Diapositiva 1

1
Ácidos Nucleicos MARY L. VALLECILLO MSc
2
Friedrich Miescher, trabajando en el laboratorio
de Félix Hoppe-Seyler, en el Castillo de Tübingen
(Alemania), descubrió en 1869 el DNA, al que
llamó nucleína
Me parece que va a emerger una completa familia
de estas nucleínas que contienen fósforo que
quizá merezca igual consideración que las
proteínas
3
NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS

• Los nucleótidos son un grupo de macromoléculas
  que participan en los procesos de transmisión y
  expresión de la información genética. Existen 2
  tipos de ácidos nucleicos, el ACIDO RIBONUCLEICO
  (RNA o ARN) y el ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (DNA
  o ADN).

4

• Los nucleótidos son las unidades estructurales
• de los Ácidos Nucleicos.
• Nucleótido
• Base nitrogenada
• Azúcar
• Fosfato

5
Acido Nucléico polímero de nucleótidos
Componentes de un nucleótido base N pentosa
fosfato
6
Azúcares de los ácidos nucléicos
RNA
DNA
7
LAS PENTOSAS (MONOSACÁRIDOS)
8
Bases nitrogenadas de los ácidos nucléicos
(RNA)
(DNA)
9
EL ENLACE GLUCOSÍDICO
10
NUCLEOTIDOS DEL ADN
11
NUCLEOTIDOS DEL ARN
12
(No Transcript)
13
ESQUEMA DE UN NUCLEÓTIDO
14
POLINUCLEÓTIDOS
15
(No Transcript)
16
ÁCIDOS NUCLEICOS

• ADN ( ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO ).
• ARN ( ÁCIDO RIBONUCLEICO ).

17
Estructura del ADN
Los científicos Watson y Crick , fueron acredores
del premio Nobel en 1953, por establecer el
módelo del ADN , proponiendo la estructura
helicoidal de doble cadena de DNA, como se conoce
hoy en día.
Cada molécula de DNA está formada por dos largas
cadenas de polinucleótidos que corren en
direcciones opuestas formando una hélice doble
alrededor de un eje imaginario central. De esta
forma la polaridad de cada cadena es opuesta
18
La doble cadena de DNA se forma por la unión de
nucleótidos (fosfato, azúcar y base nitrogenada)
que se atraen fuertemente mediante puentes de H.
19
(No Transcript)
20
LOS NUCLEÓTIDOS

• Están formados por
• Una base nitrogenada BN
• Un azúcar (pentosa) A
• Ácido fosfórico (H3PO4) P

Unidos en el siguiente orden P A
BN
21
(No Transcript)
22
Acido Ortofosfórico
23
Azúcares de RNA y DNA
24
(No Transcript)
25
(No Transcript)
26
Bases Nitrogenadas
Pirimidinas Purinas
27
FUNCIONES DE LOS NUCLEÓTIDOS

• Son fundamentales para la vida de las células,
  pues al unirse con otras moléculas cumplen tres
  funciones cruciales
• TRANSPORTE DE ENERGÍA
• TRANSPORTE DE ÁTOMOS
• TRANSMITEN MENSAJES CELULARES
• TRANSMITEN LOS CARACTERES HEREDITARIOS

28

1. TRANSPORTE DE ENERGÍA

• Cada nucleótido puede contener de 1 A 3 grupos de
  acido fosfórico.
• Monofosfato AMP, CMP, GMP, UMP, dAMP, dCMP,
  dGMP, dTMP
• Difosfato ADP, CDP, GDP, UDP, dADP, dCDP, dGDP,
  dTDP
• Ttrifosfato ATP, CTP, GTP, UTP, dATP, dCTP,
  dGTP, dTTP

Los nucleótidos se encuentran en un estado
estable cuando poseen un solo grupo de acido
fosfórico .
Cada grupo de fosfato adicional que posea un
nucleótido se encuentra en un estado más
inestable y el enlace del fosfato tiende a
romperse por hidrólisis y liberar la energía que
lo une al nucleótido.
29
Las células poseen enzimas cuya función es
precisamente hidrolizar nucleótidos (enlaces del
fosfato) para extraer el potencial energético
almacenado en sus enlaces. Por tal razón un
nucleótido de trifosfato es la fuente preferida
de energía en la célula. De ellos, el ATP es el
predilecto en las reacciones celulares para la
transferencia de la energía demandada. UTP y
GTP también complacen las demandas de energía de
la célula en reacciones con azúcares y cambios de
estructuras protéicas, respectivamente.
30
(No Transcript)
31
El ATP
32
Hidrólisis del ATP
7,3 Kcal.

33

1. TRANSMITEN MENSAJES CELULARES

34

1. TRANSMITIR CARACTERES HEREDITARIOS

Para cumplir esta función, los nucléotidos se
polimerizan formando polinucleótidos en forma de
cadena, llamados ácidos nucleicos.
35
Formación de dinucleótidos
3-hidroxilo
5-fosfato
36
DNA (estructura de doble hélice)
Las dos cadenas complementarias se encuentran
entrelazadas en forma de doble hélice.
37
Leyes de Chargaf
La Ley de Chargaff y Col es aplicable al ADN,
ellos realizaron un estudio cuantitativo sobre el
nº de bases nitrogenadas complementarias en el
ADN(relación AT/CG), demostraron que la cantidad
de Adenina es igual a la cantidad de Timina, lo
mismo que la cantidad de Citosina es igual a la
cantidad de Guanina, es decir, el nº total de
bases Púrinas es igual al nº total de bases
Pirimídinas, sin embargo, en lo que respecta a la
relación AT/CG existe notables diferencias, en
animales superiores y vegetales superiores hay
mas predominio de AT sobre CG, en cambio, en
bacterias y plantas inferiores existe lo
contrario CG sobre AT
A T G C
38
DNA
Nucleótido
Puentes de H
Cadena IZQ.
Cadena DER.
39
(No Transcript)
40
EL ARN

• LLEVA RIBOSA Y NO DESOXIRRRIBOSA.
• SUS BASES NITROGENADAS SON A. G. C Y U.
• ES UNA MOLÉCULA MÁS CORTA QUE EL ADN.
• SALVO EXCEPCIONES NO FORMA CADENAS DOBLES.

41
TIPOS DE ARN

• ARN RIBOSOMAL Forma los ribosomas.
• ARN TRANSFERENTE Capta aminoácidos en su extremo
  3.
• ARN MENSAJERO Lleva la información genética
  desde el núcleo al citoplasma.

42
EXISTEN VARIOS TIPOS DE RNA
Ribosómico rRNA

• Los mas importantes

Mensajero mRNA
Transferencia tRNA

• RNA heterogéneo nuclear (hnRNA)
• RNA pequeño nuclear (snRNA)
• RNA catalítico (cRNA)
• RNA vírico (vRNA)

43
RNA (estructura de cadena sencilla)
El RNA es monocatenario
44
RNA heterogéneo nuclear (hnRNA)

• Es un RNA de alto peso molecular, también
  conocido como transcrito primario del RNA ya que
  es el RNA recién sintetizado por la RNA
  polimerasa en el proceso de transcripción.
• En células procariotas, el transcrito primario
  actúa directamente como molde para la síntesis de
  proteínas.

45
RNA pequeño nuclear (snRNA)

• Está presente en el núcleo, y es de pequeño
  tamaño. Está implicado en los procesos de
  maduración del RNAhn. En este proceso, el RNAsn
  se asocia a proteínas formando las
  ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (RNPsn)
  que se encargan de eliminar los intrones.

46

• En eucariotas, el RNAm maduro presenta unas
  características especiales, ya que además de los
  codones de iniciación (AUG) y de terminación
  (UAG) presenta en su extremo 5' una estructura
  compleja llamada "capucha" (cap), y en su extremo
  3' una cadena de poliA de longitud variable.
  Estas modificaciones tienen por objeto aumentar
  la vida media de estas moléculas en el citoplasma

INICIO
TERMINO
47
RNA de transferencia (tRNA)

• Tienen entre 75 y 90 nucleótidos, y su peso
  molecular es de unos 25000 dalton. Se conocen
  unos 60 distintos, y se encuentran en todas las
  células.
• Intervienen en la síntesis de proteínas, ya que
  van unidos a un aminoácido.
• Pueden presentar nucleótidos poco usuales (ácido
  pseudouridílico, ácido inosílico) e incluso bases
  características del DNA como la timina.
• Su estructura secundaria presenta un plegamiento
  complejo en donde alternan zonas apareadas y
  zonas no apareadas, y en donde se pueden
  distinguir zonas críticas, como la zona de unión
  a aminoácidos y la zona que reconoce los codones
  del RNAm

48
(No Transcript)
49
RNA ribosómico (rRNA)

• Se conocen varios tipos distintos y están
  presentes en los ribosomas, orgánulos
  intracelulares implicados en la síntesis de
  proteínas.
• Su estructura secundaria y terciaria presenta un
  plegamiento complejo que le permite asociarse
  tanto a las proteínas integrantes de los
  ribosomas como a otros RNA y participar en el
  proceso de síntesis proteica.
• 5S y 16S

50
RNA mensajero (mRNA)

• El RNA mensajero (RNAm) se sintetiza sobre un
  molde de DNA y sirve de pauta para la síntesis de
  proteínas (traducción). Su peso molecular es alto
  y contiene únicamente los nucléotidos A, U, G y
  C. Además de contener codificada la secuencia de
  una proteína, contiene señales para la iniciación
  (codón AUG, que codifica al aminoácido metionina)
  y terminación de la síntesis (codones UAA, UAG o
  UGA).

51
(No Transcript)
52
Trascripción
53
Traducción
54
RNA catalítico (cRNA)
55
RNA viral (vRNA)

• Es el que consituye el patrimonio genético de
  ciertos virus como el bacteriófago MS2, el virus
  del mosaico del tabaco, el poliovirus, el virus
  de la rabia, el virus de la gripe o el virus del
  SIDA.
• Los virus cuyo patrimonio genético es una
  molécula de RNA se llaman retrovirus, y su
  hallazgo supuso replantearse el dogma central de
  la biología

56
snRNA
57
Interesting facts about RNA

• Approximately, 5-10 of total weight of a cell is
  RNA (compare with only about 1 DNA!).
• The extra hydroxyl group in RNA makes it more
  succeptible to damage by hydrolysis that's why
  DNA is the ultimate repository of genetic
  information.
• RNA is the genetic material (like DNA for other
  organisms) in some viruses (which don't have
  DNA).
• DNA is capable of self-replication, but only when
  assisted or catalysed by proteins (enzymes) but
  RNA is capable of both self replication and
  catalysis.
•  "RNA World hypothesis" states that before the
  emergence of the first cell, RNA was  the
  dominant and probably the only form of life.

58
Diferencias entre DNA y RNA
DNA RNA
Doble cadena helicoidal Cadena Simple
Tiene las bases A, T, G y C Tiene las bases A, U, G y C
Es una gran macromolécula Es más pequeña que el DNA
Esta en el Núcleo También está en el citoplasma
Constituye los Genes (se Replica o se trascribe a RNA) Es una molécula involucrada en la síntesis de proteínas
También se encuantra en mitocondrias y
cloroplastos
59
FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

1. SÍNTESIS DE PROTÉINAS ESPECÍFICAS DE LA CÉLULA.
2. ALMACENAMIENTO, REPLICACIÓN Y TRANSMISIÓN DE LA
   INFORMACIÓN GENÉTICA.

Son las moléculas que determinan lo que es y
hace cada una de las células vivas
La función principal del RNA es servir como
intermediario de la información que lleva el DNA
en forma de genes y la proteína final codificada
por esos genes
60
Flujo de información genética
61
Gene 1
Gene 3
DNA molecule
Gene 2
DNA strand
TRANSCRIPTION
RNA
Codon
TRANSLATION
Polypeptide
Amino acid
62
El código génético
Virtualmente todos los organismos comparten el
mismo código genético
63
Escherichia coli Homo sapiens
Size of genome 4.6 Mbp 3.3 Gbp
Size of typical gene 1 kbp 10 kbp (4 exons 1350 bp)
Size of typical polypeptide 350 aa 450 aa
Number of genes 4 377 c. 35 000
64

• En un mamifero una célula cualquiera puede
  expresar unas 5000 proteinas diferentes a partir
  de 35000 genes.
• La mayor parte de estas proteínas son necesarias
  para cualquier tipo celular y normalmente se
  expresan en forma constitutiva (housekeeping
  proteins).

65
Empaquetamiento del DNA en Eucariotas
66
En el núcleo en interfase el DNA se encuentra
asociado a proteínas y relativamente empaquetado
67
Durante la división celular, el DNA alcanza su
máximo grado de empaquetamiento los cromosomas
68
El CROMOSOMA es el material microscópico
constituido del ADN y de proteínas especiales
llamadas histonas que se encuentra en el núcleo
de las células eucariotas en las cuales los
cromosomas se ven como una maraña de hilos
delgados, llamada cromatina.
69
Existen 5 tipos de histonas, altamente
conservadas a traves del desarrollo. El empaque
inicial se inicia con la fibra de DNA enrollada
alrededor de un octamero histonas. La histona H1
sirve para sellar el nucleosoma.
70
(No Transcript)
71
SUPERENROLLAMIENTO DEL ADN
72
(No Transcript)
73
(No Transcript)
74
(No Transcript)
75
(No Transcript)
76
(No Transcript)
77
(No Transcript)
78
(No Transcript)
79
(No Transcript)
80

• Test para determinar DNA
• Difenilamina (transparente)
• Positivo Azul.