Ácidos NucleicosÁcidos Nucleicos

GLS

Facultad de Ciencias Veterinarias

Asignatura: Bioquímica

Participan activamente en la síntesis de proteínas.

Características GeneralesCaracterísticas Generales

• Carácter Acido.

• Contienen C, H, O, N y P en su estructura.

• Son macromoléculas lineales.

• Funciones:

Contienen la información genética celular.

NucleótidosNucleótidos

• Azúcar (Aldopentosa)

• Base Nitrogenada

• Acido Fosfórico

Bases NitrogenadasBases Nitrogenadas

PURINAS Adenina Guanina

PURINAS Adenina Guanina

PIRIMIDINAS Citosina Timina Uracilo

PIRIMIDINAS Citosina Timina Uracilo

Bases Bases NitrogenadasNitrogenadas

ß-FuranosaAldehido

PentosasPentosas

PentosasPentosas

Bases PirimidínicasBases Pirimidínicas

NNumeración umeración

Bases PúricasBases Púricas

NNumeración umeración

¡Sin ¡Sin Oxígeno!!!Oxígeno!!!

DesoxiribosaDesoxiribosa

AdeninaAdenina

GuaninaGuanina

CitocinaCitocina

TiminaTimina

DesoxiadenosinaDesoxiadenosina

DesoxiguanosinaDesoxiguanosina

DesoxicitidinaDesoxicitidina

DesoxitimidinaDesoxitimidina

RibosaRibosa

AdeninaAdenina

GuaninaGuanina

CitocinaCitocina

UraciloUracilo

AdenosinaAdenosina

GuanosinaGuanosina

CitidinaCitidina

UridinaUridina

Acido Acido FosfóricoFosfórico

DesoxiadenosinaDesoxiadenosina

DesoxiguanosinaDesoxiguanosina

DesoxicitidinaDesoxicitidina

DesoxitimidinaDesoxitimidina

AdenosinaAdenosina

GuanosinaGuanosina

CitidinaCitidina

UridinaUridina

Desoxiadenosina Desoxiadenosina Monofosfato (dAMP)Monofosfato (dAMP)

Desoxiguanosina Desoxiguanosina Monofosfato (dGMP)Monofosfato (dGMP)

Desoxicitidina Desoxicitidina Monofosfato (dCMP)Monofosfato (dCMP)

Desoxitimidina Desoxitimidina Monofosfato (dTMP)Monofosfato (dTMP)

Adenosinamonofosfato Adenosinamonofosfato (AMP)(AMP)

Guanosinamonofosfato Guanosinamonofosfato (GMP)(GMP)

Citidinamonofosfato Citidinamonofosfato (CMP)(CMP)

Uridinamonofosfato Uridinamonofosfato (UMP)(UMP)

Nucleótidos ModificadosNucleótidos Modificados

Derivados de AdenosinaDerivados de Adenosina

Derivados de GuanosinaDerivados de Guanosina

3’-5’ cicloadenosina monofosfato (AMPc)3’-5’ cicloadenosina monofosfato (AMPc)

S-adenosilmetioninaS-adenosilmetionina

3’-5’ cicloguanosina monofosfato (GMPc)3’-5’ cicloguanosina monofosfato (GMPc)

S- AdenosilmetioninaS- Adenosilmetionina

• Es una forma activada de MetioninaEs una forma activada de Metionina

• Se genera por reacción de ATP y metioninaSe genera por reacción de ATP y metionina

• EsEs elel principalprincipal donantedonante dede gruposgrupos METILOS METILOS

3’-5’ Cicloguanosina Monofosfato (GMPc)3’-5’ Cicloguanosina Monofosfato (GMPc)

• Participa en la señalización celular como Participa en la señalización celular como segundo mensajerosegundo mensajero

• En muchos casos En muchos casos antagonizaantagoniza el efecto delel efecto del AMPcAMPc

• ParticipaParticipa en el proceso de en el proceso de foto-recepciónfoto-recepción

Funciones de los NucleótidosFunciones de los Nucleótidos

• Reserva EnergéticaReserva Energética

• Formación de Coenzimas: NADFormación de Coenzimas: NAD++, , NADPNADP++, FAD, FAD++,, Coenzima ACoenzima A

• Segundos MensajerosSegundos Mensajeros

ATP ATP - Reserva Energética-- Reserva Energética-

• Formación de Formación de CoenzimasCoenzimas

1

2

3

4

Formación de Formación de enlaces enlaces

fosfodiésterfosfodiéster

Formación de Formación de enlaces enlaces

fosfodiésterfosfodiéster

Propiedades de las bases nitrogenadasPropiedades de las bases nitrogenadasIsomería Ceto-EnolIsomería Ceto-Enol

Propiedades de las bases nitrogenadasPropiedades de las bases nitrogenadasAbsorción UVAbsorción UV

Propiedades de las Propiedades de las bases nitrogenadasbases nitrogenadasFormación de -H---Formación de -H---

Estructura del ADNEstructura del ADN• Constituido por Azúcar- Fosfatos y Bases Constituido por Azúcar- Fosfatos y Bases

NitrogenadasNitrogenadas

• Regla de ChargaffRegla de Chargaff

• Astbury: al variar el pH de sus soluciones, varía Astbury: al variar el pH de sus soluciones, varía la densidad la densidad

• Grilland: reactividad de las moléculas de ADNGrilland: reactividad de las moléculas de ADN

• Rosalind Franklin y Maurice Wilkins: Rayos XRosalind Franklin y Maurice Wilkins: Rayos X

A = TA = T

C = GC = G(C + G): 26-74%(C + G): 26-74%

Edwin ChargaffEdwin ChargaffEquimolaridades:

•Proporciones de Adenina (A) y Timina (T). A = T A = T y Rel. A/T = 1Rel. A/T = 1

•La proporción de Guanina (G) y Citosina (C). G = C G = C Rel. G/C=1Rel. G/C=1

•La proporción de bases púricas (A+G) y pirimidínicas (T+C).

(A+G) = (T + C). Rel. (A+G)/(T+C)=1(A+G) = (T + C). Rel. (A+G)/(T+C)=1.

•Sin embargo, la proporción entre (A+T) / (G+C) era característica de cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores según la especie estudiada. Este resultado indicaba que los ácidos nucleicos no eran la repetición monótona de un tetranucleótido. Existía variabilidad en la composición de bases nitrogenadas. 

Edwin ChargaffEdwin Chargaff

Procedencia del ADN A G C T 5-Me-C

Timo de Bovino 28,2 21,5 21,2 27,8 1,3

Esperma de bovino 28,7 22,2 20,7 27,3 1,3

Germen de trigo 27,3 22,7 16,8 27,1 6,0

Saccharomyces 31,3 18,7 17,1 32,9 -

Escherichia coli 26,0 24,9 25,2 23,9 -

Mycobacterium tuberculosis

15,1 34,9 35,4 14,6 -

• Todos los ADN cumplen la relación A=T y G=CA=T y G=C, excepto el ADN del bacteriofago X174. El ADN de este virus es de una sola hélice.

• En la mayoría de los virus ARN no se cumple la equimolaridad de las bases (excepto Reovirus... que tienen ARN de doble hélice). En estos virus se cumple que A=U y A=U y G=CG=C, además se cumple que A+G/U+C=1A+G/U+C=1.

• El fago T2 y los otros fagos T-pares (T4 y T6) en vez de citosina tienen hidroximetil-citosina (HMC).

• Algunos organismos tiene en su ADN una pequeña proporción de 5-metil-citosina (5-Me-C), que sustituye a la citosina.

• La proporción A+T/G+CA+T/G+C varia de 1organismo a otro.  

ObservacionesObservaciones

Difracción de rayos XDifracción de rayos X• Las bases Púr y Pir se encuentran apiladas a lo largo

del eje del polinucleótido a una distancia de 3,4 Å. Las bases son estructuras planas orientadas perpendiculares al eje (Astbury, 1947).

• El diámetro del polinucleótido es de 20 Å y está enrollado helicoidalmente alrededor de su eje. Cada 34 Å se produce una vuelta completa de la hélice.

• Existe más de una cadena polinucleotídica enrollada helicoidalmente (Wilkins et el. 1953, Frankling y Gosling, 1953).

Modelo Molecular del ADNModelo Molecular del ADN(1953)(1953)

Doble cadenaDoble cadena

ComplementariedadComplementariedad

Watson y CrickWatson y Crick

Grupos fosfatos expuestosGrupos fosfatos expuestos

Bases NitrogenadasBases Nitrogenadas protegidasprotegidas

Surcos Mayor y MenorSurcos Mayor y Menor

Puentes de HidrógenoPuentes de Hidrógeno

Forma A Forma B Forma ZSentido de hélice Derecha Derecha IzquierdaDiámetro ~26Å ~20Å ~18Å

Pares de bases/ vuelta de hélice

11 10,5 12

Ángulo de base con eje

2,6Å 3,4Å 2,7Å

Distancia en la hélice por pares de bases

20° 6° 7°

Conformación de la unión glicosilica

Anti Anti Anti p/pirimidinas y

Syn p/purinas

Hélices de ADN

OrganizaciónOrganización

Organismo Tejido A+T/G+C

Escherichia coli - 1,00

Diplococcus pneumoniae - 1,59

Mycobacterium tuberculosis - 0,42

Levadura - 1,79

Paracentrolus lividus (erizo mar) Esperma 1,85

Arenque Esperma 1,23

Rata Médula ósea 1,33

Hombre Timo 1,52

Hombre Hígado 1,53

Hombre Esperma 1,52

La proporción La proporción A+T/G+CA+T/G+C varia de 1organismo a otro. varia de 1organismo a otro.

ARNARN

Características del ARNCaracterísticas del ARN

• PolímeroPolímero lineallineal

• Constituido por Constituido por ribonucleótidosribonucleótidos

• Las bases púricas son A y G, y las Las bases púricas son A y G, y las

pirimidínicas pirimidínicas UU y Cy C

• Contiene regiones doble cadena llamadas Contiene regiones doble cadena llamadas

““horquillas”horquillas”

• Es más Es más inestable inestable que el ADNque el ADN

Tipos de ARNTipos de ARN

• ARN Mensajero (ARNm)ARN Mensajero (ARNm)

• ARN de Transferencia (ARNt)ARN de Transferencia (ARNt)

• ARN Ribosómico (ARNr)ARN Ribosómico (ARNr)

• ARN Heterogéneo Nuclear (ARNhn)ARN Heterogéneo Nuclear (ARNhn)

ARNARN MensajeroMensajero

• Se encuentra en pequeña proporciónSe encuentra en pequeña proporción (5%) (5%)

• Diferencias entre PDiferencias entre Prrocariotas y Eucariotasocariotas y Eucariotas

• Se diferencian varias regionesSe diferencian varias regiones

Codificante Codificante

ARN MensajeroARN Mensajero

ARN MensajeroARN Mensajero

• Se encuentra en pequeña proporciónSe encuentra en pequeña proporción

• Diferencias entre Pocariotas y EucariotasDiferencias entre Pocariotas y Eucariotas

• Se diferencian varias regionesSe diferencian varias regiones

• Es InestableEs Inestable

ARN de Transferencia (ARNt)ARN de Transferencia (ARNt)

• Tiene dos características Tiene dos características pparticulares:articulares:• Representa a un único aminoácidoRepresenta a un único aminoácido• Contiene una secuencia llamada Contiene una secuencia llamada

anticodónanticodón

• Es el tipo de Es el tipo de ARN de ARN de menor tamaño (80nt)menor tamaño (80nt)

• Transporta aminoácidosTransporta aminoácidos

• Contiene bases inusuales y apareamientos Contiene bases inusuales y apareamientos inusuales (G-U, G-inusuales (G-U, G-, A-, A-))

ARNtARNt

ARNtARNt

ARNtARNt

ARN RibosómicoARN Ribosómico

• Es el tipo de Es el tipo de ARN ARN que se encuentra que se encuentra en mayor proporción (80%)en mayor proporción (80%)

• Se asocia a proteínas Se asocia a proteínas ribosomasribosomas

(ARNr)(ARNr)

ARNrARNr

• Constituidos por dos subunidadesConstituidos por dos subunidades

3 moléculas de ARN

+40 proteínas diferentes

1 molécula de ARN

30 proteínas diferentes

ARNrARNr

ARNr 28, 5 y 5,8 S

ARNr 18S

ARNrARNr

Los ribosomas constituyen el sitio de traducciónLos ribosomas constituyen el sitio de traducción del ARNmdel ARNm

ARNrARNr

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

FINFIN