Tema 6: Los ácidos nucleicos

Buenos días a todos , para comenzar el fin de semana os voy a presentar un nuevo tema: los ácidos nucleicos.

Lo primero que se debe saber es que el ácido nucleico se forma a partir de nucleótidos (formados por la unión de un nucleósido y H3PO4 mediante un enlace éster fosfórico entre el CH2OH del carbono 5' de la pentosa y el H2PO4) , que a su vez se forman a partir de nucleósidos (formados por la unión de una pentosa y una base nitrogenada mediante un enlace N-glucosídico entre el carbono 1' de la pentosa y el N-1 de la base , si es pirimidínica o N-9 si es púrica).

Con lo que un ácido nucleico está formado por H3PO4, pentosa (ribosa en el ARN o 2-desoxirribosa en el ADN) y una base nitrogenada (púrica, como la adenina y la guanina, o pirimidínica, como la citosina, timina y uracilo).

Las cadenas de ácidos nucleicos presentan dos extremos: el extremo 5' donde hay un grupo fosfato unido al carbono 5' del primer nucleótido y el extremo 3' donde hay un hidroxilo unido al carbono 3' del último nucleótido. Entre el -OH del carbono 3' y el gripo fosfato del carbono 5' que se añade se forman un enlace fosfodiéster.

Ahora voy a hablar del ADN. El ADN o ácido desoxirribonucléico está formado por desoxirribonucleótidos-5'-monofosfatos de adenina, guanina, citosina y timina que se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster 5'-3'.

Suele ser bicatenario aunque en algunos virus es monocatenario. En las células eucariotas la mayoría se encuentra en el núcleo formando la cromatina y los cromosomas pero también hay en pequeña cantidad en las mitocondrias. Este ADN está unido a proteínas histónicas y no histónicas (cromatina).

En las procariotas está unido a proteínas "parecidas" a las histonas, a ARN y a proteínas no histónicas (nucleoide).

En el ADN encontramos diferentes niveles de complejidad estrutural.

*Estructura primaria: Es la secuencia de nucleótidos de una sola cadena que puede presentarse extendido o ligeramente doblado. El número de hebras diferentes de ADN se puede formar combinando A, G, C y T. Estas combinaciones nos aportan la infromación genética.

*Estructura secundaria: Es la disposición espacial de las dos cadenas de polidesoxirribonucleótidos que constituyen la molécula del ADN. Determinada por Watson y Crick (doble hélice). Lo dedujeron basándose en el principio de equivalencia de bases de Chargaff (Erwin Chargaff), en Rosalind Franklin y Maurice Wilkins mediante la distracción por rayos X y en que la densidad y viscosidad de las dispersiones acuosas del ADN superiores a las esperadas. Watson y Crick descubrieron que las cadenas son antiparalelas, el enfrentamiento entre de las bases (bases complementarias) las cadenas no son iguales y debido a las bases son cadenas complementarias, las cadenas se unen mediante puentes de hidrógeno, su enrollamiento es dextrógiro y plectonémico y su grosor es de 2nm, la longitud de cada vuekta es de 3,4 nm y cada 0.34nm se encuentra un par de bases por lo que en cada vuelta hay 10 pares de nucleótidos.

*Estructura terciaria: La fibra de 20 A se encuentra retorcida sobre sí misma formando una superhélice. Se pueden observar distintos niveles de empaquetamiento: el primer nivel o fibra de cromatina de 100 A es la fibra de 20 A asociada a histonas. Se encuentra en el núcleo durante en la interfase excepto en los espermatozoides, sucesión de partículas de 100 A de diámetro (nucleosomas). En el segundo nivel o fibra de cromatina de 300 A, se foma a partir de de la fibra de 100 A condensada, la que contiene H. En cada vuelta a hay seis nucleosomas y seis H1. Este nivel se ve en los cromosomas. En el tercer nivel o dominios en forma de bucle la fibra de 300 A forma bucles estabilizados por un andamio proteico, a veces enrollados sobre sí mismos (600 A). Niveles superiores de empaquetamiento se han observado a veces con un eje de proteínas SMC con histonas y topoisomerasas.

Ahora os presento el ARN o ácido ribonucléico. Está formado por ribonucleótidos 5' monofosfatos de adenina, guanina, citosina y uracilo que se unen mediante enlaces fosfodiéster 5'-3'. El ARN es monocatenario excepto en algunos virus en los que es bicatenario. Sus cadenas son más cortas que las del ADN. Existen varios tipos:

*ARnm representa el 5% , es monocatenario y lineal. Su función es la transcripción (copiar ka infromación genética del ADN. En las eucariotas es monocistrónico, presenta metil-guanosinatrifosfato y una cola (poli A). Tienen fragmentos llamados exones e intrones.

En las procariotas no tiene capucha ni cola sino que empieza con un nucleótido trifosfato no invertido (pppG-...). Puede ser policistónico.7

*Arnt: Representa el 15%. (A-U, C-G) enfrentadas y se unen por puentes de hidrógeno.

Presenta estructura secundaria en doble hélice (brazos). Forma de trébol y en 3D, L. Su función es la de captar aa en el citoplasma y transportarlos a los ribosomas.

*ARNr: Representa el 80%. Se asocian con proteínas y forman los ribosomas. Las células procariotas tienen ribosomas 70S y las eucariotas de 80S.

*ARNn: Componente principal del nucléolo. Primero de 45S , se asocia a proteínas del citoplasma y forma una ribonucleoproteína. Se esciende en tres ARN y se asocia en uno de 5S. Una de 40 S y otra de 60 S que pasa al citoplasma donde al llegar un ARNm (80S).

*ARNpn: En el núcleo de células eucariotas, contienen uridina. Eliminan intrones en el proceso de maduración del ARNm.

*ARNi: De doble cadena y con tan solo 20 a 25 nucleótidos. Utilizado para reconocer ARNm para degradarlos y que no puedan sintetizar proteínas, sirve para autocontrol de la célula. Se utiliza también para tratamiento de enfermedades víricas, cáncer y enfermedades hereditarias.

Aquí os dejo un esquema general del tema y una foto del resultado obtenido en el test de ácidos nucleicos de la página testeando.es , que os recomiendo para repasar cualquier tema realizado este curso. Y debajo de las fotos unas actividades de repaso.

1. En relación a la siguiente figura:

a)Indica qué molécula representa y cuál es la composición de los monómeros que la forman.

Es el ARN transferente.

b)Explica qué tipo de interacciones se producen para formar la estructura secundaria de la molécula.

En algunas zonas las bases complementarias (A-U, C-G) están enfrentadas y se unen por puentes de hidrógeno presentando estructura secundaria de doble hélice.

c)Indica en qué proceso biológico está implicada y cuál es su función, explicando el papel de las zonas marcadas como A y B.

Participa en el proceso de traducción o de síntesis de proteínas. En la zona A se da la unión del aminoácido que el ARNt transportará hasta el ribosoma. En la zona B el anticodón reconoce un codón del ARN mensajero. El anticodón de cada ARNt es diferente en función del aminoácido que se unirá a la cadena polipeptídica en crecimiento.

2. Explica basándote en su estructura, por qué el DNA es una molécula que contiene información.

Basándome en la estructura primaria, que es la secuencia de nucleótidos que nos indica su orden, clase y cantidad se observa que hay un punto en común a todos los ADN que es el grupo fosfato y la pentosa. mientras que la colocación y secuencia de bases nitrogenadas es lo que diferencia las distintas clases de ADN, en esta secuencia de bases constituye el mensaje genético, donde reside la información para la síntesis de proteínas y características del individuo.

3. En la siguiente figura se muestran las fórmulas químicas de algunas biomoléculas. Indica:

Cuál corresponde a un ácido graso insaturado: a la 3.

Cuál es una piranosa: la 5.

Cuáles forman parte del DNA: la 2 y la 6.

Cuál corresponde a un ácido graso saturado: a la 4.

Cuál forma parte de proteínas: la 1.

4. Explica las diferencias químicas y estructurales entre el DNA y el RNA.

* En cuanto a la composición el ADN tiene como pentosa la β-D-desoxirribofuranosa, como base tiene timina y no tiene uracilo y el ARN tiene como pentosa la β- D-ribofuranosa, como base tiene uracilo y no tiene timina.

* En cuanto a la localización la mayor parte del ADN se localiza en el núcleo, aunque también algo se localiza en mitocondrias y plastos y el ARN se localiza tanto en el núcleo como en el citoplasma

* En cuanto a la estructura la mayor parte de ADN son bicatenarias y mucho más grandes y complejas que las del ARN y la mayoría de ARN son monocatenarias y de tamaño mucho menor.

*En cuanto a la función el ADN es la molécula que lleva la información y dicta las órdenes en la síntesis de proteínas y el ARN ejecuta las órdenes dictadas por el ADN.