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BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

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Page 1: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

BIOLOGÍA SUPERIOR

Bloque 2: Ácidos Nucleicos

Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

Page 2: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

Ácidos nucléicosÁcidos nucléicosLos ácidos nucleicos

fueron descubiertos por Freidrich Miescher en 1869 nucleina.

Se descubrió su carácter ácido ácido nucleico.

Page 3: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

La información genética o genoma, está contenida en unas moléculas llamadas ácidos nucleicos.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos:

ADN y ARN.

El ADN guarda la información genética en todos los organismos celulares, el ARN es necesario para que se exprese la información contenida en el ADN

La información genética o genoma, está contenida en unas moléculas llamadas ácidos nucleicos.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos:

ADN y ARN.

El ADN guarda la información genética en todos los organismos celulares, el ARN es necesario para que se exprese la información contenida en el ADN

Page 4: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

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: Un azúcar (5 carbonos o pentosa) Un grupo fosfato Una base nitrogenada

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

Un nucleótido está formado por: Un azúcar (5 carbonos o pentosa) Un grupo fosfato Una base nitrogenada

Page 5: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

ComponentesPentosa y fosfatos: esqueleto molecular

Page 6: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

ComponentesBases nitrogenadas: portadoras de la información

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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.

COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

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NUCLEÓTIDO

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Nucleósidos y nucleótidos

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Nucleósidos

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Bases Nitrogenadas en los Nucleótidos

Bases presentes en

el ADN:Adenina

Guanina

Citosina

Timina

Bases presentes en

el ARN:Adenina

Guanina

Citosina

Uracil

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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.

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PolinucleótidosLos ácidos nucleicos son polinucleótidos, cuya información deriva de

su secuencia de bases nitrogenadas

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Composición del ADN y ARN

El ADN, junto con el ARN, componen las moléculas orgánicas que llamamos

los ácidos nucleicos.

Los ácidos nucleicos son moléculas largas

compuestas por la repetición de unidades

básicas llamadas nucleótidos.

Un nucleotido consiste de un fosfato, un azúcar de cinco carbonos, y una

base nitrogenada.

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ADN vs. ARN

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Estructura de un Polirribonucleótido

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1953: Watson (izquierda) y Francis Crick (derecha) describieron la estructura

en doble hélice de la molécula de ADN como

una especie de escalera de caracol con muchos

escalones.

Estructura ADN: Doble Hélice

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Molécula del ADN

Fosfatos y Azúcares en el Exterior.

Bases nitrogenadas en el Interior.

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Complementaridad de las Bases

Ancho del ADNApareamiento de las Bases:

Purina con Pirimidina

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Complementaridad de las Bases

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Puentes de Hidrógeno entre las Bases Nitrogenadas

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Estructura del ADN

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Antiparalelismo en el ADN

y la

otra cadena tiene el carbono-5’ del

azúcar apuntando hacia el extremo

opuesto.

Las cadenas en el ADN son

antiparalelas.

carbono-5’carbono-5’

Es decir,

una cadena tiene el carbono-5’ del

azúcar apuntando hacia un extremo,

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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.

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

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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’.

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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

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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

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Estructura del ADN

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Watson, a la derecha, y Crick pasean por la Universidad de Cambridge en esta imagen tomada en el año 1950

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Lab rats ... James Watson, above left, and Francis Crick weren't going to let Rosalind Franklin get in the way of scientific glory. Photo-illustration: Harry Afentoglou

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Durante 50 años, la historia de la ciencia ha sostenido que los descubridores de la doble hélice del ADN fueron Crick y Watson. En los últimos años, las investigaciones han sacado a la luz la labor de Rosalind Franklin, sin cuyas radiografías sus colegas no hubieran llegado tan rápido a la meta. Hoy se puede decir que si éstos son los «padres» del hallazgo de la estructura helicoidal de la molécula, Franklin merece ser considerada la «madre».

Rosalind Franklin

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El ADN de los cromosomas se compone de dos cadenas enrolladas una a la otra en una doble hélice.

Los azúcares y fosfatos que unen un nucleótido al siguiente forman el esqueleto en cada lado de la doble hélice.

En tanto que las bases de cada cadena se aparean en el centro de la hélice.

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Solo pares específicos de bases, llamados pares de bases complementarias, se pueden unir en la hélice mediante enlaces de hidrógeno: adenina con timina y guanina con citosina.

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COMPOSICIÓN DEL ADN La molécula de ADN está

compuesta de subunidades, llamadas nucleótidos, unidos en cadenas largas.

Cada nucleótido consta de un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos, la desoxirribosa y, una base nitrogenada.

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Bases Nitrogenadas

En el ADN se presentan cuatro bases diferentes: Adenina Guanina Timina Citosina

Page 39: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

En todos los sistemas biológicos

el ADN es la molécula que lleva

la información hereditaria.

Lo hace mediante porciones de ADN

denominadas genes.

Ácido Deoxirribonucleico (ADN)

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Ácido Deoxirribonucleico (ADN)

Figura B15.6 Silberberg 4ta Ed.

En todos los sistemas biológicos

el ADN es la molécula que lleva

la información hereditaria.

Lo hace mediante porciones de ADN

denominadas genes.

Page 41: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

Llevar información en código.

Duplicarse para pasar la información a las células hijas.

Expresar la información para la cual codifica.

Cambiar la información (mutar).

Funciones del ADN

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Composición del ADN y ARN

El ADN, junto con el ARN, componen las moléculas orgánicas que llamamos

los ácidos nucleicos.

Los ácidos nucleicos son moléculas largas

compuestas por la repetición de unidades

básicas llamadas nucleótidos.

Un nucleotido consiste de un fosfato, un azúcar de cinco carbonos, y una

base nitrogenada.

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Bases Nitrogenadas en los Nucleótidos

Bases presentes en

el ADN:Adenina

Guanina

Citosina

Timina

Bases presentes en

el ARN:Adenina

Guanina

Citosina

Uracil

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Azúcares en los Nucleótidos

Azúcar de cinco carbonos presente en

el ARN

Azúcar de cinco carbonos presente en

el ADN

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1952: Rosalind Franklin, trabajando en el laboratorio

de Maurice Wilkins, utilizando la técnica de

difracción de rayos X tomó impresiones de distintas moléculas de ADN. Estas impresiones demostraban

que la molécula de ADN era una hélice.

Estructura de Hélice para ADN

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Erwin Chargaff analizó las base nitrogenadas del ADN en diferentes formas de vida, concluyendo que, la cantidad de purinas no siempre se encontraban en proporciones iguales a las de las pirimidinas, la proporción era igual en todas las células de los individuos de una especie dada, pero variaba de una especie a otra.

A=T y C=G; purinas/pirimidinas=k para una misma especie.

Page 47: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

Purinas La purina es una base nitrogenada, un compuesto

orgánico heterocíclico aromático. La estructura de la purina está compuesta por dos anillos fusionados, uno de seis átomos y el otro de cinco. En total estos anillos presentan cuatro nitrógenos, tres de estos son básicos, ya que tienen el par de electrones sin compartir en orbitales sp2 en el plano del anillo

Page 48: BIOLOGÍA SUPERIOR Bloque 2: Ácidos Nucleicos Destreza: Explicar la estructura y función del ADN como material de la herencia

Pirimidina La pirimidina es un compuesto orgánico,

similar al benceno, y a la piridina pero con un anillo heterocíclico: dos átomos de nitrógeno sustituyen al carbono en las posiciones 1 y 3.

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En 1953,Watson y Crick que integraron todos los datos disponibles en su intento de desarrollar un modelo de la estructura del ADN: que el ADN era una molécula grande también

muy larga y delgada. A=T y C=G; purinas/pirimidinas=k para una

misma especie). los datos de la difracción de los rayos-x de

Franklin y Wilkins (King's College de Londres).

Los trabajos de Linus Pauling sobre proteínas (forma de hélice mantenida por puentes hidrógeno), quién sugirió para el ADN una estructura semejante.

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El ADN es una doble hélice, con las bases dirigidas hacia el centro, perpendiculares al eje de la molécula (como los peldaños de una escalera caracol) y las unidades azúcar-fosfato a lo largo de los lados de la hélice (como las barandas de una escalera caracol). 

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Las hebras que la conforman son complementarias (deducción realizada por Watson y Crick a partir de los datos de Chargaff, A se aparea con T y C con G, el apareamiento se mantiene debido a la acción de los puentes hidrogeno entre ambas bases). Tome nota que una purina con doble anillo siempre se aparea con una pirimidina con un solo anillo en su molécula

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Unión de puentes de hidrogeno

Un enlace por puente de hidrógeno es la fuerza atractiva entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo. Resulta de la formación de una fuerza dipolo-dipolo con un átomo de hidrógeno unido a un átomo de nitrógeno, oxígeno o flúor (de ahí el nombre de "enlace de hidrógeno", que no debe confundirse con un enlace covalente a átomos de hidrógeno)

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Molécula del ADN

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Llevar información en código.

Duplicarse para pasar la información a las células hijas.

Expresar la información para la cual codifica.

Cambiar la información (mutar).

Funciones del ADN