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ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS

NUCLEICOSADN - ARN

UN POCO DE HISTORIA …

•1869-1943 se descubre un nuevo compuesto fosfórico orgánico: la nucleina, se demostró que este compuesto constaba de ác. Desoxirribonucleico y de proteína. Se distingue el ADN del ARN.

•1944-1960: primer evidencia importante del papel del ADN como portador de información.

- ADN purificado de una cepa de Neumococo transportaba un mensaje genético que podía ser asimilado y expresado por células de otra cepa.

- Infección de E. coli por bacteriófago T2, el ADN del virus dirige a la célula bacteriana, haciéndola producir muchas copias idénticas al virus.

•1956:descubrimiento de la estructura complementaria y dúplex del ADN.

•1960: la genética se ha convertido en una rama de la Bioquímica.

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Características de los ácidos nucleicos • Son compuestos que contienen carbono,

hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo.

• Se encuentran en todos los seres vivos.

•De carácter acídico (ácido)

•Formada por polimerización, en cadenas

lineales, de unidades estrcturales llamadas nucleotidos. • Funciones:

1.Contiene la información genética .

2.Intervienen en la síntesis de proteínas

•Es una macromolécula

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NUCLEÓTIDOS

Ácido fosfórico

Aldopentosa Base nitrogenada

Son las unidades estructurales de los ácidos nucleicos

Bases nitrogenadas

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Aldopentosas

β – D -2- desoxirribosa

β – D - ribosa

ÁCIDO ÁCIDO RIBONUCLEICORIBONUCLEICO

ÁCIDO ÁCIDO DESOXIRIBONUCLEICODESOXIRIBONUCLEICO

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•ADENINA + RIBOSA = ADENOSINA

•ADENINA + DESOXIRRIBOSA = DEOXIADENOSINA o dAdenosina

•GUANINA + RIBOSA = GUANOSINA

•GUANINA + DESOXIRRIBOSA = DEOXIGUANOSINA o dGuanosina

•TIMINA + DESOXIRRIBOSA = DEOXITIMIDINA o dTimidina

•CITOSINA + RIBOSA = CITIDINA

•CITOSINA + DESOXIRRIBOSA = DEOXICITIDINA o dCitidina

•URACILO + RIBOSA = URIDINA

NUCLEOSIDOS MÁS COMUNES

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NITRÓGENO 9 DE

UNA BASE PÚRICA

NITRÓGENO 1 DE

UNA BASE PIRIMÍDIC

A

UNIÓN GLICOSÍDICO

βC1

C5

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NUCLEótidos MÁS COMUNESADENINA + RIBOSA + ACIDO FOSFÒRICO= AMP

ADENINA + DESOXIRRIBOSA + ACIDO FOSFÒRICO= dAMP

GUANINA + RIBOSA + ACIDO FOSFÒRICO= GMP

GUANINA + DESOXIRRIBOSA + ACIDO FOSFÒRICO= dGMP

TIMINA + DESOXIRRIBOSA + ACIDO FOSFÒRICO= dTMP

CITOSINA + RIBOSA + ACIDO FOSFÒRICO= CMP

CITOSINA + DESOXIRRIBOSA + ACIDO FOSFÒRICO= dCMP

URACILO + RIBOSA + ACIDO FOSFÒRICO= UMP

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NUCLEótidos (ejemplos)

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Nucleótidos Libres

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Adenosina trifosfato o ATP

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Adenosina monofosfato

o AMP cíclico

NAD+

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•Núcleos celulares, una pequeña cantidad en mitocondrias y cloroplastos.

•Células somáticas (22 cromosomas somáticos) tienen igual información genética (ADN).

•Gametas (óvulos y espermatozoides) tiene la mitad de información (del par sexual sólo 1 cromosoma).

•No se modifican con la edad ni factores ambientales o nutricionales.

•Es una molécula lineal…sin ramificaciones

ADN. Características

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•2 cadenas polinucleotídica.•Doble hélice.

•Cada nucleótido se une a través del C5 ’ (Fósforo) y C 3 ’ de la pentosa del siguiente nucleótido.•Las bases están ubicadas hacia el centro de la molécula.

Modelo de Watson y Crick

•Diámetro de la hélice es de 20 A – derecha o dextrógira.•Cadenas antiparalelas

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•Las dos cadenas no son idénticas son complementarias.complementarias.

•Las dos cadenas son antiparalelasantiparalelas

• Uniones fosfodiester

•La estructura del ADN se mantiene por: El apilamiento de las bases (interacciones hidrofobicas); la formación de puentes de hidrogeno; y la repulsión entre grupos fosfato.

Las columnas vertebrales azúcar-fosfato de las dos cadenas forman

hélices que giran hacia la derecha. Las cadenas son

complementarias y antiparalelas.

Las dobles hélices antiparalelas pueden formarse también entre

una cadena de ADN y una cadena de ARN (cadenas

híbridas) o en un ADN monocatenario, o en un ARN.

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uniones puente de hidrógeno de las bases + interacción hidrofóbica le dan una estructura rígida y compacta al adn.

Algunas agentes……

•Calentamiento

•Los ácidos fuertes

•Las bases fuertes

•Reactivos como la urea, formamida, etc.

Debilitan dichas

fuerzas y hacen que

las 2 cadenas se desenrollen y separen

A este fenómeno llamamos DESNATURALIZACIÓN DEL ADN

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•El proceso de desnaturalización del ADN es reversible

•Al diminuir lentamente la temperatura en la solución se va produciendo la REASOCIACIÓN de las cadenas y se restablece la estructura original de la doble hélice.

•La renaturalización por enfriamiento lento se llama TEMPLADO del ADN.

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•En el NÚCLEO de las células EUCARIOTAS En el NÚCLEO de las células EUCARIOTAS el ADN se encuentra asociado a ciertas el ADN se encuentra asociado a ciertas proteínas “las histonas”, formando la proteínas “las histonas”, formando la CROMATINA CROMATINA Durante el CICLO CELULAR …2 etapasDurante el CICLO CELULAR …2 etapas

1.1.Interfase ADN CROMATINAInterfase ADN CROMATINA

2.2.Mitosis el ADN Mitosis el ADN CROMOSOMASCROMOSOMAS•Las HISTONAS tienen carácter básico, los Las HISTONAS tienen carácter básico, los

aminoácidos más comunes en estas son aminoácidos más comunes en estas son lisina y arginina.lisina y arginina.

•Hay 5 tipos denominadas H1, H2a, H2b, Hay 5 tipos denominadas H1, H2a, H2b, H3 Y H4.H3 Y H4.

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ADN CIRCULARADN CIRCULAR

Característico de los organismos procariotas (sin núcleo) como en el caso de las bacterias, tienen un cromosoma único constituido por una doble hélice de ADN que no tiene extremos libres, por lo tanto se cierra sobre sí mismo formando un círculo.

Además de un cromosoma en el cual

almacena casi la totalidad de la

información genética, muchas

bacterias tienen una

molécula de ADN circular,

más pequeño y

con información accesoria.

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ADN CIRCULARADN CIRCULARen mitocondrias y cloroplastosen mitocondrias y cloroplastos

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El Ácido ribonucleico es un El Ácido ribonucleico es un polinucleótidopolinucleótidoDiferencias estructurales con el Diferencias estructurales con el

ADN:ADN:

1.1.El azúcar presente es el D-ribosa.El azúcar presente es el D-ribosa.

2.2.No existe la base nitrogenada No existe la base nitrogenada Timina, en su lugar está el Timina, en su lugar está el URACILO. (C-G; A-U)URACILO. (C-G; A-U)

3.3.Está formada por una sola cadena Está formada por una sola cadena polinucleótida.polinucleótida.

Las relaciones molares entre Las relaciones molares entre purinas y pirimidinas no se dá purinas y pirimidinas no se dá como en el ADN.como en el ADN.

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ARNm (ARN mensajero)

1.Representa el 5 % del ARN celular.

2.Se encuentra en el núcleo y en citoplasma.

3.Peso molecular y la composición de las bases es muy variado.

4.Se sintetiza en el núcleo.

5.Función: transmite la información genética desde el ADN hasta los ribosomas del citoplasma que se encargan de la síntesis de proteínas.

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ARNm (ARN mensajero)

6. Es el más lábil de los ARN.

1.Tiene una vida media en mamíferos de 8 a 12 horas. Y en la bacterias es más corta.

2.Producen una HIBRIDACIÓN entre el ADN y ARN, complementario. (G- C, A- U y T- A)

3.En el núcleo de las células existe otro tipo ARN, el ARN NUCLEAR HETEROGÉNEO , que son precursoras del ARNm. (20 % se convierte en ARNm)

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ARNt (ARN transferencia)

1.Llamado también soluble.

2.De menor tamaño., constituido por 75 nucleótidos

3.Función: transporta los aminoácidos libres del citoplasma hasta el lugar de ensamble de la proteína durante su síntesis.

4.Estructuralmente se asemeja a un hoja trilobulada, en especial tiene una zona de 3 bases , el anticodón,anticodón, que le da a este su especificidad de aminoácido.

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ARNr (ARN ribosomal)

1.Es el más abundante, 80 % del contenido en la célula.

2.Es el núcleo prostético de los RIBOSOMAS, gránulos que se encuentran libres en el citoplasma o en el Retículo Endoplasmático Rugoso.

3.Intervienen activamente en la Síntesis de Proteínas.

Existen otros tipos de ARN, como las ribonucleoproteínas nucleares y las citosólicas pequeñas ambas. Tienen gran cantidad de Uracilo e intervienen en el procesamiento de ARNm.

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LOS VIRUS SON…..

PARTÍCULAS FORMADAS POR ÁCIDOS NUCLEICOS RODEADOS DE PROTEÍNAS, QUE TIENEN LA CAPACIDAD DE REPRODUCIRSE A EXPENSAS DE LAS CÉLULAS QUE INVADEN.

Biosíntesis de ADN

Todas las células somáticas Todas las células somáticas tienen la misma tienen la misma información genética, la información genética, la misma cantidad de misma cantidad de cromosomas, al dividirse cromosomas, al dividirse mantienen la misma carga mantienen la misma carga genética, que es trasmitida genética, que es trasmitida a las células hijas.a las células hijas.

Replicación o duplicación del ADN1. Es semiconservadora.2. Cada hebra es complementaria3. Tiene lugar en la interfase, antes

de la mitosis.

Pasos de la replicación

1. Separación de las 2 cadenas, en forma simultánea en todos los cromosomas y en muchos puntos, a estos se los llama “bubones” o “burbujas”. Al sitio donde se separan las dos cadenas se llama “horquilla de replicación”, avanzan hacia cada extremo de la molécula.

2. En el lugar se unen múltiples subunidades de una proteína iniciadora.

3. Luego un complejo de varias enzimas entre ellas la enzima desenrollante o helicasa, requiere energía (ATP).

4. Se unen proteínas fijadoras de ADN monocatenario.5. Intervienen las topoisomerasas también llamadas

girasas, produciendo cortes o rupturas para disminuir la tensión producida en el desenrollamiento.

6. Otra proteína se agrega la Primasa, esta se desplaza a lo largo de la molécula de ADN original y determina el avance de la horquilla y deja detrás de sí las cadenas separadas, listas para servir de molde.

7. La ADN polimerasa α: sintetiza una nueva cadena de ADN insertada a continuación del ARN iniciador. Utiliza los deoxiribonucleotidos para formar cadenas que crecen desde el extremo 5’ hacia el 3’ terminal.

8. La ADN polimerasa I: elimina los trozos de ARN iniciador. Sintetiza segmentos de ADN en los sitios vacantes por la hidrólisis del ARN cebo.

9. La ADN ligasa: une mediante enlaces fosfodiester 5’ 3’, los segmentos del ADN neoformado, completando así la hebra (gasto de ATP).

ESQUEMA DE ESQUEMA DE REPLICACIÓNREPLICACIÓN

Los nucleotidos se incorporan a partir del ARN cebo en el orden necesario para formar la cadena complementaria de la hebra de ADN original.

En la reacción de incorporación de cada nucleótido se libera pirofosfato.

“El proceso es irreversible por que es hidrolizado de inmediato por una pirofosfatasa, en una reacción altamente exergónica.”

Las dos cadena son antiparalelas, y se replican simultáneamente. La ADN polimerasa avanza sólo desde el extremo 5’ al 3’ de la cadena de formación.

La replicación del ADN en células eucariotas es más compleja:•Orígenes múltiples de replicación (replicones).•Tiempo de replicación debe ser ajustado a las divisiones celulares.•Participan más proteínas y enzimas que en células procariotas