dos subunidades ARNr 28, 5 y 5,8 S 3 moléculas de ARN +40 proteínas diferentes 1 molécula de ARN ARNr 18S 30 proteínas diferentes

ARNr

Los ribosomas constituyen el sitio de traducción ARNr Los ribosomas constituyen el sitio de traducción del ARNm

TRADUCCIÓN

FIN