ácidos nucleicos

1. ÁCIDOS NUCLEICOS
Stephania Florez Restrepo
Shirleys Nova Castro
Laura Melissa Oñate Araujo
Maylin Roxana Rey Mora
Luis Daniel Rodriguez Gomez
Luis Fernando Mercado Barreto

2. ¿QUÉ SON LOS ÁCIDOS
NUCLEICOS?
Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la
repetición de monómeros denominados nucleótidos, unidos
mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, largas cadenas
moléculas de ácidos nucleicos que llegan a alcanzar
tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos
encadenados. Los ácidos nucleicos almacenan la
información genética de los organismos vivos y son los
responsables de la transmisión hereditaria. El ADN es capaz
de determinar el fenotipo de un organismo a través de un
proceso denominado expresión génica.
Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN.

3. ADN O ÁCIDO
DESOXIRRIBONUCLEICO
El ADN es un tipo de ácido nucleico,
una macromolécula que forma parte
de todas las células. Se encuentra
situado en el núcleo de la célula y
contiene la información genética de
todos los seres vivos
En la década de los cincuenta, el
campo de la biología fue
convulsionado por el desarrollo del
modelo de la estructura del ADN.
El ADN se encuentra en el núcleo y en
pequeña cantidad en las mitocondrias
y cloroplastos.
James Watson y Francis Crick en 1953
demostraron que consiste en una
doble hélice formada por dos cadenas. Estructura del ADN

4. FUNCIONES DEL ADN
 Almacenar la información hereditaria
 Responsable en último término del metabolísmo y de
lo que ocurre en la célula
 La reproducción es posible gracias a la replicación

5. El ADN es un ácido nucleico formado por nucleótidos. Cada
nucleótido consta de tres elementos:
1. un azúcar: desoxirribosa en este caso (en el caso de ARN o
ácido ribonucleico, el azúcar que lo forma es una ribosa),
2. un grupo fosfato y
3. una base nitrogenada
4. Si la molécula tiene sólo el azúcar unido a la base
nitrogenada entonces se denomina nucleósido.
Estructura del nucleótido

6. FUNCIONES DE LOS
NUCLEÓTIDOS
 Metabolísmo enérgico
 Formación de Ácidos Nucléicos
 Mediadores fisiológicos
 Función como precursores
 Componente de enzimas
 Intermediarios activadores

7. ESTRUCTURA DEL ADN
 Los extremos de cada una de las hebras
del ADN son denominados 5’-P (fosfato)
y 3’–OH (hidroxilo) en la desoxirribosa.
 Las dos cadenas se alinean en forma
paralela, pero en direcciones inversas
(una en sentido 5’ → 3’ y la
complementaria en el sentido inverso),
pues la interacción entre las dos cadenas
está determinada por los puentes de
hidrógeno entre sus bases nitrogenadas.
 Se dice, entonces, que las cadenas son
antiparalelas

8. BASES NITROGENADAS
Las bases nitrogenadas que constituyen parte del ADN son:
adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).
Estas forman puentes de hidrógeno entre ellas, respetando
una estricta complementariedad: A sólo se aparea con T (y
viceversa) mediante dos puentes de hidrógeno, y G sólo con
C (y viceversa) mediante 3 puentes de hidrógeno.

9. FORMACIÓN DE PUENTES DE
HIDRÓGENO

10. PROPIEDADES DE LAS BASES
NITROGENADAS
 Estructuras planares
 Absorben luz U.V de 260 nm
 Forman puentes de Hidrógeno
 Son de naturaleza hidrofóbicas
 Sufren tautomerización

11. EL ÁCIDO RIBONUCLEICO O ARN
 El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico
formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente
tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es
el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El
ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma
de algunos virus es de doble hebra.
 En los organismos celulares desempeña diversas funciones.
Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la
síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del
ARN para transferir esta información vital durante la síntesis
de proteínas (producción de las proteínas que necesita la
célula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de
ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen
actividad catalítica.

12. ESTRUCTURA DEL ARN
El ARN está formado por una cadena de monómeros
repetitivos adenina (A), guanina (G), citosina (C) y
uracilo (U unidos por enlaces fosfodiéster cargados
negativamente.
El ARN se encuentra en el núcleo donde se sintetiza
y en el citoplasma, en la síntesis protéhica
 Cada nucleótido está formado por:
 Una molécula de monosacárido de cinco carbonos
(pentosa) llamada ribosa
 un grupo fosfato
 y uno de cuatro posibles compuestos
nitrogenados llamados bases: adenina, guanina,
uracilo y citosina.

13. TIPOS DE ARN
El ARN está constituído por:
1. ARN funcionales, o ARN que tienen una función o
actividad en la célula y que no se traducen a proteína.
 el ARN ribosómico (ARN-r) se halla combinado con
proteínas para formar los ribosomas. En los eucariotas,
la subunidad mayor contiene tres moléculas de ARNr y la
menor, una. En ambos casos, sobre el armazón
constituido por los ARNm se asocian proteínas
específicas. El ARNr es muy abundante y representa el
80% del ARN hallado en el citoplasma de las células
eucariotas.26 Los ARN ribosómicos son el componente
catalítico de los ribosomas; se encargan de crear los
enlaces peptídicos entre los aminoácidos del polipéptido
en formación durante la síntesis de proteínas.

15.  los ARN transferentes (ARN-t)
cuya función es transportar a los
aminoácidos durante el proceso
de traducción a los ribosomas y
ordenarlos a lo largo de la
molécula de ARNm, a la cual se
unen por medio de enlaces
peptídicos para formar proteínas
durante el proceso de síntesis
proteica. Existe una molécula de
ARNt para cada aminoácido, con
una tripleta específica de

16.  Los ARN-t tienen una estructura en
forma de hoja de trébol con varios
sitios funcionales:
 Extremo 3': lugar de unión al
aminoácido (contiene siempre la
secuencia ACC).
 Lazo dihidrouracilo (DHU): lugar de
unión a la aminoacil ARN-t sintetasa
o enzimas encargadas de unir un
aminoácido a su correspondiente
ARN-t.
 Lazo de T ψ C: lugar de enlace al
ribosoma.
 Lazo del anticodón: lugar de
reconocimiento de los codones del
mensajero.
 Normalmente el ARN-t adopta una
estructura de hoja de trébol plegada
en forma de L o forma de
boomerang.

17. Comprende dos
subunidades
 ARNr
 Protehínas
LOCI subunidad mayor
 Sitio A: Aminoácidos
 Sitio P: Péptido en formación
 Sitio E: ARNt descargado

18. 2. los ARN informativos que son los que se van a traducir a
proteínas.
Estos ARN informativos son los ARN mensajeros (ARN-m):
lleva la información sobre la secuencia de aminoácidos de
la proteína desde el ADN, lugar en que está inscrita, hasta
el ribosoma, lugar en que se sintetizan las proteínas de la
célula. Es, por tanto, una molécula intermediaria entre el
ADN y la proteína. En eucariotas, el ARNm se sintetiza en el
nucleoplasma del núcleo celular y donde es procesado
antes de acceder al citosol, donde se hallan los ribosomas,
a través de los poros de la envoltura nuclear.

19. COMPARACIONES ENTRE
ADN Y ARN

20. REPLICACIÓN

21. REPLICACIÓN DEL ADN
Es el mecanismo que permite al ADN
duplicarse ( es decir, sintetizar una copia
identica). De esta manera de una molécula
de DNA única, se obtienen dos más clones
de la primera
Gracias a la complementariedad entre las
bases que forman la secuencia de cada una
de las cadenas, el DNA tiene la importante
propiedad de reproducirse idénticamente,
lo que permite que la información genética
se trasmita de una célula madre a las
células hijas y es la base de la herencia del
material genético
La doble hélice es desenrollada y cada
hebra hace una plantilla para la síntesis
de la nueva cadena

22. ELEMENTOS QUE INTERVIENEN
Para que se lleve a cabo la replicación del ADN en las
células se requieren los siguientes elementos:
 ADN original que servirá de molde para ser copiado
 Topoisomerasas que rompen una hebra y la tensión del
desenrollamiento de la hélice se relaja
 Helicasas rompen los puentes de hidrógeno, completan
el desenrollamiento
 ADN polimerasa III responsable de la síntresis del ADN
 RNA polimerasa fabrica los cebadores, pequeños
fragmentos de RNA que sirven para iniciar la síntesis de
DNA
1. DNA ligasa une fragmentos de ADN, catalizan la unión
fosfodiester entre nuceótidos adyacentes
 Protehínas de unión a la hebra sencilla del ADN o SSB
estabilizan la horquilla de replicación

23. MODELOS DE REPLICACIÓN
En cada una de las moléculas hijas se observa una de las
cadenas originales, y por eso se dice que la replicación del
ADN es semiconservadora
a)Conservadora: se sintetiza
una molécula totalmente nueva,
copia de la original.
b) Dispersa o dispersante: Las
cadenas hijas constan de
fragmentos de la cadena
antígua y fragmentos de la
nueva
C) Semiconservadora: (modelo
correcto) en cada una de las
moléculas hijas se conserva una
de las cadenas originales

24. PROCESO GENERAL
 La Helicasa rompe los puentes de hidrógeno de la doble
hélice permitiendo el avance de la horquilla de replicación
 La topoisomerasa impide que el ADN se enrede debido al
súper- enrollamiento producido por la separación de la
doble hélice
 Las proteínas SSB se unen a la hebra descontínua del ADN
impidiendo que ésta se vuelva a unir consigo misma
 La ADN polimerasa sintetiza la cadena complementaria de la
forma contínua en la hebra adelantada y de forma
discontínua en la hebra rezagada
 La ARN primasa sintetiza el cebador de ARN necesario para
la síntesis de la cadena complementaria a la cadena
rezagada
 La ADN ligasa une los fragmentos de Okasaki

25. http://www.youtube.com/watch?v=YqjbmrQcyfM

26. CARACTERÍSTICAS
1.SECUENCIALIDAD
LA REPLICACIÓN AVANZA EN FORMA DE HORQUILLA
Debido a que en la célula ambas cadenas de la doble hélice
del ADN se duplican al mismo tiempo éstas deben
separarse para que cada una de ellas sirva de molde para la
síntesis de una nueva cadena. Por eso la replicación avanza
con una estructura en forma de horquilla.

27. 2. BIDIRECCIONALIDAD
El movimiento de la horquilla es bidireccional en la mayoría
de los casos, es decir, a partir de un punto se sintetizan las
dos cadenas en ambos sentidos, que avanza en dirección a
la región de ADN no duplicado dejando atrás dos los moldes
de ADN de cadena simple donde se está produciendo la
replicación

28. 3. Semidescontinuidad
La replicación siempre se produce en sentido 5’- 3’ siendo
el extremo 3’-OH libre el punto a partir del cual se produce
la elongación del ADN. Esto plantéa un problema y es que
las cadenas tienen que crecer simultáneamente a pesar de
que son antiparalelas, es decir, que cada cadena tiene el
extremo 5’ enfrentado con el extremo 3’ de la otra cadena
por ello una de las cadenas debe ser sintetizado en
dirección 3’- 5’.
Este problema lo resolvieron los
científicos japoneses Reiji
Okasaki y Tsuneko Okasaki en la
década de 1960, al descubrir
que una de las nuevas cadenas
de ADN se sintetiza en forma de
trozos cortos que en su honor se
denominan fragmentos de
okasaki

29. TRANSCRIPCIÓN

30. TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
La transcripción del ADN es el primer proceso de la
expresión génica, mediante el cual se transfiere la
información contenida en la secuencia del ADN hacia la
secuencia de proteína utilizando diversos ARN como
intermediarios. Durante la transcripción genética, las
secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una
enzima llamada ARN polimerasa que sintetiza un ARN
mensajero que mantiene la información de la secuencia
del ADN. De esta manera, la transcripción del ADN
también podría llamarse síntesis del ARN mensajero

31. ELEMENTOS QUE INTERVIENEN
Para que se lleve a cabo la transcripción del ADN en las
células se requieren los siguientes elementos
 ADN original que servirá de molde para ser copiado
 ARN polimerasa sintetiza el ARN a partil del molde de
ADN
 Ribonucleótidos trifosfato para llevar a cabo la copia
 Poli A polimerasa
 RNA ligasa

32. PROCESO
 INICIACIÓN: La RNA-polimerasa se une a una zona
del DNA previa al DNA que se quiere transcribir. A
continuación se corta la hebra de DNA y se separan las dos
cadenas, iniciándose el proceso de copia del DNA a
transcribir; esta copia no requiere ningún cebador. Los
ribonucleótidos se añaden en sentido 5'-3'. En el caso de
la transcripción de un gen que codifica para una proteína,
la RNA-polimerasa se une a una zona de control
denominada PROMOTOR, que regula la actividad de la RNA-polimerasa
y, por tanto, regula la expresión del gen.
 ELONGACIÓN: La RNA-polimerasa continúa añadiendo
ribonucleótidos complementarios al DNA hasta que se llega
a una determinada secuencia que indica a la polimerasa el
final de la zona a transcribir. Cuando ya se han añadido
unos 30 ribonucleótidos, en el extremo 3’ se une un
nucléotido modificado de 7-metil guanosina, que forma lo
que se denomina la “caperuza”, el “casquete” o el extremo
“Cap”.

33.  TERMINACIÓN: La transcripción finaliza, y al RNA
recién formado se le añade una cola de unos 200
nucleótidos de adenina, la cola de poli-A, agregada por
la enzima poli-A polimerasa, que sirve para que el RNA
no sea destruido por las nucleasas celulares.
 MADURACIÓN DE LOS PRODUCTOS: Se da
en el núcleo de eucariotas y la realiza la enzima
ribonucleoproteína pequeña nuclear (RNPpn), eliminando
los intrones del RNA y quedando los exones libres para
ser unidos por una RNA-ligasa.

36. CARACTERÍSTICAS
1. COMPLEMENTARIEDAD
El parecido entre el ADN Y EL ARN sugiere que la
transcripción probablemente está basado en la
complementariedad de las bases nitrogenadas al igual que
la replicación del ADN.
De manera que ARN polimerasa o enzima encargada de
llevar a cabo la trancripción toma como molde al ADN para
sintetizar ARN y sigue las reglas de complementariedad:
La A del ADN empareja con la U del ARN, la G con la C, la C
con la G y la T con A.
Existen experimentos que demuestran que la proporción
(A+U)/ (G+C) del ARN es similar a la proporción (A+T) /
(G+C) del ADN.

37. 2. LA DIRECCIÓN
La dirección en la que las ARN polimerasa sintetizan ARN,
es siempre 5’-P a 3’-OH, es decir, el ARN producto de la
transcripción crece solamente en ésta dirección.
3. ASIMETRÍA DE LA TRANSCRIPCIÓN
Significa que solamente se trancribe para cada gen una de
las hélices del ADN, la hélice que se toma como molde para
producir el ARN se le denomida hélice codificadora o hélice
con sentido y la otra hélice no se transcribe y se denomina
estabilizadora o sin sentido.
http://www.youtube.com/watch?v=qOA25GbUkdA

38. TRADUCCIÓN

39. TRADUCCIÓN DEL ARN
La traducción es el segundo proceso de la síntesis proteica
(parte del proceso general de la expresión génica). La
traducción ocurre tanto en el citoplasma, donde se
encuentran los ribosomas, como también en el retículo
endoplasmático rugoso (RER). Los ribosomas están
formados por una subunidad pequeña y una grande que
rodean al ARNm. En la traducción, el ARN mensajero se
decodifica para producir un polipéptido específico de
acuerdo con las reglas especificadas por el código genético.
Es el proceso que convierte una secuencia de ARNm en una
cadena de aminoácidos para formar una proteína. Es
necesario que la traducción venga precedida de un proceso
de transcripción. El proceso de traducción tiene cuatro
fases: activación, iniciación, elongación y terminación
(entre todos describen el crecimiento de la cadena de
aminoácidos, o polipéptido, que es el producto de la
traducción).

40. ELEMENTOS QUE INTERVIENEN
Los elementos que intervienen en
el proceso de traducción son:
 Los aminoácidos
 Los ARNt (transferentes)
 Los ribosomas
 ARNr (ribosómico) y protehínas
ribosomales
 ARNm (mensajero)
 Enzimas, factores protéicos
 nucleótidos trifosfato (ATP y
GTP)
 factores proteicos de elongación
EF-Tu, EF-Ts y EF-G

41. PROCESO
INICIACIÓN
 la cadena polipeptídica intervienen el primer ARN-tque
habitualmente es el ARN-t-Formilmetionina, las subunidades
ribosomales, el ARN-m, enzimas, los factores de iniciación IF1, IF2
e IF3 y una fuente de energía como GTP. Las subunidades
ribosomales están separadas cuando no están ocupadas en la
síntesis de polipéptidos. Para poder iniciar la traducción es
necesario que ambas subunidades se ensamblen. Se pueden
distinguir tres fases en el proceso de iniciación:
 Fase 1: Unión del mensajero (ARN-m) a la subunidad pequeña
30S de los ribosomas estimulada por la acción del factor IF3.
 Fase 2: El ARN-t-iniciador (ARN-t-Formilmetionina) se une al factor
IF2 y a GTP y se situa en la Sede P.
 Fase 3: Unión de las dos subunidades ribosomales 30S y 50S
mediante la hidrólisis del GTP unido a IF2 catalizada por una
proteína ribosomal. Una vez unidas ambas subunidades se sueltan
o disocian los factores IF2 e IF3. La función de IF1 no se conoce
con exactitud aunque se cree que interviene en el proceso del
reciclado de los ribosomas.

43. ELONGACIÓN
 La elongación o crecimiento de la cadena polipeptídica tiene lugar
en esencia mediante la formación de enlaces péptídicos entre los
aminoácidos sucesivos. Se pueden distinguir cuatro fases
esenciales en el proceso de elongación:
 fase 1: El aminoacil-ARN-t correspondiente al siguiente triplete
del ARN-m entra en la sede A dl ribosoma gracias a la
intervención del factor EF-Tu. Para ello EF-Tu se une primero a
GTP activándose y después el complejo activado (EF-Tu-GTP) se
une al aminoacil- ARN-t. Después la hidrólisis de GTP a GDP
favorece la entrada del aminoacil-ARN-t en la sede A y el
complejo EF-Tu-GDP se libera.
 Fase 2: La liberación del ribosoma del complejo EF-Tu-GDP esta
mediada por la intervención del factor de elongación EF-Ts. Este
factor, EF-Ts, también interviene en la regeneración y activación
del factor EF-Tu.
 Fase 3: La transferencia de la cadena peptídica del peptidil-ARN-t
que está en la Sede P al aminoacil-ARN-t nuevo que ha entrado
en la sede A. Esta reacción está catalizada por un enzima que es
la peptidil-transferassa. Después el ribosoma avanza un codón
sobre el ARN-m en la dirección 5'→3' (se transloca). Este paso se
realiza gracias a la intervención del factor EF-G activado por la
hidrólisis de GTP. En esta fase se libera el ARN-t descargado que
estaba en la sede P y al moverse el ribosoma el péptidil-ARN-t
recién formado que estaba en la sede A pasa a ocupar la sede P.

45. TERMINACIÓN
 La terminación de la cadena polipeptídica en bacterias tiene
lugar cuando los ribosomas en su avance a lo largo del
ARN-m se encuentran con cualquiera de los siguientes
tripletes de terminación o codones de fin: UAA, UAG y UGA.
Además, durante la terminación intervienen los factores
proteicos de terminación RF1, RF2 y RF3. No hay ningún
ARN-t que reconozca a los tripletes de terminación, son los
factores de terminación o liberación los que se encargan de
reconocer los codones de STOP. El factor RF1 reconooce los
codone UAA y UAG y el factor RF2 identifica a los codones
UAA y UGA. El factor RF3 también colabora en la reacción
de terminación. Cuando el peptidil-ARN-t está en la sede P
los factores de terminación en respuesta a la existencia de
un codón de terminación en el ARN-m entran en la sede A.
Como consecuencia el polipéptido se libera de la sede P, se
disocian las dos subunidades del ribosoma y se libera el
ARN-t que estaba en la sede P. Esta reacción de terminación
se lleva a cabo mediante la hidrólisis de GTP.

46. http://www.youtub
e.com/watch?v=stb
1KGHivJo