cidos nucleicos

CIDOS NUCLEICOSDe acuerdo a la composicin qumica, los cidos nucleicos se clasifican en cido desoxiribonucleico (ADN) que se encuentran residiendo en el ncleo celular y algunos organelos, y en cido ribonucleico (ARN) que actan en el citoplasma. Estructura. El conocimiento de la estructura de los cidos nucleicos permiti la elucidacin del cdigo gentico, la determinacin del mecanismo y control de la sntesis de las protenas y el mecanismo de transmisin de la informacin gentica de la clula madre a las clulas hijas.

A las unidades qumicas que se unen para formar los cidos nucleicos se les denominan nucletidos y al polmero se le denomina polinucletido o cido nucleico.

Los nucletidos estn formados por una base nitrogenada, un grupo fosfato y un azcar; ribosa en caso de ARN y desoxiribosa en el caso de ADN.

Las bases nitrogenadas son las que contienen la informacin gentica y los azcares y los fosfatos tienen una funcin estructural formando el esqueleto del polinucletido.

En el caso del ADN las bases son dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). En el caso del ARN tambin son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).

Estructura de las Bases Nitrogenadas. Las bases se unen al carbono 1' del azcar y el fosfato en el carbn 5' para formar el nucletido.

Los nucletidos se unen para formar el polinucletido por uniones fosfodiester entre el carbono 5' de un nucletido y el carbono 3' del siguiente.

El ADN est formado por dos cadenas muy largas de polinucletidos unidas entre s por puentes de hidrgeno especficos entre las bases de las dos cadenas. La base de una cadena que se une por los puentes de hidrgeno con la base de la otra cadena se dice que forman un par de bases. A se parea con T y G con C .

Las dos cadenas se encuentran arregladas en una estructura helicoidal alrededor de un eje comn por lo que recibe el nombre de doble hlice. Las bases se encuentran acomodadas hacia el eje de la doble hlice, mientras que el azcar y los fosfatos se encuentran orientados hacia el exterior de la molcula.

En cada extremo de una doble hlice lineal de DNA, el extremo 3'-OH de una de las hebras es adyacente al extremo 5'-P (fosfato) de la otra. En otras palabras, las dos hebras son antiparalelas, es decir, tienen una orientacin diferente. En el esqueleto azucar -fosfato del ADN los grupos fosfato se conectan al carbono 3 de la molcula de desoxirribosa y al carbono 5 de la siguiente, uniendo azcares sucesivos. La prima () indica la posicin del carbono en un azcar. Por convencin, la secuencia de bases de una hebra sencilla se escribe con el extremo 5'-P a la izquierda.

Se ha demostrado que la doble hlice de ADN puede existir en varias formas diferentes, dependiendo de la secuencia, condiciones inicas y preparacin de los cristales de ADN. La forma-B del ADN es la ms prevalente bajo condiciones fisiolgicas de baja fuerza inica y un alto grado de hidratacin. Las regiones de la hlice que son ricas en di nucletidos pCpG pueden existir en una conformacin de hlice nueva hacia la izquierda denominada ADN-Z. Esta conformacin resulta de un cambio de 180 grados en la orientacin de las bases en relacin a las formas ms comunes ADN-A y B.

Parmetros de las Principales Hlices de ADNParmetrosForma AForma BForma Z

Direccin de la rotacin de la hlicederechaderechaizquierda

Residuos por giro de la hlice111012 pares de base

Rotacin de la hlice por residuo (en grados)3336-30

Inclinacin de las bases en relacin al eje de la hlice (en grados)2067

La cromatina es un trmino que designa la estructura en la cual el ADN existe dentro de las clulas. La estructura de la cromatina es determinada y estabilizada con la interaccin del ADN con las protenas ligadoras del ADN. Hay 2 clases de protenas ligadoras del ADN. Las histonas son la principal clase de protenas ligadoras involucradas en mantener la estructura compacta de la cromatina. Son polipptidos relativamente cortos cargados positivamente (bsicos) y por lo tanto son atrados por las cargas negativas del ADN (cido)Hay 5 diferentes protenas de histona identificadas como H1, H2A, H2B, H3 y H4.

La otra clase de protenas ligadoras del ADN es un diverso grupo de protenas llamadas simplemente, protenas no histonas. Esta clase de protenas incluyen los distintos factores de transcripcin, polimerasas, receptores hormonales y otras enzimas nucleares. En cualquier clula dada hay ms de 1000 diferentes tipos de protenas no histonas unidas al ADN.

La unin del ADN con las histonas genera una estructura llamada nucleosoma. La parte central del nucleosoma esta formado por un octamero de histonas, que contiene 2 molculas de H2A, H2B, H3 y H4. La histona H1 se une al ADN internucleosomal y es identificado como la histona ligadora. La parte central del nucleosoma contiene aproximadamente 200 pares de bases. El enlace de ADN entre cada nucleosoma puede variar de 20 a ms de 200 pares de bases.

NucleosomaEl siguiente nivel se conoce como la fibra de 30 nm, cuyos detalles de organizacin no se conocen completamente. Las fibras se condensa a posteriori en dominios en bucle de 300 nm. Los dominios son parte de las secciones condensadas (700 nm) de los cromosomas (el cromosoma tiene un ancho de unos 1.400 nm en la metafase).

Estructura de la Cromatina

El tamao de los genomas eucariticos es sumamente grande comparado con el de los procariotas. Esto es en parte debido a la complejidad de los organismos eucariticos comparados con los procariotas. ste es el resultado de la presencia de una gran cantidad de ADN no codificador. Las funciones de estas secuencias de cidos nucleicos no codificadoras no se comprenden completamente. Algunas secuencias estn implicadas en el control de la expresin del gen mientras que otras pueden simplemente estar presentes en el genoma para actuar como un amortiguador capaz de soportar la mutacin del nucletido sin la alteracin de la integridad del organismo.ARN.

El ARN, cido ribonucleico, es un polirribonucletido que, a diferencia del ADN, no contiene ni desoxirribosa ni timina, pero s ribosa y uracilo. El ARN no forma dobles cadenas, salvo en ciertos virus (por ej. los reovirus), aunque algunos pueden presentar regiones de apareamiento o complementariedad intracatenarias. Lo que no quita que su estructura espacial

pueda ser en ciertos casos muy compleja. Los ARN se forman por transcripcin de una cadena de la doble hlice de ADN,

mediante la complementariedad de bases. As se sintetizan los llamados transcritos primarios, que deben sufrir un proceso de maduracin diferencial para originar los distintos tipos de ARN. Por su estructura y su funcin se distinguen tres clases de ARN: mensajero, de transferencia y ribosomal.1. ARNs Mensajero (mARNs): Esta clase de ARNs son el patrn de codificacin gentica utilizado por la maquinaria de traduccin para determinar el orden de los aminocidos que se incorporan en un polipptido creciente durante el proceso de traduccin.

El ARNm es un polirribonucletido constituido por una nica cadena sin ninguna estructura de orden superior, formado por 300-500 ribonucletidos. Representa el 5% del total de ARN. Tiene un peso molecular intermedio entre el ARNr y el ARNt (suele ser elevada). Este ARN se sintetiza en el ncleo celular y pasa al citoplasma transportando la informacin para la sntesis de protenas. Estas molculas tienen una vida muy corta, ya que tras su elaboracin (transcripcin) y cumplida su misin (traduccin), son rpidamente degradadas (un minuto en bacterias) por enzimas especficas.

En eucariotas, los transcritos primarios (siempre monocistrnicos) poseen en el extremo C5una especie de 'caperuza' compuesta por un derivado de guanina y tres restos fosfato, y en el extremo C3presenta una 'cola' compuesta por unas 200 unidades de adenina ('cola de poli-A'). (En procariotas el ARNm puede ser policistrnico).

Adems, los ARN-transcritos primarios contienen exones, alternando con otras secuencias que no contienen informacin, llamadas intrones, y que son eliminados durante el proceso de maduracin diferencial (en procariotas no hay maduracin diferencial de ARNm).

2. ARNs de Transferencia (tARNs): Esta clase de pequeos ARNs forman enlaces covalentes con aminocidos individuales y reconoce las secuencias codificadas de los mARNs para permitir la correcta insercin de los aminocidos en la cadena creciente del polipptido.

El ARNt transporta los aminocidos para la sntesis de protenas. Est formado por una sola cadena, aunque en ciertas zonas se encuentra replegada y asociada internamente mediante puentes de hidrgeno entre bases complementarias. Su estructura tridimensional se conoce como estructura de trbol. Est formado por entre 70 y 90 nucletidos y constituye el 15 % del total del ARN de la clula. Se sintetiza en el ncleo y sale hacia el citoplasma para realizar su funcin. En el ARNt podemos distinguir un brazo aceptor de aminocidos abierto y un bucle anticodn.

De lo anterior se deduce que los ARNt son especficos, de forma que cada AA slo se une a un determinado ARNt; es decir, al menos, existe un ARNt para cada AA. Se conocen alrededor de 60 especies distintas de ARNt.

a) cada ARNt posee un bucle por el que, a travs de una enzima especfica (aminoacil-ARNt sintetasa), es capaz de reconocer y unirse a uno de los 20 aminocidos proteicos.

b) cada ARNt tiene otro bucle donde se encuentra el anticodn, que es un triplete de nucletidos

complementario de un codn especfico del ARNm.

c) cada ARNt tiene un extremo C3 por donde se une al AA especfico para constituir el complejo de transferencia ARNt-AA.

3. ARNs Ribosomal (rARNs): Esta clase de ARNs est montada junto con las numerosas protenas ribosomales, para formar los ribosomas.

Estas molculas tienen entre 3.000 y 5.000 ribonucletidos, representando el 80% del total del ARN. Tienen el peso molecular ms elevado de todos los ARN. Junto a molculas proteicas constituyen unidades supramoleculares, los ribosomas, que se encargan de sintetizar las protenas, segn la secuencia de nucletidos del ARNm. Estas molculas se elaboran en el nucleolo a partir de un nico ARN nucleolar precursor, que posteriormente se fragmenta para originar las subunidades ribosmicas.

Algunos ARNr tienen tramos de doble hlice intracatenaria porque presentan secuencias complementarias. El ARNr contribuye a dar al ribosoma su estructura acanalada, la cual le permite albergar simultneamente un ARNm, un complejo de transferencia (ARNt-AA) y la

protena en sntesis. Su funcin, por tanto, est relacionada con la traslacin del ribosoma a lo largo de la molcula de ARNm, durante la traduccin.

Hay distintos tipos de ribosomas (distintos ARNr), siendo siempre ms pequeos en procariotas que en eucariotas.Existen otros tipos de ARN, algunos de ellos sirven como precursores de otros tipos de ARN( por ejemplo el ARNhn), o participan en la formacin de otras partculas celulares, como los espliceosomas, las partculas de reconocimiento de seales, o de la enzima telomerasa, entre otros.

ARN heterogneo-nuclear.Es un ARN de alto peso molecular, tambin conocido como transcrito primario del ARN, ya que es el ARN recin sintetizado por la RNA polimerasa en el proceso de transcripcin. En clulas procariotas, el transcrito primario acta como molde para la sntesis de protenas. En el ncleo de las clulas eucarioticas acta como precursor de los demas tipos de ARN que se encuentran en el citoplasma. La fragmentacin del RNA heterogneo nuclear para formar otros tipos de ARN constituye la maduracin o procesamiento del ARN.RNA pequeo nuclear (RNAsn).El RNA pequeo nuclear (RNAsn) est presente en el ncleo, y es de pequeo tamao. Est implicado en los procesos de maduracin del RNAhn. En este proceso, el RNAsn se asocia a protenas formando las ribonucleoprotenas pequeas nucleares (RNPsn) que se encargan de eliminar los intrones (aquellos fragmentos del transcrito primario de RNA que no aparecen en el molde de RNAm). Cuando las RNPsn se unen al precursor del RNAm para eliminar los intrones se forma un complejo RNA-protena de gran tamao, y que recibe el nombre de espliciosoma (spliceosome).

Ribozima.Una ribozima es una molcula de ARN con capacidad cataltica. El trmino ribozima en s deriva de la combinacin de las palabras enzima de cido ribonucleico.

Muchas ribozimas son intrones con capacidad de autoprocesamiento, es decir, que son capaces de autoeliminarse uniendo los dos exones adyacentes. Los intrones autoprocesadores son singulares en el sentido de que normalmente solo actan una vez y se destruye su actividad. Se han descrito ribozimas en virus, en procariotas y en eucariotas.

Hay ribozimas implicadas en diversas e importantes reacciones celulares; destacan entre ellas el procesamiento o maduracin del ARN y la sntesis de protenas (una de las molculas de ARNr componentes del ribosoma cataliza la reaccin de transpeptidacin, o unin de los aminocidos).

BIBLIOGRAFIA.

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