Bioquímica

Blgo. Omar F. Leyva V.

2014

Ácidos nucléicos

Los ácidos nucleicos fueron descubiertos por Friedrich Miescher en 1869

La información genética o genoma, estácontenida en unas moléculas llamadasácidos nucleicos.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos:

ADN y ARN.

El ADN guarda la información genética entodos los organismos celulares, el ARN esnecesario para que se exprese lainformación contenida en el ADN

COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

• Los ácidos nucléicos resultan de la polimerización de monómeros complejos denominados nucleótidos.

• Un nucleótido está formado por la unión de un grupo fosfato al carbono 5’ de una pentosa. A su vez la pentosa lleva unida al carbono 1’ una base nitrogenada.

Estructura del nucleótido monofosfato de adenosina (AMP)

NUCLEÓTIDO

• Aquellas bases formadas por dos anillos se denominan bases púricas (derivadas de la purina). Dentro de este grupo encontramos: Adenina (A), y Guanina (G).

• Si poseen un solo ciclo, se denominan bases pirimidínicas (derivadas de la pirimidina), como por ejemplo la Timina (T), Citosina (C), Uracilo (U).

BASES NITROGENADAS

ATP (adenosin trifosfato): Es el portador primario de energía de la célula. Esta molécula tiene un papel clave para el metabolismo de la energía.

La mayoría de las reacciones metabólicas que requieren energía están acopladas a la hidrólisis de ATP.

Nucleótidos de importancia biológica

ATP (Adenosin trifosfato)

• AMP cíclico: Es una de las moléculas encargadas de transmitir una señal química que llega a la superficie celular al interior de la célula.

• NAD+ y NADP+: (nicotinamida adenina dinucleótido y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato). Son coenzimas que intervienen en las reacciones de oxido-reducción, son moléculas que transportan electrones y protones. Intervienen en procesos como la respiración y la fotosíntesis.

POLINUCLEÓTIDOS

• Existen dos clases de nucleótidos, los ribonucleótidos en cuya composición encontramos la pentosa ribosa y los desoxirribonucleótidos, en donde participa la desoxirribosa.

• Los nucleótidos pueden unirse entre sí, mediante enlaces covalentes, para formar polímeros, es decir los ácidos nucleicos, el ADN y el ARN.

• Dichas uniones covalentes se denominan uniones fosfodiéster. El grupo fosfato de un nucleótido se une con el hidroxilo del carbono 5’ de otro nucleótido, de este modo en la cadena quedan dos extremos libres, de un lado el carbono 5’ de la pentosa unido al fosfato y del otro el carbono 3’ de la pentosa.

Estructura de un Polirribonucleótido

ADN – ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO

• En 1953 Watson y Crick propusieron el modelo de doble hélice, para esto se valieron de los patrones obtenidos por difracción de rayos X de fibras de ADN.

• Este modelo describe a la molécula del ADN como una doble hélice, enrollada sobre un eje, como si fuera una escalera de caracol y cada diez pares de nucleótidos alcanza para dar un giro completo.

Modelo de la doble hélice de ADN Representación abreviada de un segmento de ADN

• El modelo de la doble hélice establece que las bases nitrogenadas de las cadenas se enfrentan y establecen entre ellas uniones del tipo puente de hidrógeno. Este enfrentamiento se realiza siempre entre una base púrica con una pirimídica, lo que permite el mantenimiento de la distancia entre las dos hebras.

• La Adenina se une con la timina formando dos puentes de hidrógeno y la citosina con la guanina a través de tres puentes de hidrógeno. Las hebras son antiparalelas, pues una de ellas tiene sentido 5’ ® 3’, y la otra sentido 3’ ® 5’.

Pares de bases del ADN: La formación específica de enlaces de hidrógeno entre G y C y entre A y T genera los pares de bases complementarias

Las hebras son antiparalelas, pues una de ellas tiene sentido 5’ ® 3’, y la otra sentido 3’ ® 5’.

Una corta sección de la doble hélice de ADN

ARN – ÁCIDO RIBONUCLEÍCO

El ácido ribonucleíco se forma por la polimerización de ribonucleótidos. Estos a su vez se forman por la unión de:

• a) un grupo fosfato. • b) ribosa, una aldopentosa cíclica y • c) una base nitrogenada unida al carbono 1’

de la ribosa, que puede ser citocina, guanina, adenina y uracilo. Esta última es una base similar a la timina.

• En general los ribonucleótidos se unen entre sí, formando una cadena simple, excepto en algunos virus, donde se encuentran formando cadenas dobles.

• La cadena simple de ARN puede plegarse y presentar regiones con bases apareadas, de este modo se forman estructuras secundarias del ARN, que tienen muchas veces importancia funcional, como por ejemplo en los ARNt (ARN de transferencia).

Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis de las proteínas. Ellos son:

• ARN mensajero (ARNm)

• ARN ribosomal (ARNr)

• ARN de transferencia (ARNt).

ARN MENSAJERO (ARNm)

• Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN.

• El ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. Las instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos codones. Son los ARN más largos y pueden tener entre 1000 y 10000 nucleótidos

ARN RIBOSOMAL (ARNr)

• Este tipo de ARN una vez transcripto, pasa al nucleolo donde se une a proteínas. De esta manera se forman las subunidades de los ribosomas. Aproximadamente dos terceras partes de los ribosomas corresponde a sus ARNr.

ARN DE TRANSFERENCIA (ARNt)

• Este es el más pequeño de todos, tiene aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo que se conoce con forma de hoja de trébol plegada. El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNtreconocerlo con exactitud y dejar el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos anticodón.

Molécula de ARNt

El ADN y el ARN se diferencian:

• el peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN

• el azúcar del ARN es ribosa, y el del ADN es desoxirribosa

• el ARN contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el ADN presenta timina

• la configuración espacial del ADN es la de un doble helicoide, mientras que el ARN es un polinucleótidolineal monocatenario, que ocasionalmente puede presentar apareamientos intracatenarios

Diferencias estructurales entre

el DNA y el RNA

PENTOSABASES

NITROGENADASESTRUCTURA

DNA

RNA

CARACTERISTICAS ADN ARNNÚMEROS DE CADENAS

POLINUCLEOTIDICAS2 (DOS) 1(UNA)

BASES Adenina, Guanina, Citosina,

Timina

Adenina, Guanina, Citosina,

Uracilo

AZÚCAR (pentosa) Desoxirribosa Ribosa

UBICACIÓN CELULAR

(localización)

Núcleo

Mitocondrias

Cloroplastos

Nucléolo (s)

Ribosomas

Mitocondrias

Cloroplastos

ESTRUCTURA Doble hélice (espira lado)

ARN m : lineal

ARN t: trébol

ARN r: globular

IMPORTANCIA

BIOLÓGICA

Porta la información

biológica de los seres vivosSíntesis de proteínas

ORIGENReplicación o

Auto duplicación del ADNTranscripción

DIFERENCIAS ENTRE EL ADN Y ARN

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