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T6 - Nucleótidos y ácidos nucleicos.

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  • 1. 1. Composición de los ácidos nucleicos. 2. Nucleótidos no nucleicos. 3. Ácido desoxirribonucleico (ADN). 4. Estructuras alternativas a la doble hélice. 5. Función biológica del ADN. 6. Ácido ribonucleico (ARN). T6 – NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS. ANTECEDENTES PAU: 2003 – Septiembre: ADN y ARN, constitución, estructura y tipos; 2007 – Junio: ARN, estructura química; ARN y ADN, diferencias químicas y estructurales; 2009 – Junio: diferencias de composición y estructura entre ADN y ARN; tipos distintos de ARN;
  • 2.
    • Biomoléculas encargadas de ALMACENAR, TRANSMITIR y EXPRESAR la información genética.
    • Tipos: ADN y ARN.
    • Constituidas por NUCLEÓTIDOS (base nitrogenada + azúcar pentosa + ácido fosfórico).
        • Del ARN: RIBONUCLEÓTIDOS.
        • Del ADN: DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS.
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 1 – Composición de los ácidos nucleicos .
  • 3. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 1 – Composición de los ácidos nucleicos . PIRIMIDÍNICAS (derivan de la pirimidina -> compuesto orgánico con 2 átomos de N que sustituyen al C en 1 y 3) PÚRICAS (derivan de la purina -> compuesto orgánico formado por 2 anillos fusionados con 4 átomos de N en los C 1, 3, 7 y 9) BASES NITROGENADAS: compuestos formados por C y N.
  • 4.
    • Monosacáridos de interés biológico
    • Ribosa: Aldopentosa. Forma parte de muchas sustancias orgánicas de gran interés biológico, como el ATP o el ARN.
    • Desoxirribosa: Derivada de la ribosa. Le falta el grupo alcohol en el carbono 2. Forma parte del ADN.
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 1 – Composición de los ácidos nucleicos . MONOSACÁRIDOS: PENTOSAS.
  • 5.
    • Se encuentra en los nucleótidos en forma de IÓN FOSFATO .
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 1 – Composición de los ácidos nucleicos . ÁCIDO FOSFÓRICO.
  • 6. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 1 – Composición de los ácidos nucleicos . FORMACIÓN DE UN NUCLEÓTIDO.
    • Nucleósido: base nitrogenada + pentosa mediante enlace N-glucosídico.
    • Nucleótido: nucleósido + ión fosfato mediante enlace éster.
  • 7. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 2 – Nucleótidos no nucleicos. NUCLEÓTIDOS NO NUCLEICOS: ATP Y ADP.
  • 8. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 2 – Nucleótidos no nucleicos. NUCLEÓTIDOS NO NUCLEICOS: FAD, NAD, NADP y CoA. Catalizan reacciones de oxidación-reducción Intervienen en la respiración celular Interviene en reacciones enzimáticas del metabolismo celular
  • 9.
    • ADN: polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de A, G, C, T.
      • ESTRUCTURA 1 aria : es la secuencia de nucleótidos.
      • ESTRUCTURA 2 aria : en la estructura espacial que adoptan los nucleótidos.
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN).
  • 10.
    • ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ADN.
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN).
    • Es la secuencia de nucleótidos, unidos por
    • enlaces fosfodiéster en sentido 5´-3´.
    • La cadena presenta dos extremos libres : el
    • 5´ unido al grupo fosfato y el 3´ unido a un
    • Hidroxilo.
    • Cada cadena se diferencia de otra por:
      • Su tamaño.
      • Su composición.
      • Su secuencia de bases.
    • La secuencia se nombra con la inicial de
    • la base que contiene cada nucleótido:
    • ACGT
    • GEN: información contenida en una porción
    • de ADN que lleva la información necesaria para
    • que los aa se unan en un determinado orden
    • formando la estructura 1 aria de una proteína.
  • 11.
    • ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN). F. Crick J. Watson ¡Hemos encontrado el secreto de la vida!
    • Son macromoléculas encargadas de:
    • Almacenar información genética.
    • Transmitir información genética:
      • del núcleo a citoplasma.
      • de padres a hijos.
    • Expresar la información genética.
    • Existen 2 tipos de Ácidos Nucleicos:
    • ADN.
    • ARN.
  • 12.
    • ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES.
    • En 1950 se conocían solo algunos datos acerca de la estructura 2ª del ADN:
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN). E. Chargaff: analizó muestras de ADN de distintas especies y concluyó que en toda cadena de ADN, la proporción de bases púricas es igual a la de pirimidinas: A=T y G=C Si bien en la proporción exacta de estas bases es distintas en cada especie. R. Franklin y Wilkins: con experimentos de difracción de rayos X concluyeron que el ADN era una molécula larga y rígida. Existían 2 periodicidades (detalles estructurales repetidos) a 0,34 y a 3,4 nm.
  • 13. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN). La proporción de Adenina es igual a la de Timina. A=T La proporción de Guanina es igual a la de Citosina. G=C La proporción de bases púricas (A+G) Es igual a la de bases pirimidínicas (T+C). (A+G)=(T+C) La proporción entre (A+T) y (G+C) es característica de cada organismo, tomando valores diferentes según la especie. Estudios de Erwin Chargall
  • 14.
    • En 1950 se conocían solo algunos datos de la estructura 2ª del ADN:
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN).
  • 15. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN). Estudios de DIFRACCIÓN DE RAYOS X (Maurice Wilkins Rosalind Franklin)
    • 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 al. 1953, Frankling y Gosling. 1953).
    • Las bases púricas y pirimidínicas se encuentran unas sobre otras, apiladas a lo largo del eje del polinucleótido a una distancia de 3,4 Å. Las bases son estructuras planas orientadas de forma perpendicular al eje (Astbury, 1947).
  • 16. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN). Rosalind Franklin con su hermana Jenifer (1930) “ La ciencia y la vida ni pueden ni deben estar separadas. Para mi la ciencia da una explicación parcial de la vida. Tal como es se basa en los hechos, la experiencia y los experimentos… Estoy de acuerdo en que la fe es fundamental para tener éxito en la vida, pero no acepto tu definición de fe, la creencia de que hay vida tras la muerte. En mi opinión, lo único que necesita la fe es el convencimiento de que esforzándonos en hacer lo mejor que podemos nos acercamos al éxito, y que el éxito de nuestros propósitos, la mejora de la humanidad de hoy y del futuro, merece la pena de conseguirse”. Así se expresaba Rosalind Franklin hacia 1940, cuando tenía veinte años, en una carta a su padre con quien, como buena e inteligente hija, discrepaba en varias cuestiones. ¿Un mundo de hombres? Antes de trabajar con el ADN, Rosalind estudió la porosidad del carbón y tras obtener su doctorado se especializó en la técnica de difracción de rayos X, la que luego sirvió para obtener una fotografía ya célebre, que Maurice Wilkins mostró indiscretamente a un joven americano. James Watson que en colaboración con el británico Francis Crick, estaba obsesionado por vencer a su compatriota Linus Pauling en la carrera por descifrar la estructura del ADN. Pese a ser la científica que obtuvo los datos que permitieron definir que el ADN tiene estructura de doble hélice, no fue premiada con el Nobel. Había fallecido en 1958, cuatro años antes de que la Academia Sueca reconociese la importancia del descubrimiento.
  • 17.
    • ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADNA: FORMA B (modelos de Watson y Crick)
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN).
  • 18. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN).
  • 19. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN).
  • 20.
    • COMPLEMENTARIEDAD DE BASES.
      • Las bases siempre son complementarias (A con T) y (C con G).
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 3 – El ácido desoxirribonucleico (ADN).
  • 21.
    • FORMA B = Configuración de Watson y Crick.
      • Forma de mayor interés biológico por ser la que se encuentra al estudiar el ADN en disolución.
      • Forma en que normalmente interacciona el ADN con las proteínas del núcleo.
    • FORMA A.
      • Se obtiene por deshidratación de la B (sólo en condiciones de laboratorio).
      • Doble hélice dextrógira, + ancha y + corta que la forma B, pares de bases 20º respecto al eje.
    • FORMA Z.
      • Aparece cuando alternan muchos nucleótidos de G y C (GCGCGCGCGC). Presente en algunos virus.
      • Hélice levógira enrollada en zigzag, + larga y + estrecha que la forma B.
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 4 – Estructuras alternativas a la doble hélice.
  • 22. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 4 – Estructuras alternativas a la doble hélice.
  • 23. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 4 – Estructuras alternativas a la doble hélice.
  • 24. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 4 – Estructuras alternativas a la doble hélice.
  • 25. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 5 – Función biológica del ADN. ADN es el almacén de la información genética y la molécula encargada de transmitir a la descendencia las instrucciones necesarias para construir todas las proteínas presentes en un ser vivo . Las 3 funciones básicas del ADN pueden resumirse en: ALMACENAR TRANSMITIR EXPRESAR
  • 26. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 5 – Función biológica del ADN. DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA
  • 27. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 5 – Función biológica del ADN. En VIRUS: Tienen una molécula que puede ser de ADN o de ARN.
  • 28. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 5 – Función biológica del ADN. En PROCARIOTAS: Tienen un cromosoma circular formado de ADN. A veces pueden existir varias moléculas más pero más pequeñas y transferibles llamadas PLÁSMIDOS. En MITOCONDRIAS Y CLOROPLASTOS: Tienen un cromosoma circular formado de ADN y que regula parte de la estructura y de los procesos que tienen lugar en estos orgánulos.
  • 29. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 5 – Función biológica del ADN. En EUCARIOTAS: Todo el ADN de los 46 cromosomas humanos de una célula humana mide ≈ 2,36 m. Se estima que una persona de 70 kg tiene unos 70 billones de células . En nuestro cuerpo tenemos un total de ≈ 1,65 · 10 14 m de ADN.
  • 30.
    • DESNATURALIZACIÓN E HIBRIDACIÓN DEL ADN.
    • La desnaturalización se produce al separarse las dos hebras por la rotura de los enlaces de H.
    • Manteniendo una temperatura de 65 ºC durante un tiempo prolongado se puede producir la renaturalización o hibridación del ADN.
    • La presencia de pares de C-G dificulta la desnaturalización puesto que sus 3 enlaces hacen más estable la molécula de ADN.
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 5 – Función biológica del ADN.
  • 31. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 5 – Función biológica del ADN.
  • 32.
    • Es un polirribonucleótido (contiene la ribosa como pentosa). Las bases nitrogenadas que lo forman son ADENINA (A), URACILO (U), CITOSINA (C) y GUANINA (G) (carece de TIMINA).
    • Es MONOCATENARIO (excepto algunos virus).
    • En algunas zonas se pueden establecer enlaces de H entre bases nitrogenadas complementarias -> HORQUILLAS .
    • FUNCIÓN: dirigir la síntesis de proteínas a partir de la información obtenida del ADN.
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 6 – Ácido ribonucleico (ARN).
  • 33.
    • ARN MENSAJERO (ARN m ).
      • Son copias o transcritos de secuencias (de 500-10.000 nucleótidos) de una cadena de DNA.
      • FUNCIÓN: copiar la información genética del ADN y llevarla hasta los ribosomas ( donde se sintetizan las proteínas ) -> TRANSCRIPCIÓN .
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 6 – Ácido ribonucleico (ARN).
  • 34.
    • ARN TRANSFERENTE (ARN t ).
      • Transportan los aminoácidos hasta los ribosomas.
      • Son el diccionario por medio del cual se traduce el lenguaje de los ácidos nucleicos al lenguaje de las proteínas.
      • Contienen ≈ 80 nucleótidos.
      • Su estructura 2 aria es en forma de trébol con regiones de doble cadena (en 3D tiene forma de L ).
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 6 – Ácido ribonucleico (ARN).
  • 35. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 6 – Ácido ribonucleico (ARN).
  • 36.
    • ARN RIBOSÓMICO (ARN r ).
      • Agrupa a varios ARN diferentes y constituye hasta un 80% del total del ARN de una célula.
      • Se asocia a proteínas formando un ribosoma.
    • ARN NUCLEOLAR (ARN n ).
      • Se encuentra asociado a diferentes proteínas formando el nucleólo.
      • Da lugar a los diferentes tipos de ARN r .
    • Otros tipos de ARN.
      • Algunos tienen función catalítica: ribozimas.
      • Otros se asocian con proteínas para formar
      • ribonucleoproteínas.
      • Existen algunos que pueden escindirse en
      • varios fragmentos por si mismos: autocatalíticos.
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 6 – Ácido ribonucleico (ARN).
  • 37.
    • Relación entre ADN/ARN m /ARN t .
      • TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN
    T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 6 – Ácido ribonucleico (ARN).
  • 38. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS 6 – Ácido ribonucleico (ARN).
  • 39. T6. NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS Con esto acabamos con el bloque de las biomoléculas.