El documento describe la estructura química y biológica de los ácidos nucleicos. Explica que los ácidos nucleicos están compuestos de nucleótidos formados por una base nitrogenada, una pentosa y un fosfato. Los ácidos nucleicos más importantes son el ADN y el ARN. El ADN forma una doble hélice donde las bases se aparean mediante puentes de hidrógeno de acuerdo a las reglas de apareamiento de Watson y Crick.
3. • Estudia la composición química del pus:
encuentra una fracción precipitable por ácido
diluído que denomina Nucleína.
• Encuentra un material parecido a la nucleína
en la esperma de salmón, y lo fracciona en
una componente proteico (protamina) y un
componente que contiene P, de carácter
ácido, que Altmann denomina ácido
nucleico.
F. Miescher (1865)
4. • Estudios posteriores a Miescher demuestran la
existencia de dos tipos de ácido nucleico: uno
abundante en la levadura, que recibe el nombre de
ácido zimonucleico y otro, abundante en el timo,
llamado ácido timonucleico.
• Posteriormente se comprueba que en la composición
del llamado zimonucleico entra la ribosa, y por eso
pasa a llamarse ácido ribonucleico (RNA, ARN),
mientras que el timonucleico contiene desoxirribosa,
por lo que pasa a llamarse ácido desoxirribonucleico
(DNA, ADN)
5. Experimento de Avery (1944)
El neumococo tipo R (rough, rugoso) (colonias a la izda.) puede
ser transformado en neumococo tipo S (smooth, liso) (colonias
a la dcha.) por el DNA del neumococo S. Esta transformación
se transmite a la descendencia.
6. La hidrólisis química completa de un ácido nucleico da
lugar a una mezcla equimolar de:
A. Una base nitrogenada heterocíclica, purina o pirimidina
B. Una pentosa, ribosa o desoxirribosa
C. Fosfato
La hidrólisis enzimática completa de un ácido nucleico da
lugar a una mezcla de nucleótidos
Los ácidos nucleicos son polímeros (de altísimo peso
molecular) cuyos monómeros son los nucleótidos.
7. Una sola molécula
circular cuya
circunferencia mide
1 mm
Tiene un peso
molecular de
aproximadamente
109
DNA de Escherichia coli
13. Nucleósidos, 1
Unión de una base a una pentosa a través de un enlace de
tipo β-N-glicosídico:
O
HOCH2
OHOH
N
N N
N
H2N
O
HOCH2
OH
N
N N
N
H2N
H
Adenosina
(pentosa es ribosa)
Desoxiadenosina
(pentosa es desoxirribosa)
Enlace
β-N-glicosídico
Purinas: enlace entre carbono anomérico (1’) y N9 de la base
19. O N
N
N
N
NH2
OHHOCH2
O N
N
N
N
NH2
OH
HOCH2
NH
C OCH
NH2
CH2OH3C
Antibióticos nucleosídicos
Cordicepina
Medicamento contra el cáncer;
es un tipo de antibiótico antitumoral.
Puromicina
Antibiótico inhibidor
de la síntesis de
proteínas
27. Propiedades de los nucleótidos
1. Carácter ácido debido al fosfato
2. Solubilidad incrementada respecto al nucleósido
3. Misma reactividad que bases y nucleósidos
34. A G C T
Hombre, H.sapiens 0.29 0.18 0.18 0.31
Bovino, Bos taurus 0.26 0.24 0.23 0.27
Levadura, S.cerevisiae 0.30 0.18 0.15 0.29
Mycobacterium sp. 0.12 0.28 0.26 0.11
Composición en bases del DNA en algunas especies
35. Cristalografía de rayos X del DNA
Formas cristalinas:
DNA-A: baja hidratación, peso molecular
relativamente bajo, reflexiones claras
DNA-B: alta hidratación, peso molecular
alto, reflexiones difusas
DNA-Z: Molécula de DNA de doble hebra con giro
hacia la izquierda. Se ha demostrado que existe en
forma transitoria y localizada junto al DNA en
conformación B.
Estudiada por: L.Pauling (Caltech),
M.Wilkins y R.E.Franklin (Londres)
J.D.Watson y F.H.C.Crick (Cambridge)
36. 1. Estructura helicoidal
2. Periodicidad a 3.4 nm
3. Periodicidad a 0.34 nm
4. R.E.Franklin sugiere que el eje
ribosa-fosfato está hacia fuera y
las bases hacia dentro. Igualmente
sugiere que se trata de una doble
hélice, y no triple
Con estos datos, Watson y Crick elaboraron su modelo en doble hélice
El DNA-B
37. 3.4 nm
1. El DNA es una doble
hélice
plectonémica y
dextrógira,
con un paso de rosca de
3.4 nm
Modelo de Watson - Crick, A
38. Modelo de Watson-Crick, B
2. Cada una de las dos hélices es un polinucleótido entrelazado con
el otro de manera que su polaridad es opuesta (es decir, corren en
sentido antiparalelo)
5’
3’ 5’
3’
39. 3. El eje ribosa-fosfato se sitúa
hacia el exterior de la doble hélice,
en contacto con el solvente
4. Mientras que las bases
nitrogenadas (anillos planares) se
sitúan, apiladas, hacia el interior
de la estructura, en un entorno
hidrofóbico
Modelo de Watson-Crick, C
40. 5. Las bases están situadas en planos aproximadamente
perpendiculares al eje mayor de la doble hélice. La distancia
entre planos es de 0.34 nm
Modelo de Watson-Crick, D
0.34 nm
41. Modelo de Watson-Crick, E
6. Cada base interacciona
con su opuesta a través de
enlaces de hidrógeno, y de
manera que:
(a) Adenina (A) sólo puede
interaccionar con timina (T)
(y viceversa), a través de dos
puentes de hidrógeno, y
42. (b) Guanina (G) sólo
puede interaccionar con
citosina (C) (y viceversa),
a través de tres puentes
de hidrógeno
43. 3’
2’
1’
5’
4’
7. La base está situada
en posición anti-8. La desoxirribosa
en forma furanósica
9. El anillo furanósico está
en conformación endo-2’
Modelo de Watson-Crick, F
44. 10. El eje de la doble hélice
no pasa por el centro geométrico
del par de bases. Esto determina
que la hélice presente un surco
ancho y un surco estrecho
Surco
ancho
Surco
estrecho
Modelo de Watson-Crick, G
45. Paso de rosca 3.4 nm
Distancia entre 0.34 nm
planos de bases
Pares de bases/vuelta 10
Anchura 2.4 nm
Geometría de la doble hélice (DNA-B)
0.34
3.4
2.4
47. DNA-A
1.Doble hélice plectonémica y dextró-
gira
2. Planos de bases oblicuos respecto
al eje de la doble hélica
3. Propio de RNAs en doble hélice, o
de híbridos DNA-RNA
4. Más ancha y corta que DNA-B
48. DNA-Z
1. Doble hélice plectonémica y levógira
2. Zonas de secuencia alternante -GCGC-
3. Conformación de G es syn- en lugar de
anti-
4. Más estrecha y larga que DNA-B
49. A B Z
Grosor 2.6 2.4 1.8
Giro Dextro Dextro Levo
Bases/vuelta 11 10.4 12
P.de rosca 2.5 3.4 4.5
Inclinación 19º 1º 9º
plano bases
Distintas formas del DNA
50. bases algo
inclinadas:
9º
levógira
surco menor,
profundo y
estrecho
el surco mayor
no existe, es muy
poco profundo
ADN-A ADN-B ADN-Z
surco
menor
ancho y
superficial
los surcos
son más
parecidos
en anchura:
surco
mayor
estrecho y
profundo
19º
dextrógira
Más
corta
Más
larga
Tipos de ADN
51. Superhélices de DNA
El DNA se presenta habitualmente en forma de superhélices,
cuando la doble hélice, a su vez, se enrolla sobre sí misma. Esto
permite el empaquetamiento de la molécula en el interior de
la célula o del núcleo celular.
54. Niveles estructurales de los ácidos nucleicos
Polímero lineal formado por la unión de numerosos nucleótidos mediante enlaces
fosfodiéster. El orden de los nucleótidos define la secuencia del ácido nucleico.
Estructura primaria
Formada por la disposición relativa espacial de los nucleótidos que se encuentran
próximos en la secuencia.
DNA – estructura definida por la unión de las dos cadenas polinucleótidicas
a través de las bases nitrogenadas.
RNA – presente en determinadas regiones de la molécula
Estructura secundaria
Todas aquellas de orden superior a los niveles primario y secundario.
DNA – resultantes del superenrollamiento y de la asociación con proteínas
básicas para formar la cromatina. No determinada por niveles
inferiores.
RNA – (especialmente tRNA) plegamiento tridimensional definido, similar a
la estructura terciaria de las proteínas.
Estructuras de orden superior
56. El núcleo en interfase de las células eucariotas, el
ADN se encuentra asociado a proteínas y
fuertemente empaquetado.
57. Cromatina del núcleo
de una célula
eucariota. Si se rompe
la célula y se aísla y
purifica la cromatina
del núcleo celular se
observan unas
estructuras
filamentosas llamadas
fibras nucleosómicas.
58. Cromatina del núcleo de una célula eucariota.
Se observa una fibra nuclosómica, collar de perlas y
una fibra de 30 nm.
59.
60.
61. El nucleosoma
Histonas: 2H2a, 2H2b, 2H3, 2H4
DNA: aprox. 196 pares de bases
El nucleosoma es una estructura que
constituye la unidad fundamental y esencial de
cromatina, que es la forma de organización del
ADN en los eucariotes.
64. Reactividad química:
El RNA, al tener el grupo 2’-OH, es mucho más
reactivo químicamente que el DNA. En concreto,
puede ser completamente hidrolizado por álcali a
una mezcla de 2’- y 3’-nucleótidos.
Estructura tridimensional
Las formas en doble hélice del RNA adoptan la
configuración A (en lugar de la B, propia del DNA),
así como los híbridos DNA-RNA.
La pentosa aparece en forma endo-3’ (y no endo-2’)
66. RNA como enzima
Algunos RNA son capaces
de catalizar reacciones químicas
del mismo modo que las enzimas:
son las ribozimas
Ribozima
hammerhead
Participan en el procesado
del RNA transcrito primario
y en la formación de enlace
peptídico en la síntesis de
proteínas.
67. Funciones y tipos de RNA, 1
Los distintos tipos de RNA permiten la expresión fenotípica
del DNA:
- Como mensaje genético que determina la secuencia de amino-
ácidos en la síntesis de proteína: RNA mensajero o mRNA
- Como molécula que activa a los aminoácidos para poder ser
incorporados en una nueva proteína: RNA de transferencia o
tRNA
- Como elemento estructural básico de las partículas encargadas
de llevar a cabo la síntesis proteica, los ribosomas: RNA ribosómico
o rRNA
68. Funciones y tipos de RNA, 2
- Participa en el procesado del transcrito primario (HnRNA)
para dar lugar al RNA mensajero o mRNA, mediante los snRNA
(RNAs nucleares pequeños)
- Opera como enzima (ribozimas) en el procesado del HnRNA y en
la formación de enlace peptídico en las proteínas.
- Es el material genético de algunos virus.
