LosNucleótidos y los Ácidos Nucleicos

Unidad 2
Nucleótidos y ácidos nucleicosNucleótidos y ácidos nucleicos
Instituto Técnico Mercedes Abrego
Grado Noveno
Pedro Manuel Soto Guerrero
1. Nucleósidos y nucleótidos
2. Nucleótidos de interés biológico
3. Polinucleótidos. Ácidos nucleicos
4. Estructura del ARN
5. Estructura del ADN
6. Variaciones en la estructura del ADN
7. La cromatina

*Nucleósidos: son el resultado de la
unión de una base nitrogenada con la
ribosa o con la desoxirribosa mediante un
enlace β-N-glucosídico. Este enlace se
establece entre el N-9 de las púricas o el
N-1 de las pirimidínicas y el C-1' de la
pentosa (indicamos 1', 2', etc. en lugar de 1, 2, etc.
para evitar confusión con la numeración de los
átomos de la base).
*Nucleótidos: son ésteres fosforilados de
los nucleósidos, por lo que a veces se les
denomina nucleósidos-fosfato. Podría
producirse el éster con los hidroxilos 2', 3' y 5'
de los ribonucleótidos o con los 3' y 5' de los
desoxirribonucleótidos. Sin embargo los 2'
fosfato y los 3' fosfato son escasos.
La presencia de fosfato confiere carácter
ácido a la molécula de los nucleótidos.
Ejemplos

Ejemplo de ribonucleótido trifosfatado:
La presencia de fosfato confiere
carácter ácido a la molécula de los
nucleótidos
H+
H+
H+

Fosfatos de adenosina (adenosín fosfatos)
Intervienen en las reacciones metabólicas en que se libera o consume energía, ya
que los enlaces entre fosfatos de los nucleótidos acumulan energía química que
puede transferirse a otras sustancias cuando dichos enlaces se hidrolizan:
ATP + H2O ADP + Pi + Energía
ADP + H2O AMP + Pi + Energía
De igual manera, la energía desprendida en muchas reacciones químicas y procesos fisiológicos
puede aprovecharse para sintetizar las formas energéticas de los adenosín-fosfatos:
AMP + Pi + Energía ADP + H2O
ADP + Pi + Energía ATP + H2O
El ATP es denominado a menudo “la moneda energética de la célula”

El AMP cíclico (AMPc)
El grupo fosfato
forma enlaces éster
con los carbonos 5´
y 3´ de la ribosa
Denominado “segundo mensajero” en la recepción
de señales por parte de la célula.

oxidado reducido
oxidado
reducido
AMP
Nicotinamida
NAD

Coenzimas derivadas de nucleótidos
Flavín nucleótidos (FMN, FAD)
Piridín nucleótidos (NAD, NADP)
Coenzima A
Coenzima A (CoA)
Derivado del ADP con
ácido pantoténico (vit. B5)
y b-aminoetanotiol
Interviene en la activación
de los ácidos orgánicos
(ác. grasos…) para su
metabolismo
La CoA se enlaza con
ácidos orgánicos
mediante la formación
de enlaces tio-éster:
R-CO-SCoA

3.- Polinucleótidos. Ácidos nucleicos3.- Polinucleótidos. Ácidos nucleicos
Estructura de un polirribonucleótido
Polinucleótido = polímero de nucleótidos
unidos por enlaces fosfodiéster

Estructura de un polirribonucleótido
Polinucleótido = polímero de nucleótidos
unidos por enlaces fosfodiéster
El grupo fosfato de un
nucleótido (que estaba
unido al C 5´ de la
pentosa), se une
también por un enlace
éster al C 3´ del
nucleótido siguiente.
Cadena en la que alternan las pentosas y los Pi
Lateralmente
quedan las
bases
nitrogenadas

P
O
L
A
R
I
D
A
D
5´- 3´
Extremo 5´
Extremo 3´
(No estamos hablando de polaridad eléctrica)

Con ribosa => POLIRRIBONUCLEOTIDOS => ARN ( = RNA ) (varios tipos)
Con desoxirribosa => POLIDESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS = ADN ( = DNA)

ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTACCGCGGATTTAAACATGGATC
TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCATGGCGCCTAAATTTGTACCTAG
Cuando va a copiarse el ADN ocurre esto:
ATTCGCGGCATTAATCCG
TAAGCGCCGTAATTAGGC
1º se abre la doble cadena:1º se abre la doble cadena:
2º se van añadiendo nuevas letras,2º se van añadiendo nuevas letras, de forma complementariade forma complementaria::
ATTCGCGGCATTAATCCG
TAAGCGCCGTAATTAGGC
C
T
CCA A
ATACCTAGT
TT
GTACCTAG
La doble cadena se
terminará abriendo del todo

3º Continúa el proceso de añadir “letras” hasta formarse3º Continúa el proceso de añadir “letras” hasta formarse
dos doble cadenas hijas, idénticas a la original:dos doble cadenas hijas, idénticas a la original:
En rojo se muestran las nuevas “letras” que se han ido uniendo
de la manera “correcta” o complementaria (A con T y C con G).
De este modo, cada una de las cadenas
originales ha servido de MOLDE para crear otra
A veces se producen errores en este proceso, dando lugar a
genes alterados, distintos al original. Son las MUTACIONES.

Estos son algunos de los dibujos de la replicación o duplicación del ADN que
pueden encontrarse en Internet:

Los genes del ADN
son capaces de
sacar copias de su
información en
forma de otra
molécula: El ARN
(ácido ribonucleico)
GGCGCCUAAAUUUG
Las cadenas de ARN son más cortas
que las de ADN y están formadas por
una cadena simple (no doble como
ocurría con el ADN)
La letra U (Uracilo) sustituye
a la T en el ARN

1º se abre una parte de la doble cadena de ADN:1º se abre una parte de la doble cadena de ADN:
2º se copia la información del gen añadiendo letras, de2º se copia la información del gen añadiendo letras, de
forma complementaria, para formar ARN:forma complementaria, para formar ARN:
Cuando se transcribe el ADN a ARN ocurre esto:
ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTA TACCTAG
TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCAT ATGGATC
La doble cadena de ADN NO se
terminará abriendo del todo. Sólo
se transcribe a ARN la información
de algunos genes.
ADN
ATTCGCGGCATTAATCCGATACCTAGTAGGCGCCUAAAUUUGTACCTAG
TAAGCGCCGTAATTAGGCTATGGATCAT ATGGATC
C
G
U
A
La letra U (Uracilo) sustituye
a la T en el ARN
ARN
Gen trascrito a ARN
Gen que va a transcribirse

GGCGCCUAAAUUUG
Finalmente, el
ARN sale
fuera del
núcleo.
Gracias a los
ribosomas, en el
citoplasma, la
información que
lleva el ARN es
“leída” por los
ribosomas para
formar proteínas
en el proceso
llamado
TRADUCCIÓN o
SÍNTESIS DE
PROTEÍNASARN
ribosomas
Este ARN también se
llama ARN mensajero,
porque lleva un mensaje
para fabricar proteínas.
Núcleo celular
Citoplasma

GGCGCCUAAAUUUAUGGCACCAUGCCAUG
Ocurre en el citoplasma celular, fuera del núcleo.
La información del ARN mensajero es “leída” por los ribosomas
para fabricar proteínas.
Cada grupo de tres bases (o “letras”) del ARN mensajero
determina la unión, a la cadena proteica, de uno de los 20
aminoácidos que existen.

4.- Estructura del ARN4.- Estructura del ARN
ARNm: Lineal, largo (masa molecular 105
– 106
). Es la copia de un fragmento
de ADN con sentido biológico (copia de un gen). Con tripletes=codones
ARNr: Más corto, con regiones plegadas y con bases apareadas. Forma, junto
con proteínas ribosómicas, la estructura de ribosomas. Hay unos 3 ó 4 tipos.
ARNt: Pequeño. Estructura en “hoja de trébol”
Brazo
aceptor
ARNm con tripletes
(codones)
Hay unos 50 tipos de ARNt
Ribosoma
(ARNr + Prot.)
Otros ARN: P.ej. Los que forman el material
genético de algunos virus.
ARNt

5.- Estructura del ADN5.- Estructura del ADN
Rosalind Franklin

5.- Estructura del ADN5.- Estructura del ADN
-Doble hélice con enrrollamiento
a la derecha y plectonémico.
-Dos cadenas antiparalelas
-Bases n. con anillos
perpendiculares al eje (como
escalones de una escalera de
caracol).
-Bases (=> y dos cadenas)
unidas por puentes de hidrógeno
entre las bases complementarias

6.- La cromatina6.- La cromatina
-En células eucariotas, visible únicamente en células en interfase o reposo (sin
dividirse) [al producirse la mitosis y meiosis se condensa en cromosomas].
-Formado por: ADN + PROTEÍNAS
-HISTONAS
-NO HISTONAS
La existencia de cromatina se explica
porque la célula debe resolver dos
problemas:
-La enorme cantidad-longitud de ADN
-La gran cantidad de Pi => elevada
acidez y gran acumulación de cargas
negativas
HISTONAS:
-Muy básicas debido a muchos
aa Lys y Arg (lisina y arginina)
-Hay varios tipos de histonas,
todas de p.m. bajo

-HISTONAS
-NO HISTONAS
HISTONAS:
todas de p.m. bajo
H2A
H2B
H3
H4
Con número fijo de
nucleótidos (146 pares) en
torno a cada octámero

-HISTONAS
-NO HISTONAS
HISTONAS:
todas de p.m. bajo
“Collar de perlas”
“Solenoide”
Nuevos
plegamientos y
arrollamientos
consiguen un gran
empaquetamiento
hasta formar los
cromosomas.
Es importante comprender que este
empaquetamiento debe desaparecer
para que un gen se exprese. El octámero
de histonas debe desmontarse, por lo
que se piensa que deben tener, además
de una función estructural, una función
en la regulación de la expresión génica.

-HISTONAS
-NO HISTONAS
Variadas:
-Algunas con función estructural,
contribuyendo a fijar la forma de
filamentos > 30nm y cromosomas.
-Otras con actividad en replicación,
transcripción y regulación de la
expresión génica.
-Otras son necesarias para formar
estructuras del núcleo (nucléolo,
matriz nuclear…).

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