ADN y ARN

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos

Polímeros lineales en los que la unidad repetitiva, nucleótido, está formada por pentosa, base nitrogenada y ácido fosfórico.

Pentosa: β-D-ribosa, en el ARN y la β-D-2-desoxirribosa en el ADN.

Ácido fosfórico: une pentosas mediante un enlace fosfodiester. Enlaza el C 3´de una con el 5´de la siguiente.

Bases nitrogenadas: compuestos cíclicos con nitrógeno. Púricas o Pirimidínicas.• Bases púricas: adenina (A) y guanina (G).

• Bases pirimidínicas: timina (T), citosina (C), y uracilo (U)

Nucleósido

Molécula resultante de la unión entre la pentosa (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada (púrica o pirimidínica).

Enlace N-glucosídico entre el C1´de la pentosa y el N 1 de las bases pirimidínicas o el N 9 de las púricas.

Nucleótido.

Molécula resultante de la unión mediante enlace éster de una molécula de ácido fosfórico con el –OH del carbono 5´de la pentosa de un nucleósido.

Base + pentosa = nucleósido.

Base + pentosa + fosfato = nucleótido.

Los nucleótidos se unen entre sí por enlacefosofodiester: el ácido fosfórico de un nucleótido se une al C3´de la pentosa del nucleótido anterior.

Nucleótidos no nucleicos

COENZIMAS: – NAD+/NADH: reacciones de oxid-reducción.

– NADP+/NADPH

– FAD/FADH2

– COENZIMA A: reacciones de acilación.

AMP,ADP,ATP: Transportan la energía almacenada en sus enlaces.

AMPcíclico: actúa como segundo mensajero en las células.

Diferencias entre el ADN y el ARN

ADN ARN

Composición A,G,C,T, desoxirribosa A,G,C,U, Ribosa

Localización Núcleo e interior de

mitocondrias y cloroplastos

Núcleo y citoplasma

Estructura Generalmente bicatenaria Monocatenaria

Función Portar información hereditaria Intervenir en síntesis prot

DESCUBRIMIENTO DEL ADN

Friedrich Miescher

Este médico suizo

descubrió el ADN

en el núcleo celular

en 1869.

Gregor Mendel

descubrió las leyes

de la herencia en

1866.

Thomas Morgan(1866 – 1945)

Construyó los

primeros mapas

genéticos y

concluyó que los

cromosomas son el

soporte de la

herencia. Trabajó

con Drosophila

melanogaster.

Avery, Mac Leod e Mc Arthy (1944)

Descubre que el ADN

es el material genético.

Erwin Chargaff (1905 – 2002)

En 1949, descubrió la

complementarieda

d de bases:

A+G = T+C

A = T

G Ξ C

Rosalind Franklin (1920 – 1958)

Autora del difractograma de

rayos X que permitió el

descubrimiento de la

estructura secundaria do

ADN: la molécula de ADN

era fibrosa, con estructura

helicoidal, formada por dos

hebras, con las bases de

nucleótidos apiladas y

separadas por 3,4 Å.

Difractograma de raios X

Esta imagen hizo

posible el

descubrimiento de la

estructura secundaria

do ADN.

Maurice Wilkins (1916 – 2004)

Biofísico neocelandés,

jefe de Rosalind

Franklin, que le pasó el

difractograma obtenido

por ella, sin el

conocimiento ni el

consentimiento de a

Watson e Crick.

James Watson (1928) e Francis Crick (1916 – 2004)

Premios Nobel de

Medicina en 1962

junto a Wilkins

por los

descubrimentos

de la estructura

secundaria del

ADN.

¿Es muy antiguo el ADN?

Edad aproximada del ser humano moderno: 50.000 anos.

Duración de la civilización: 10.000 años.

Edad del ADN: miles de millones de años.

Francis Crick

ÁC. DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)

ESTRUCTURA PRIMARIA: formación de largas cadenas de polinucleótidos por unión de desoxirribonucleótidos-5´- monofosfato.

– Esqueleto de polidesoxirribosa-fosfato.

– Bases, A,G,C y T alineadas a lo largo del esqueleto.

ESTRUCTURA SECUNDARIA: doble hélice formada por cadenas de polinucleótidos enfrentadas por sus bases y unidad por puentes de hidrógeno.

MODELO WATSON Y CRICK:Doble Hélice (forma B)

ADN: dos cadenas enrolladas una sobre la otra (enrollamiento plectonémico) en forma de doble hélice.

Enrollamiento destrógiro.

Cadenas son antiparalelas.

Bases dirigidas hacia el interior con planos paralelos entre si.

Cadenas unidas por pdH entre cadenas complementarias. (A=T) (GΞC).

Dos surcos: mayor y menor.

Dimensiones: diámetro de la hélice 20Å. Bases apiladas a una distancia de

0,34 nm. Cada vuelta completa tiene 10 pares de nucleótidos (3,4 nm).

Estrutura Secundaria del ADN

Antiparalelismo

Las dos cadenas complementarias van en direcciones diferentes.

OTRAS ESTRUCTURAS.

– Forma B: mayoritaria en las células.

– Forma A: cada vuelta mide 2,8 nm y tiene 11 nucleótidos. Se encuentra en estructuras híbridas ADN-ARN.

– Forma Z: enrollamiento levógiro, con vueltas de 4,5 nm y doce nucleótidos.

– Algunos virus tienen moléculas de ADN monocatenario lineal o circular.

Nucleótidos

Estos son desoxirribonucleótidos

Ultraestructura del ADN: los cromosomas

El ADN del núcleo se empaqueta con proteínas y constituye la cromatina, la cual se condensa durante la división celular formando los cromosomas.

Cada cromosoma es una molécula muy larga de ADN. Al estar asociada a proteínas se reduce su longitud.

TIPOS DE ADN

ADN lineal monocatenario: en virus

ADN lineal bicatenario: virus bacteriófagos y núcleo de células eucariotas.

ADN circular monocatenario: en virus

ADN circular bicatenario: cromosomas y plásmidos bacterianos, mitocondrias y cloroplastos

FUNCIONES DEL ADN

Almacena la información genética necesaria para:– Determinar la estructura y función de las

proteínas y del ARN.

– Programas en el tiempo y en el espacio la biosíntesis ordenadas de los componentes de la célula.

– Definir la individualidad de un organismo dado

ÁC. RIBONUCLEICO (ARN)

Formado por el encadenamiento de ribonucleótidos-5´-monofosfato.

Estructura primaria similar al ADN.

No suelen tener estructura secundaria. En ocasiones poseen secuencias complementarias capaces de aparearse formando estructuras secundarias o terciarias.

ARN Heterogeneo nuclear (ARN hn)

Llamado transcrito primario.

Sintetizado en la transcripción directamente del molde de ADN.

Contiene secuencias codificadoras (EXONES) y no codificadoras (INTRONES).

En el núcleo sufre un procesamiento o maduración y forma el ARNm.

ARN Mensajero (ARNm)

Cadenas cotas y lineales formadas en el núcleo durante la transcripción, utilizando una hebra de ADN como molde.

Servirá de pauta para la síntesis de cadenas polipeptídicas.

Tras su maduración, pasa al citoplasma, se asocia a ribosomas para la traducción.

En eucariotas es monocistrónico y en procariotas policistrónico

ARN Ribosómico (ARNr)

Se asocia a proteínas básicas y forma los ribosomas

Sus funciones biológicas están vinculadas a la estructura del ribosoma y al mecanismo de síntesis proteica.

ARN nuclear (ARN n)

ARN de elevado peso molecular (45 S).

Se sintetiza en el nucleolo de las células eucariotas.

Es el precursor de diferentes tipos de ARNr.

ARN Transferente (ARNt)

Transporta aa en la síntesis proteica.

Estructura secundaria en forma de hoja de trébol con cuatro brazos.

El brazo con el anticodón

complementa con el codón

del ARNm.

Determina el aa transportado.

ARN transferente

BRAZO I: termina en el extremo aceptor 3´, lugar de unión al aminoácido.

BRAZO II: sirve para el reconocimiento de la enzima que une cada aminoácido con su ARNt.

BRAZO III: tiene 3 bases (anticodon), que reconoce al codon del ARNm.

BRAZO IV: brazo no funcional.

BRAZO V: lugar de unión al ribosoma.

FUNCIONES DEL ARN

Existen virus cuyo genoma está constituido por ARN.

Algunos ARN tienen actividad catalítica (ribozimas). Intervienen en procesos catalíticos y en la formación de enlace peptídico.

ARN interferente (ARNi): impiden la traducción del ARNm.

AANN portadores de la información

Replicación del ADN

Transcrición del ADN

Traducción.

Flujo de información genética en procariotas y eucariotas