UNIDAD 7 ÁCIDOS NUCLEICOS

ÁCIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos son los encargados de proporcionar la información genética necesaria para la síntesis de proteínas. Los ácidos nucleicos aparecen en todas las formas celulares y en los virus (acelulares) codificando las proteínas necesarias para completar el ciclo vital. Cuando se introducen moléculas de ácidos nucleicos exógenos a la célula, esta fabrica las proteínas correspondientes aunque pertenezcan a otra especie muy distinta.

ÁCIDOS NUCLEICOS DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Transcripcion/DOGMA2.JPG http://uploads.blogia.com/blogs/c/ci/cie/cienciasalcantara/upload/20090117164803-dogma.jpg

ÁCIDOS NUCLEICOS FORMADOS POR LA UNIÓN DE NUCLEÓTIDOS NUCLEÓTIDO = NUCLEÓSIDO + ÁCIDO FOSFÓRICO NUCLEÓSIDO = PENTOSA + BASE NITROGENADA http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Transcripcion/DOGMA2.JPG http://uploads.blogia.com/blogs/c/ci/cie/cienciasalcantara/upload/20090117164803-dogma.jpg

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS Los nucleótidos son las moléculas o unidades básicas (monómeros) que forman las macromoléculas llamadas ácidos nucleicos (polímeros). NUCLEÓSIDO = AZÚCAR + BASE NITROGENADA NUCLEÓTIDO = NUCLEÓSIDO + ÁCIDO FOSFÓRICO

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS Pentosas Ribosa  ribonucleótidos β-D-ribofuranosa β-D-2- desoxiribofuranosa Ribosa  ribonucleótidos Pentosas Desoxiribosa  desoxirribonucleótidos

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS Bases nitrogenadas pirimidínícas 4 6 7 5 3 5 1 8 2 6 2 4 1 3 9 Bases nitrogenadas pirimidínícas Bases nitrogenadas púricas

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS PÚRICAS

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS (ADN) PIRIMIDÍNICAS (ARN)

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS (T) (A) (C) (G) (U)

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓSIDOS CONSTITUIDOS POR LA UNIÓN DE UNA BASE NITROGENADA Y UN AZÚCAR. - LAS PENTOSAS PUEDE SER TANTO RIBOSA (RIBONUCLEÓSIDOS) COMO DESOXIRIBOSA (DESOXIRRIBONUCLEÓSIDOS). - EL C1´ DE LA PENTOSA SE UNE MEDIANTE ENLACE N-GLICOSÍDICO AL: N9 EN BASES PÚRICAS (TERMINACIÓN “–OSINA”) N1 EN BASES PIRIMIDÍNICAS (TERMINACIÓN “–IDINA”)

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓSIDOS

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓSIDOS EN BASES PÚRICAS: TERMINACIÓN “–OSINA” 9 1´ 1´

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓSIDOS BASES PIRIMIDÍNICAS (TERMINACIÓN “–IDINA”) 1 1´

ÁCIDOS NUCLEICOS RIBONUCLEÓSIDOS adenosina citidina guanosina uridina

ÁCIDOS NUCLEICOS DEXORIBONUCLEÓSIDOS desoxiadenosina desoxicitidina desoxiguanosina desoxitimidina

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS (5´) 1 1´ 5´

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS Los grupos -OH unidos al P se representan como O- ya que se encuentran ionizados a pH biológico.

ÁCIDOS NUCLEICOS RIBONUCLEÓTIDOS adenosina adenosin-5´-monofosfato (AMP) guanosina guanosin-5´-monofosfato (GMP) citidina citidin-5´-monofosfato (CMP) uridina uridin-5´-monofosfato (UMP)

ÁCIDOS NUCLEICOS DESOXIRIBONUCLEÓTIDOS desoxiadenosin-5´-monofosfato (dAMP) desoxiadenosina desoxiguanosin-5´-monofosfato (dGMP) desoxiguanosina desoxicitidin-5´-monofosfato (dCMP) desoxicitidina desoxiuridin-5´-monofosfato (dUMP) desoxiuridina

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos17.htm#nucleotido

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS - IMPORTANCIA Los ácidos nucleicos son los encargados de proporcionar la información genética necesaria para la síntesis de proteínas. Los ácidos nucleicos llevan a cabo además otras funciones básicas para los seres vivos: - Moléculas acumuladoras y donantes de energía: AMP, ADP y ATP - Moléculas mensajeras que transmiten informaciones del medio externo desencadenando respuestas celulares internas: AMPc. - Moléculas con función coenzimática en el metabolismo celular: NAD+, NADP+ y FAD.

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS ENERGÉTICAS adenosin- 5´- trifosfato (ATP) y adenosin- 5´- difosfato (ADP) http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0333.GIF

ÁCIDOS NUCLEICOS ~ ~ NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS ENERGÉTICAS enlaces de alta energía

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS ENERGÉTICAS 8 kcal/mol H2O

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS ENERGÉTICAS

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS COENZIMÁTICAS Nucleótido de nicotinamida AMP Intemedio de reacción en el catabolismo celular como dador y aceptor de hidrógeno en reacciones de hidrogenación y deshidrogenación respectivamente. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0335.gif

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS COENZIMÁTICAS

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS COENZIMÁTICAS AMP RIBOFLAVINA (pentosa no ciclada y ácido fosfórico) AMP RIBOFLAVINA http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0335.gif

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – METABOLISMO DESECHOS NUTRIENTES CATABOLISMO ANABOLISMO MACROMOLÉCULAS PRECURSORES

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS COENZIMÁTICAS Intemedio de reacción en el catabolismo de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos. La coenzima A (CoA) es una coenzima de transferencia de grupos acilo que participa en diversas rutas metabólicas (ciclo de Krebs, síntesis y oxidación de ácidos grasos). Se deriva de una vitamina: el ácido pantoténico (vitamina B5), y es una coenzima libre. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0335.gif

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS MENSAJERAS ATP Es un nucleótido que funciona como segundo mensajero en varios procesos biológicos. Es un derivado del adenosín trifosfato (ATP), y se produce mediante la acción de la enzima adenilato ciclasa (AC) a partir de ATP.

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – MOLÉCULAS MENSAJERAS http://www.youtube.com/watch?v=WfhwowSExIs

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – ENLACE FOSFODIÉSTER

ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS – ENLACE FOSFODIÉSTER http://www.lourdesluengo.es/animaciones/unidad4/enlace_fosfodiester.swf

ÁCIDOS NUCLEICOS POLINUCLEÓTIDOS 5´ T C G A 3´

ÁCIDOS NUCLEICOS POLINUCLEÓTIDOS OH

ÁCIDOS NUCLEICOS POLINUCLEÓTIDOS A G C T A G C U

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN CASI SIEMPRE FORMADO POR DOS CADENAS POLINUCLEÓTIDICAS UNIDAS ENTRE SÍ TANTO CON FORMA LINEAL (EUCARIOTAS) COMO CIRCULAR (PROCARIOTAS). SÓLO ALGUNOS VIRUS TIENEN ADN CON UNA ÚNICA CADENA. SE ENCUENTRA GENERALMENTE ASOCIADO A PROTEÍNAS, LO QUE DA LUGAR A DISTINTOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURA PRIMARIA ESTRUCTURA SECUNDARIA ESTRUCTURA TERCIARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA PRIMARIA SE REFIERE A LA SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS UNIDOS MEDIANTE ENLACE FOSFODIÉSTER CON LOS EXTREMOS 5´ (GRUPO FOSFATO) Y 3´ (PENTOSA) CON GRUPOS OH LIBRES. LA DIFERENCIA DE UN ORGANISMO A OTRO SE BASA EN LA DISTINTA COMBINACIÓN DE LAS SECUENCIAS DE NUCLEÓTIDOS. 5´- C A C A A T A C A G A T A T A T A C A C A A C A T A G G C C C A C A - 3´

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN A + G = C + T A = T G = C ESTRUCTURA SECUNDARIA ∑ Ley de apareamiento de bases (Chargaff, 1950) “En la totalidad de los organismos estudiados se encuentran siempre las mismas cantidades de bases nitrogenadas púricas y pirimidínicas. Además, el número de bases adeninas es siempre igual al de timinas, y el de guaninas igual al de citosinas” A + G = C + T ∑ A = T ∑ ∑ G = C ∑

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA Rosalind Franklin

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA 2 puentes de hidrógeno

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA 3 puentes de hidrógeno

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA ADN= dos cadenas polinucleotídicas antiparalelas unidas en toda su longitud con el extremo 3´de una enfrentado al extremo 5´de la otra. La unión se establece mediante puentes de hidrógeno entre bases complementarias (A=T y G C)

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA LA DOBLE HÉLICE DEL ADN

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA Modelo molecular de la doble hélice Modelo molecular de la doble hélice

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA Las dos cadenas están enrolladas en espiral en sentido de las agujas del reloj (dextrogira) formando una doble hélice alrededor de un eje imaginario, dejando las bases nitrogenadas en el interior y los esqueletos de pentosa-fosfato en el exterior. Los planos de las bases nitrogenadas son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la hélice. La anchura (diámetro) de la hélice es de 2 nm con una longitud de 3,4 nm por vuelta y una separación entre bases de 0,34 nm (10 pares de bases por vuelta).

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA SECUNDARIA ADN= dos cadenas polinucleotídicas antiparalelas unidas en toda su longitud con el extremo 3´de una enfrentado al extremo 5´de la otra. La unión se establece mediante puentes de hidrógeno entre bases complementarias (A=T y G C). Las dos cadenas están enrolladas en espiral en sentido de las agujas del reloj (dextrogira) formando una doble hélice alrededor de un eje imaginario, dejando las bases nitrogenadas en el interior y los esqueletos de pentosa-fosfato en el exterior. Los planos de las bases nitrogenadas son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la hélice. La anchura (diámetro) de la hélice es de 2 nm con una longitud de 3,4 nm por vuelta y una separación entre bases de 0,34 nm (10 pares de bases por vuelta).

nº de nucleotidos por vuelta Estructuras secundarias del ADN En el ADN podemos encontrar tres tipos de estructura secundaria, que responden a las siguientes características: TIPO DE ADN GIRO DE HELICE nm por Vuelta Plano entre bases nº de nucleotidos por vuelta A Dextrógiro 2.8 inclinado 11 B 3.4 perpendicular 10 Z Levogiro 4.5 zig-zag 12 TIPO DE ADN GIRO DE HELICE nm por Vuelta Plano entre bases nº de nucleotidos por vuelta A Dextrógiro 2.8 inclinado 11 B 3.4 perpendicular 10 Z Levogiro 4.5 zig-zag 12

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN DESNATURALIZACION y RENATURALIZACION DEL ADN El enrollamiento del ADN es plectonémico, es decir, las cadenas no se pueden separar sin desenrollarlas.

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA TERCIARIA El ADN sufre plegamientos para poder acoplarse al reducido espacio disponible en el interior celular. En el caso de eucariotas, este plegamiento es mayor, debido a la enorme longitud de las cadenas de ADN y su confinamiento en el núcleo. En eucariotas, la estructura terciaria de ADN supone su combinación con proteínas, la cual da lugar a cromosomas (empaquetada) o cromatina (desenrollada). Estas proteínas se denominan histonas.

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA TERCIARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA TERCIARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA TERCIARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA TERCIARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA TERCIARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA TERCIARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA TERCIARIA

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ESTRUCTURA TERCIARIA Cromatina y collar de perlas

ÁCIDOS NUCLEICOS ARN

ÁCIDOS NUCLEICOS ARN - Tipos 3 – 5 % 10 – 15 % 80 – 85 %

ÁCIDOS NUCLEICOS ARN - Tipos

ÁCIDOS NUCLEICOS ARN - Tipos

ÁCIDOS NUCLEICOS ARN - Mensajero Es una copia complementaria de una cadena de ADN, sustituyendo la T por U. Se produce mediante el proceso de transcripción. Determina la secuencia concreta de aminoácidos a enlazar durante el proceso de traducción. Tiene una vida muy corta debido a que de esta manera se evita la sobreexpresión de genes y la producción excesiva de proteínas innecesarias. ESQUEMA DE “HOJA DE TREBOL” DE ARN TRANFERENTE ESQUEMA DE “HOJA DE TREBOL” DE ARN TRANFERENTE

ÁCIDOS NUCLEICOS ARN - Ribosómico Forma parte de los ribosomas. No tiene especificidad para los aminoácidos que se van a unir durante la síntesis de proteínas. Forma parte de las dos subunidades de los ribosomas, aunque hay diferencias en procariotas y eucariotas. En los procariotas el ARNr es de 16 S en la subunidad menor y de 23 S y 5S en la mayor. En los eucariotas el ARNr es de 18 S en la subunidad menor y de 28 S, 5,8 S y 5S en la mayor. ESQUEMA DE “HOJA DE TREBOL” DE ARN TRANFERENTE

ÁCIDOS NUCLEICOS ARN - Transferente Se encarga del transporte de aminoácidos en el citoplasma. Existe un ARNt específico para cada aa´. El anticodón es la secuencia de bases nitrogenadas que varía de un ARNt a otro. Contiene un 10% de bases minoritarias o bases diferentes a las mayoritarias. Estas bases pueden ser metilguanina (mG), dimetilguanina (m2G) o dihidrouracilo (UH2). El extremo 3´ SIEMPRE tiene una secuencia CCA, y en el extremo 5´ aparece SIEMPRE una G. ESQUEMA DE “HOJA DE TREBOL” DE ARN TRANFERENTE ESQUEMA DE “HOJA DE TREBOL” DE ARN TRANFERENTE

ÁCIDOS NUCLEICOS ARN - Tipos

BLOQUE I ORIENTACIONES – 23 Definir los ácidos nucleicos y destacar su importancia Los ácidos nucleicos son los encargados de proporcionar la información genética necesaria para la síntesis de proteínas. Los ácidos nucleicos llevan a cabo además otras funciones básicas para los seres vivos: - Moléculas acumuladoras y donantes de energía: AMP, ADP y ATP - Moléculas mensajeras que transmiten informaciones del medio externo desencadenando respuestas celulares internas: AMPc. - Moléculas con función coenzimática en el metabolismo celular: NAD+, NADP+ y FAD.

BLOQUE I ORIENTACIONES – 24 NUCLEÓTIDO = NUCLEÓSIDO + ÁCIDO FOSFÓRICO Conocer la composición y estructura general de los nucleótidos NUCLEÓTIDO = NUCLEÓSIDO + ÁCIDO FOSFÓRICO NUCLEÓSIDO = PENTOSA + BASE NITROGENADA http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Transcripcion/DOGMA2.JPG http://uploads.blogia.com/blogs/c/ci/cie/cienciasalcantara/upload/20090117164803-dogma.jpg

BLOQUE I NUCLEÓSIDOS ORIENTACIONES – 24 Conocer la composición y estructura general de los nucleótidos NUCLEÓSIDOS

BLOQUE I ORIENTACIONES – 24 Conocer la composición y estructura general de los nucleótidos

BLOQUE I ORIENTACIONES – 24 Conocer la composición y estructura general de los nucleótidos Las pentosas pueden ser Ribosa, que forma nucleótidos libres y los nucleótidos componentes del ARN, y  Desoxirribosa, que forma los nucleótidos componentes del ADN. Los carbonos que constituyen las pentosas se renumeran, denominándolos con números prima (5' por ejemplo), para no confundirlos en nomenclatura con los carbonos de la base nitrogenada. La nomenclatura de los nucleótidos es compleja, pero sigue una estructuración. Los nucleótidos de bases púricas se denominan: Adenosin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Adenina. Guanosin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Guanina. Llevan el prefijo desoxi-, en el caso de estar formadas por la pentosa desoxirribosa. Los nucleótidos de bases pirimidínicas se llaman: Citidin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Citosina. Timidin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Timina. Uridin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Uracilo. Llevan el prefijo desoxi-, en el caso de estar formadas por la pentosa desoxirribosa.

BLOQUE I ORIENTACIONES – 24 Conocer la composición y estructura general de los nucleótidos http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0318.gif

BLOQUE I ORIENTACIONES – 24 Conocer la composición y estructura general de los nucleótidos

BLOQUE I ORIENTACIONES – 25 Reconocer a los nucleótidos como moléculas de gran versatilidad funcional y describir las funciones más importantes: estructural, energética y coenzimática. Los ácidos nucleicos son los encargados de proporcionar la información genética necesaria para la síntesis de proteínas. Los ácidos nucleicos llevan a cabo además otras funciones básicas para los seres vivos: - Moléculas acumuladoras y donantes de energía: AMP, ADP y ATP - Moléculas mensajeras que transmiten informaciones del medio externo desencadenando respuestas celulares internas: AMPc. - Moléculas con función coenzimática en el metabolismo celular: NAD+, NADP+ y FAD.

BLOQUE I ORIENTACIONES – 25 ENERGÉTICAS Reconocer a los nucleótidos como moléculas de gran versatilidad funcional y describir las funciones más importantes: estructural, energética y coenzimática. ENERGÉTICAS adenosin- 5´- trifosfato (ATP) y adenosin- 5´- difosfato (ADP) http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0333.GIF

BLOQUE I ORIENTACIONES – 25 COENZIMÁTICAS Reconocer a los nucleótidos como moléculas de gran versatilidad funcional y describir las funciones más importantes: estructural, energética y coenzimática. COENZIMÁTICAS Nucleótido de nicotinamida AMP Intemedio de reacción en el catabolismo celular como dador y aceptor de hidrógeno en reacciones de hidrogenación y deshidrogenación respectivamente. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0333.GIF http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0335.gif

BLOQUE I ORIENTACIONES – 25 Reconocer a los nucleótidos como moléculas de gran versatilidad funcional y describir las funciones más importantes: estructural, energética y coenzimática. NUTRIENTES DESECHOS CATABOLISMO ANABOLISMO MACROMOLÉCULAS PRECURSORES

BLOQUE I ORIENTACIONES – 26 Describir el enlace fosfodiéster como característico de los polinucleótidos http://www.lourdesluengo.es/animaciones/unidad4/enlace_fosfodiester.swf

BLOQUE I ORIENTACIONES – 27 Diferenciar y analizar los diferentes tipos de ácidos nucleicos de acuerdo con su composición, estructura, localización y función.