TEMA 6. los ácidos nucleicos 2º Bachillerato - Biología Pachi San Millán IES Muriedas

ÍNDICE: Los Ácidos Nucleicos Importancia biológica Composición de los ácidos nucleicos Estructura de los nucleósidos y nucleótidos Funciones de los nucleótidos Ácidos nucleicos: Estructura del ADN Estructura de los ARNs

CARACTERÍSTICAS GENERALES BIOMOLÉCULAS Inorgánicas Agua Sales Minerales Orgánicas Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos Nucleicos

IMPORTANCIA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Concepto Importancia biológica de los nucleótidos: “Instrucciones vitales” Vectores energéticos Coenzimas Mensajeros químicos Composición de los ácidos nucleícos Nucleósidos Nucleótidos

3. Estructura de los nucleósidos y nucleótidos Pentosas: Ribosa o desoxirribosa Bases nitrogenadas Tipos Púricas: Adenina (A), Guanina (G) Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T), Uracilo (U) Resonancia Ácido fosfórico: H3PO4 (1 o varios) Nucleósido Nucleótido

3. Estructura de los nucleósidos y nucleótidos La pentosa siempre es una aldopentosa: -D-ribofuranosa  ribonucleótidos -D-2-desoxirribofuranosa  desoxirribonucleótidos

3. Estructura de los nucleósidos y nucleótidos Bases nitrogenadas Tipos Púricas: Adenina (A), Guanina (G) Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T), Uracilo (U) El 1º anillo de las b. púricas se numera en sentido contrario a las agujas del reloj, a partir del N superior izquierdo. El resto en el sentido de las agujas del reloj.

3. Estructura de los nucleósidos y nucleótidos Bases nitrogenadas Tipos Púricas: Adenina (A), Guanina (G) Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T), Uracilo (U) Púricas: A G U C T Pirimidínicas

3. Estructura de los nucleósidos y nucleótidos Bases nitrogenadas Resonancia (tautómeros)

3. Estructura de los nucleósidos y nucleótidos Ácido fosfórico: H3PO4 (1 o varios) Simbología P Fosfato componente de nucleótido Pi Fosfato inorgánico

NUCLEÓSIDO: base + monosacárido Para formarse el nucleósido, el C1 de la pentosa se une al N1 de la pirimidina o al N9 de la purina

NUCLEÓSIDO: base + monosacárido Para formarse el nucleósido, el C1 de la pentosa se une al N1 de la pirimidina o al N9 de la purina PURINAS PIRIMIDINAS

NUCLEÓSIDOS: pentosa + base Nomenclatura: Prefijo que indica la base nitrogenada: Cit-, tim-, ur-, aden-, guan- Terminación: Si la base es pirimidínica: -idina Si la base es púrica: -osina Si la pentosa es desoxirribosa, se coloca el prefijo desoxi- delante del nombre. Si la pentosa es ribosa, no se pone prefijo. Ej. Desoxicitosina, Timidina, Adenosina, Desoxiadenosina

NUCLEÓTIDOS La unión de uno o varios grupos fosfato al C3´o al C5´ de la pentosa, da lugar al nucleótido completo.

NUCLEÓTIDOS

NUCLEÓTIDOS: pentosa + base + fosfato Nomenclatura: Se elimina la última letra “a” del nombre del nucleósido: - idina - idin ; - osina - osin Se indica a continuación el lugar de unión de la pentosa y el número de fosfatos unidos. Si no se indica numeración, se entiende que la unión se realiza con el C5´. Cuando existe + de 1 grupo fosfato, se unen en cadena, uno detrás de otro. Con frecuencias se usan abreviaturas para nombrar los nucleótidos: ATP: Adenosín trifosfato

Nomenclatura

NUCLEÓTIDOS

NUCLEÓTIDOS: Importancia Funciones de los nucleótidos importantes Nucleótidos formadores de ácidos nucléicos Forman parte de los ácidos nucleícos: ADN ARN.

NUCLEÓTIDOS: Importancia Funciones de los Nucleótidos importantes Nucleótidos con otras funciones: Vectores energéticos Mensajeros químicos 2arios Coenzimas

NUCLEÓTIDOS: Importancia Vectores energéticos

NUCLEÓTIDOS: Importancia Mensajeros químicos 2arios : Sistemas de transducción

NUCLEÓTIDOS: Importancia Mensajeros químicos 2arios : Sistemas de transducción

NUCLEÓTIDOS: Importancia Coenzimas de deshidrogenasas NAD+ NADP+

NUCLEÓTIDOS: Importancia Coenzimas de deshidrogenasas A-H2 + NAD+ A + NADH + H+ deshidrogenasa Otras funciones: Poder reductor (NADH y NADPH) Síntesis de ATP (NADH)

NUCLEÓTIDOS: Importancia Coenzimas de deshidrogenasas Actúa de forma similar al NAD+ A-H2 + FAD A + FADH2 deshidrogenasa Otras funciones: Poder reductor (FADH2) Síntesis de ATP (FADH2)

EL ENLACE NUCLEOTÍDICO Animación enlaces http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/flash_an/formacion_polinucleotido.swf animación sobre la formación de un polinucleotido

Enlace nucleotídico

ENLACE NUCLEOTÍDICO La unión de cientos o miles de nucleótidos forman polinucleótidos o ácidos nucleicos, con una masa molecular muy elevada.

ÁCIDOS NUCLEICOS: El ADN Naturaleza: Desoxirribosa, A,G,C,T Estructura (doble hélice: modelo de Watson y CricK) Estructura primaria: Secuencia de nucleótidos Estructura secundaria: Enlaces (P.H. entre bases), otras fuerzas Características de la doble hélice: (modelo B) 2 cadenas con enrollamiento plectonémico Complementarias A = T ; G ≡ C Ley de Chargaff: Antiparalelas Enrollamiento dextrógiro Disposición de las bases Surco mayor y menor Dimensiones Niveles estructurales superiores (“3aria”): Cromatina y cromosomas

ADN: Naturaleza Animación ADN Formado por desoxirribonucleótidos y sus bases pueden ser la A, G, C y T, nunca U. Dos cadenas de polinucleótidos unidas entre sí en toda su longitud forma lineal o circular.

DNA circular y DNA lineal Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

ADN: Estructura Estructura primaria Secuencia de nucleótidos Extremos 3´y 5´

ADN: Estructura Estructura secundaria Modelo B (características) 2 cadenas con enrollamiento plectonémico

ADN: Estructura Estructura secundaria Modelo B (características) Complementarias A = T; G = C Ley de Chargaff: A + G / C + T = 1

ADN: Estructura Estructura secundaria Modelo B (características) 5´ 3´ Antiparalelas 5´ 3´ 3´ 5´

ADN: Estructura Estructura secundaria Modelo B (características) Enrollamiento dextrógiro (a)

ADN: Estructura Estructura secundaria Modelo B (características) Disposición de las bases Surco mayor y menor Dimensiones

ADN: Estructura 2aria

ADN: Estructura 2aria

ADN: Estructura 3 aria Histonas empaquetadoras Diferentes niveles de plegamiento: cromatina y cromosomas Para conseguir que el ADN quepa dentro del núcleo, se encuentra muy empaquetado, y aún más cuando se condensa para formar un cromosoma.

Núcleo interfásico (cromatina) Estructura terciaria del ADN (niveles de condensación) Núcleo metafásico (cromosomas)

Cariotipo y Cariograma

Estructura ADN Primaria Secundaria Terciaria

ADN: Estructura primaria Cambios en la secuencia de las bases pueden producir mutaciones de distintos tipos:

nº de nucleotidos por vuelta 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 Levógiro 4.5 zig-zag 12 ADN B ADN A ADN Z

ADN: Propiedades Desnaturalización: +/- 100ºC Factores Tª, pH, sales Renaturalización: 65ºC Hibridación Utilidad Estabilidad Replicable Especificidad: composicional ”Un gen una proteína”

ADN:Función Función: Material genético

ARN Naturaleza: beta-D-ribofuranosa, A,G,C,U Estructura Tipos de ARN: Estructura primaria Estructura secundaria Tipos de ARN: ARNm :Vida corta. 5%. Copia de ADN ARNt: (10 %) E 2aria(trébol) y 3aria (boomerang). Transporta aa ARNr: 85 % Componente de ribosomas Funciones: Intervienen en la síntesis de proteínas

ARN: Estructura Estructura primaria Tipos Secuencia de RIBONUCLEÓTIDOS (1 cadena) Extremos 3´y 5´ Tipos ARNm :Vida corta. 5%. Copia de ADN ARNt: (10 %) E 2aria(trébol) y 3aria (boomerang) Transporta aa   ARNr: 85 % Componente de ribosomas

ARN: tipos ARNm (mensajero): Vida corta. 5%. Copia de ADN Funcional con E. primaria

ARN: tipos ARNr (ribosómico) : 85 % Componente de ribosomas Producto de fragmentación de ARN n (nucleolar) 85 % Componente de ribosomas

ARN: tipos ARNt (transferente): 10 % Transporta aa E 2aria(trébol) 3aria (boomerang).

ARN: tipos ARNt (transferente): Transporta aa 10 % E 2aria(trébol) 3aria (boomerang).

ARN: tipos ARNt (transferente): Transporta aa 10 % E 2aria(trébol) 3aria (boomerang).

ARN: Funciones Síntesis de proteínas Material genético (algunos virus)

DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN

HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Endonucleasas Exonucleasas Secuencias palindrómicas “Dábale arroz a la zorra el abad”

TEMA 6 TEST DE REPASO

NUCLEÓSIDO NUCLEÓTIDO A partir de los componentes aislados, construye un nucleósido y un nucleótido, indicando el tipo de enlace y los productos de las reacciones necesarias. NUCLEÓSIDO NUCLEÓTIDO

Representa mediante un dibujo la estructura del ADN, indicando las regiones de la misma donde se encuentran situados los grupos fosfato, las desoxirribosas y las bases nitrogenadas, así como los enlaces que permiten mantener unidas las hebras y las dimensiones del modelo B. Señala en el mismo dibujo qué tipo de enlaces se destruyen en la desnaturalización del dúplex.

Tras el análisis del material genético de tres virus diferentes se han obtenido los siguientes datos: composición porcentual de nucleótidos de los genomas virales de “A”, “B” y “C” Vírus Adenina Guanina Citosina Timina Uracilo A 30% 20% 20% 30% B 20% 30% 30 % 20% C 20% 21% 26% 33% A la vista de estos resultados ¿qué podemos concluir sobre el tipo de ácido nucleico (ADN o ARN, doble hebra o hebra sencilla) que compone el genoma de cada virus?: Indica el tipo de molécula que aparece en la figura e indica las principales características de la misma que te han llevado a reconocerla. Indica su función biológica.

Indica el tipo de molécula que aparece en la figura e indica las principales características de la misma que te han llevado a reconocerla. Indica su función biológica.

Indica el tipo de molécula que aparece en la figura e indica las principales características de la misma que te han llevado a reconocerla. Indica su función biológica.

¿Qué relación tradicional existe entre ADN, ARN y proteína ¿Qué relación tradicional existe entre ADN, ARN y proteína? Representa esta relación mediante un esquema. ¿Qué diferencias existen entre ADN y ARN?

Mediante un dibujo en el que aparezca la molécula de ADN indica como tiene lugar la desnaturalización de la misma. ¿Es reversible el proceso? Cita un agente físico y otro químico que desnaturalicen el ADN.   Indica las funciones celulares desempeñadas por los distintos tipos de RNA presentes en las células. ¿En qué parte de la célula desempeñan sus funciones los diferentes RNAs?

Representa mediante un dibujo claro los distintos niveles estructurales que puede presentar la cromatina, partiendo de la unidad estructural básica (nucleosoma) hasta el estado de máxima compactación. Indica en cada caso en qué etapa del ciclo celular se presenta cada nivel estructural representado en tu dibujo. 72