LOS ÁCIDOS
NUCLEICOS
Ácidos nucleicos
 Son biomoléculas de muy elevado peso molecular.
En el caso humano, 3,6 x 1012, (equivalente a 5,6 x
109...
Descubrimiento de los ácidos nucleicos
 Miescher llamó nucleína al precipitado
obtenido al tratar con ácido diluído los n...
Características generales de los
ácidos nucleicos
 En las células se encuentran dos variedades de ácidos nucleicos:
 el ...
Nucleótidos
 Los ácidos nucleicos son polímeros
formados por la unión de subunidades
denominadas nucleótidos.
Ion fosfato...
Nucleótidos
 Están formados por:
Una aldopentosa (monosacárido), que
puede ser la ribosa o desoxirribosa.
Una base nitr...
Aldopentosa
 La ribosa (RNA) y desoxirribosa (DNA)
son monosacáridos de 5 átomos de C.
Bases nitrogenadas
 Son compuestos cíclicos con átomos de nitrógeno
que derivan de la purina y de la pirimidina
Bases nitrogenadas
Adenina Guanina
Bases púricas
Bases pirimidínicas
Uracilo Citosina
Timina
Nucleósidos
 Resultan de la unión de una pentosa y una base
nitrogenada mediante un enlace N- Glicosídico entre el
C1’ de...
Nucleótidos
 El ácido fosfórico se une mediante un enlace éster al
alcohol del C5 (más general) o el C3 de la pentosa
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Nucleótidos
NUCLEÓSIDO
1+ NUCLEÓTIDO
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Desoxicitidina-5’-monofosfato
Ácido fosfórico
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Nucleótidos
Nomenclatura
Nucleótidos
 Un nucleótido puede tener 1, 2 ó 3 moléculas
de ácido fosfórico enlazadas al carbono 5’ de la
pentosa.
Nucleótidos
5’-Adenosina monofosfato (AMP)
5’-Adenosina difosfato (ADP)
5’-Adenosina trifosfato (ATP)
Nucleótidos no nucleicos
 Son nucleótidos que no forman parte de los
ácidos nucleicos y se encuentran libres en las
célul...
Adenosina Fosfatos (ATP)
 Actúan como intermediarios en las reacciones
metabólicas que liberan o consumen energía.
 La e...
Función del ATP
 El ATP interviene en la transferencia de energía
de los procesos exergónicos a los endergónicos.
AMPcíclico
 Se forma a partir de
ATP en el interior
celular por la acción de
la adenilato ciclasa.
AMPcíclico
 Se forma como consecuencia de la unión a receptores
de membrana de determinadas hormonas que no
pueden atrave...
Formación AMPc
Exterior celular
Interior celular
Formación AMPc
 El enzima actúa por la unión a receptores de
membrana de determinadas hormonas.
 La formación del AMPc a...
Coenzimas
 Son moléculas no proteicas que
intervienen en reacciones enzimáticas.
 No son especificas de sustrato, cada
c...
Coenzimas
 Hacen posible la acción de la enzima de 2 formas
diferentes:
 Se unen temporalmente a la enzima para facilita...
Coenzimas de oxido-reducción
 Flavín nucleótidos: FMN/FMNH2 y FAD/FADH2
Derivan de la vitamina B2 (riboflavina)
FAD + 2H+...
Flavina nucleótidos
Flavina mononucleótido
NAD+ + 2H+ + 2e– NADH + H+
forma oxidada forma reducida
Coenzimas de oxido-reducción
 Piridín dinucleótidos: NAD+ y NADP+...
Piridina nucleótidos
Nicotina adenina dinucleótido Fosfato de nicotina adenina dinucleótido
Piridina
Coenzima-A
 Es un derivado del ADP.
 Enlaza ác. orgánicos mediante
enlaces tio-éster (R-CO-SCoA).
activándolos para inte...
POLINUCLEÓTIDOS
 Los nucleótidos pueden unirse en largas cadenas
mediante enlaces fosfodiester 5’-3’.
 Si la pentosa de ...
Polinucleótidos
ADN Y ARN
 Diferencias a nivel químico:
 El ADN presenta desoxirribosa como azúcar y en el
no aparece el uracilo.
 El A...
Funciones del ADN
 El ADN contiene la información genética. Dicha
información genética será utilizada por la célula y pas...
Dogma central de la Biología
Molecular
DNA RNA PROTEÍNAS
Replicación
Transcripción Traducción
Estructura del DNA
 La estructura primaria o
secuencia de nucleótidos.
 La estructura secundaria
o doble hélice.
 La es...
Estructura primaria del ADN
 Secuencia de nucleótidos de una
cadena.
 Se distingue un esqueleto de
pentosas y fosfatos y...
Secuencia del ADN
Estructura secundaria del DNA
Estructura del DNA
 Watson y Crick dedujeron la estructura del
DNA a partir de los datos obtenidos por otros
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Reglas de Chargaff
Difracción de rayos X
5'
Difracción de rayos X
 Franklin y Wilkins observaron entre 1950 y 1953 que el
ácido desoxirribonucleico tenía una estruct...
Modelo de la doble hélice
 Fue deducido en 1953 por Watson y Crick.
 Está constituido por 2 cadenas de polinucleótidos
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Doble hélice
Modelo de la doble hélice
Modelo de la doble hélice
 En la estructura secundaria del ADN, los grupos
hidrófobos de las bases se disponen hacia el i...
Características de la doble hélice
 Dos cadenas antiparalelas y complementarias de polinucleótidos
unidas entre sí.
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Surcos del DNA
 Son las zonas donde las
bases nitrogenadas van a
ser accesibles desde el
exterior.
 Se van alternando as...
Desnaturalización DNA
 La doble hélice de ADN en estado natural es muy
estable pero al calentar (~100ºC), las dos hebras ...
Desnaturalización/Renaturalización
Desnaturalización
 La temperatura a la cual permanece desnaturalizado
un 50% del ADN se llama temperatura de fusión (Tm)
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Hibridación del DNA
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Variaciones de la estructura del DNA
 La estructura del DNA descrita por Watson y Crick es la
más habitual y corresponde ...
A-DNA
 Es también una hélice dextrógira, pero
las bases complementarias se
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 Es más anch...
Z-DNA
 Hélice levógira con un enrollamiento
irregular que provoca una configuración
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Más
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Más
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TIPO DE ADN GIRO DE HELICE nm por Vuelta Plano entre bases
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Estructura terciaria del DNA en
procariotas
 Las moléculas de ADN circular, como el ADN bacteriano o el ADN
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Estructura terciaria del DNA en
eucariotas
 En eucariotas durante la interfase el DNA se
condensa en forma de cromatina. ...
6 veces compactado
40 veces compactado
> 1000 veces compactado
> 10000 veces compactado
Niveles de empaquetamiento del DNA...
Cromatina
 La unidad estructural de la cromatina es el Nucleosoma
formado por un filamento de DNA arrollado alrededor de
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Nucleosoma  Formado por un filamento de
DNA de doble cadena de 146
pb enrollado a un octámero de
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Fibra de solenoide
 Corresponde al arrollamiento de la
fibra de 10 nm.
 Cada vuelta tiene 6 nucleosomas con
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 La fibra de 300 Å forma bucles llamados dominios estructurales
(20.000 pb-70.000 pb).
 Esta estructura está estabilizad...
Niveles superiores de empaquetamiento
 Se llega a un grado de reducción de longitud del DNA de 7.000
veces.
 El cromosom...
Ácido Ribonucleico
 Está constituido por nucleótidos de ribosa, con
las bases adenina, guanina, citosina y uracilo.
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Dogma central de la Biología
Molecular
DNA RNA PROTEÍNAS
Replicación
Transcripción Traducción
Ácido Ribonucleico
 La transcripción del DNA da lugar a los
tres tipos de ARN existentes:
 RNA mensajero: copia compleme...
Transcripción
 Consiste en la síntesis de
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 El ADN se encuentra en el
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La transcripción
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Transcripción
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Transcripción
1. Iniciación de la transcripción
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RNA transferente
 En realidad la molécula está
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RNA transferente
 Se encuentran en el citoplasma. Hay unos 50
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RNA ribosómico
 Forma los ribosomas (junto a
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Traducción
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ARN nucleolar
 Constituye, en parte, el nucléolo.
 Se origina a partir de regiones de ADN, uno de los
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ARN nucleolar
Se origina a partir de una determina región de ADN, denominada región organizadora
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ARN nucleolar
A partir de este ADN, se forma en el nucleolo un ARN 45 S que se asocia a proteínas
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ARN nucleolar
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ribosómicas
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ARN nucleolar
A continuación se añade un ARN 5S, asociado también a proteínas y sintetizado fuera
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ARN nucleolar
A partir de estas ribonucleoproteínas se forman las dos subunidades del ribosoma que
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ARN pequeño nuclear (ARNpn)
 También se le denomina ARN-U por su elevado
contenido en uridina.
 El ARNpn se une a cierta...
Funciones del RNA
 Transmisión de la información genética desde el ADN a los
ribosomas. La ARN-polimerasa sintetiza un AR...
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Tema 5 de Biología de 2º de Bachillerato. Nucleótidos y ácidos nucleicos

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Tema 5 Ácidos Nucleicos

  1. 1. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
  2. 2. Ácidos nucleicos  Son biomoléculas de muy elevado peso molecular. En el caso humano, 3,6 x 1012, (equivalente a 5,6 x 109 pares de nucleótidos).  Fueron aisladas por primera vez por F. Miescher en 1869, a partir de células del pus. Su nombre se debe a que se identificaron por primera vez en el núcleo celular y además se observó que eran ácidos.
  3. 3. Descubrimiento de los ácidos nucleicos  Miescher llamó nucleína al precipitado obtenido al tratar con ácido diluído los núcleos de los glóbulos blancos.  Posteriormente al encontrar que la sustancia era muy ácida cambio el nombre a ácido nucleico.  Poco después Hoppe-Seyler aisló una sustancia similar de levaduras.
  4. 4. Características generales de los ácidos nucleicos  En las células se encuentran dos variedades de ácidos nucleicos:  el ácido desoxirribonucleico (ADN).  el ácido ribonucleico (ARN)  El ADN constituye el material hereditario de las células, y contiene las instrucciones para la producción de todas las proteínas que el organismo necesita.  El ARN está asociado a la transmisión de la información genética desde el núcleo al citoplasma, donde tiene lugar la síntesis de proteínas.  ARN mensajero (ARNm),  ARN de transferencia (ARNt)  ARN ribosómico (ARNr),
  5. 5. Nucleótidos  Los ácidos nucleicos son polímeros formados por la unión de subunidades denominadas nucleótidos. Ion fosfato Pentosa Base nitrogenada + +
  6. 6. Nucleótidos  Están formados por: Una aldopentosa (monosacárido), que puede ser la ribosa o desoxirribosa. Una base nitrogenada que puede ser la adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) o uracilo (U). Un ácido fosfórico, H3PO4..
  7. 7. Aldopentosa  La ribosa (RNA) y desoxirribosa (DNA) son monosacáridos de 5 átomos de C.
  8. 8. Bases nitrogenadas  Son compuestos cíclicos con átomos de nitrógeno que derivan de la purina y de la pirimidina
  9. 9. Bases nitrogenadas Adenina Guanina Bases púricas Bases pirimidínicas Uracilo Citosina Timina
  10. 10. Nucleósidos  Resultan de la unión de una pentosa y una base nitrogenada mediante un enlace N- Glicosídico entre el C1’ de la pentosa y el N9 de las bases púricas o el N1 de las bases pirimidínicas. Desoxirribosa + Citosina H2O Desoxicitidina 1’ N-1
  11. 11. Nucleótidos  El ácido fosfórico se une mediante un enlace éster al alcohol del C5 (más general) o el C3 de la pentosa para formar los nucleótidos. Adenosina-5’-monofosfato Adenina 1’ N-9
  12. 12. Nucleótidos NUCLEÓSIDO 1+ NUCLEÓTIDO H2O Desoxicitidina-5’-monofosfato Ácido fosfórico 1’ N-1 Citosina
  13. 13. Nucleótidos
  14. 14. Nomenclatura
  15. 15. Nucleótidos  Un nucleótido puede tener 1, 2 ó 3 moléculas de ácido fosfórico enlazadas al carbono 5’ de la pentosa.
  16. 16. Nucleótidos 5’-Adenosina monofosfato (AMP) 5’-Adenosina difosfato (ADP) 5’-Adenosina trifosfato (ATP)
  17. 17. Nucleótidos no nucleicos  Son nucleótidos que no forman parte de los ácidos nucleicos y se encuentran libres en las células.  Pueden actuar como:  Intermediarios metabólicos: ATP/ADP  Activadores de enzimas: AMPc  Coenzimas: FMN, FAD, NAD+, NADP+ y Coenzima A
  18. 18. Adenosina Fosfatos (ATP)  Actúan como intermediarios en las reacciones metabólicas que liberan o consumen energía.  La energía liberada en las reacciones metabólicas se puede conservar por la síntesis acoplada de ATP. El acoplamiento tiene lugar mediante enzimas.  También pueden actuar en estos procesos nucleótidos de guanina (GTP/GDP)
  19. 19. Función del ATP  El ATP interviene en la transferencia de energía de los procesos exergónicos a los endergónicos.
  20. 20. AMPcíclico  Se forma a partir de ATP en el interior celular por la acción de la adenilato ciclasa.
  21. 21. AMPcíclico  Se forma como consecuencia de la unión a receptores de membrana de determinadas hormonas que no pueden atravesar la membrana.  Es el AMPc el que activa las enzimas necesarias para dar respuesta a la señal recibida del exterior de la célula.
  22. 22. Formación AMPc Exterior celular Interior celular
  23. 23. Formación AMPc  El enzima actúa por la unión a receptores de membrana de determinadas hormonas.  La formación del AMPc activa enzimas que actúan en reacciones metabólicas  Se le conoce también como segundo mensajero (las hormonas son los primeros mensajeros)
  24. 24. Coenzimas  Son moléculas no proteicas que intervienen en reacciones enzimáticas.  No son especificas de sustrato, cada clase de coenzima actúa en una clase de reacción.
  25. 25. Coenzimas  Hacen posible la acción de la enzima de 2 formas diferentes:  Se unen temporalmente a la enzima para facilitar la unión o acción catalítica sobre el sustrato. Los siguientes intervienen en reacciones de oxido-reducción.  Nucleótidos de flavina: FMN y FAD  Nucleótidos de piridina: NAD+ y NADP+  Se enlazan con el sustrato para provocar un cambio en su estructura (activación) que facilite la acción de la enzima: Coenzima A
  26. 26. Coenzimas de oxido-reducción  Flavín nucleótidos: FMN/FMNH2 y FAD/FADH2 Derivan de la vitamina B2 (riboflavina) FAD + 2H+ + 2e– FADH2 forma oxidada forma reducida FMN + 2H+ + 2 e– FMNH2 forma oxidada forma reducida
  27. 27. Flavina nucleótidos Flavina mononucleótido
  28. 28. NAD+ + 2H+ + 2e– NADH + H+ forma oxidada forma reducida Coenzimas de oxido-reducción  Piridín dinucleótidos: NAD+ y NADP+. En un nucleótido la base nitrogenada es la Adenina, y en el otro es la Nicotinamida (Vitamina P-P) que unida a la Ribosa forma la PIRIDINA (que da nombre a este grupo de Coenzimas). NADP+ + 2H+ + 2e– NADPH + H+ forma oxidada forma reducida
  29. 29. Piridina nucleótidos Nicotina adenina dinucleótido Fosfato de nicotina adenina dinucleótido Piridina
  30. 30. Coenzima-A  Es un derivado del ADP.  Enlaza ác. orgánicos mediante enlaces tio-éster (R-CO-SCoA). activándolos para intervenir en reacciones metabólicas. (Vitamina del grupo B) (β-aminoetanotiol)
  31. 31. POLINUCLEÓTIDOS  Los nucleótidos pueden unirse en largas cadenas mediante enlaces fosfodiester 5’-3’.  Si la pentosa de los nucleótidos es la ribosa se tratará de un polirribonucleótido que da lugar a los diferentes ácidos ribonucleicos (RNA).  Si la pentosa de los nucleótidos es la desoxirribosa se tratará de un polidesoxirribonucleótido que da lugar a los diferentes ácidos desoxirribonucleicos (DNA).
  32. 32. Polinucleótidos
  33. 33. ADN Y ARN  Diferencias a nivel químico:  El ADN presenta desoxirribosa como azúcar y en el no aparece el uracilo.  El ARN presenta la ribosa como azúcar y no tiene la base nitrogenada timina.  El DNA carece de uracilo y el RNA carece de timina.  Generalmente el DNA es más largo, más estable y de doble cadena de polinucleótidos.  Generalmente el RNA es más corto, más inestable y de cadena sencilla de polinucleótidos.
  34. 34. Funciones del ADN  El ADN contiene la información genética. Dicha información genética será utilizada por la célula y pasa de una generación a otra. Para ello son necesarios varios procesos:  Para que el mensaje genético se transmita invariable el DNA ha de formar dos copias idénticas, REPLICACIÓN.  El mensaje genético contenido en el ADN es la especificación para la síntesis de las proteínas que la célula necesita. Para ello el mensaje genético (núcleo) ha de ser copiado a una molécula de RNA (RNAm): TRANSCRIPCIÓN.  Siguiendo las instrucciones del RNA se sintetizará la proteína correspondiente en el citoplasma (RNAt y RNAr): TRADUCCIÓN.
  35. 35. Dogma central de la Biología Molecular DNA RNA PROTEÍNAS Replicación Transcripción Traducción
  36. 36. Estructura del DNA  La estructura primaria o secuencia de nucleótidos.  La estructura secundaria o doble hélice.  La estructura terciaria o ADN superenrollado: torsión de la doble hélice sobre sí misma.  En el ADN se distinguen tres niveles estructurales:
  37. 37. Estructura primaria del ADN  Secuencia de nucleótidos de una cadena.  Se distingue un esqueleto de pentosas y fosfatos y una secuencia de bases nitrogenadas.  El número de hebras diferentes que se puede formar combinando las cuatro bases nitrogenadas es muy elevado.  El porcentaje de G, C, A y T es el mismo para una misma especie.
  38. 38. Secuencia del ADN
  39. 39. Estructura secundaria del DNA
  40. 40. Estructura del DNA  Watson y Crick dedujeron la estructura del DNA a partir de los datos obtenidos por otros investigadores:  Fueron especialmente importantes las imágenes de difracción de rayos X de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins.  También fueron cruciales las datos de Edwin Chargaff.
  41. 41. Reglas de Chargaff
  42. 42. Difracción de rayos X 5'
  43. 43. Difracción de rayos X  Franklin y Wilkins observaron entre 1950 y 1953 que el ácido desoxirribonucleico tenía una estructura fibrilar de 20 Å de diámetro, en la que se repetían ciertas unidades cada 3,4 Å, y que había otra repetición mayor cada 34 Å. Rosalyn Franklin (1920-1958)
  44. 44. Modelo de la doble hélice  Fue deducido en 1953 por Watson y Crick.  Está constituido por 2 cadenas de polinucleótidos arrolladas alrededor de un eje imaginario originando una doble hélice.  El enrrollamiento es dextrógiro y plectonémico (las 2 cadenas no pueden separarse sin desarrollarse).  Las cadenas del ADN son complementarias. Las bases nitrogenadas complementarias están unidas por puentes de hidrógeno.  Las dos cadenas son antiparalelas.  La longitud de la molécula es, en general, enorme.
  45. 45. Doble hélice
  46. 46. Modelo de la doble hélice
  47. 47. Modelo de la doble hélice  En la estructura secundaria del ADN, los grupos hidrófobos de las bases se disponen hacia el interior estableciendo interacciones hidrófobas que colaboran junto a los puentes de hidrógeno que se forman entre las bases de ambas hebras en dar estabilidad a la macromolécula.  Las pentosas y los fosfato (carga negativa) quedan en el exterior. Debido a la ionización, los ácidos nucleicos tienen carácter ácido.
  48. 48. Características de la doble hélice  Dos cadenas antiparalelas y complementarias de polinucleótidos unidas entre sí.  Estabilizadas por puentes de hidrógeno entre bases nitrogenadas.  Enrolladas en espiral alrededor de un eje imaginario.  Esqueleto azúcar fosfato hacia fuera.  Planos de las bases perpendiculares al eje y paralelos entre sí.  Enrollamiento plectonémico.  Gira en sentido dextrógiro.  10 pares de nucleótidos por vuelta (3,4 nm)  Diámetro 2 nm
  49. 49. Surcos del DNA  Son las zonas donde las bases nitrogenadas van a ser accesibles desde el exterior.  Se van alternando así dos tipos de surcos: un surco mayor y un surco menor.
  50. 50. Desnaturalización DNA  La doble hélice de ADN en estado natural es muy estable pero al calentar (~100ºC), las dos hebras se separan: desnaturalización del ADN.  Si se mantiene el ADN desnaturalizado, posteriormente a 65°C, las dos hebras vuelven a unirse.  Esta restauración de la doble hélice es lo que se llama renaturalización y es lo que permite la hibridación si se parte de hebras de distintos ADN
  51. 51. Desnaturalización/Renaturalización
  52. 52. Desnaturalización  La temperatura a la cual permanece desnaturalizado un 50% del ADN se llama temperatura de fusión (Tm) y depende de la cantidad de pares G-C que haya en la cadena.
  53. 53. Hibridación del DNA  Si se mezclan moléculas desnaturalizadas de DNA de diferentes procedencias (moléculas de diferentes individuos o especies), al enfriar la solución se pueden obtener moléculas híbridas que tengan cada cadena de distinta procedencia.  Este método se emplea en las investigaciones policiales para comparar el DNA extraído de sangre, semen o pelo, con el de una persona sospechosa de un delito.  El porcentaje de hibridación dará una idea de la relación entre los dos organismos y es una técnica muy útil en la diagnosis de enfermedades o en medicina forense.
  54. 54. Variaciones de la estructura del DNA  La estructura del DNA descrita por Watson y Crick es la más habitual y corresponde al B-DNA  Existen otras variantes de DNA que tienen la longitud del paso de rosca o la separación entre bases diferente. Estas conformaciones son el A-DNA y Z-DNA. ADN A ADN Z ADN B
  55. 55. A-DNA  Es también una hélice dextrógira, pero las bases complementarias se encuentran en planos inclinados.  Es más ancha y corta que la forma B.  Contiene 11 pares de bases por vuelta (10 en la forma B)  Esta forma aparece cuando se deshidrat la forma B.  No se ha encontrado en condiciones fisiológicas.
  56. 56. Z-DNA  Hélice levógira con un enrollamiento irregular que provoca una configuración en zigzag.  Esta estructura aparece en regiones del ADN donde se alternan muchas C y G.  Mas larga y estrecha que la forma B.  Contiene 12 pares de bases por vuelta.  Se piensa que la forma Z constituye una señal para las proteínas reguladoras de la expresión del mensaje genético.  Esta estructura se asocia a la ausencia de actividad del ADN.
  57. 57. levógira ADN-A ADN-B ADN-Z 19º dextrógira Más corta Más larga TIPO DE ADN GIRO DE HELICE nm por Vuelta Plano entre bases nº de nucleotidos por vuelta A Dextrógiro 2,8 inclinado 11 B Dextrógiro 3,4 perpendicular 10 Z Levógiro 4,5 zig-zag 12 El surco mayor es muy poco profundo El surco menor es profundo y estrecho Bases menos inclinadas 9º Los surcos son más similares Surco mayor estrecho y más profundo Surco menor ancho y superficial
  58. 58. Estructura terciaria del DNA en procariotas  Las moléculas de ADN circular, como el ADN bacteriano o el ADN de mitocondrias o cloroplastos, presentan una estructura terciaria.  Consiste en que la fibra de 20 Å se halla retorcida sobre sí misma formando una superhélice asociada a proteínas no histónicas.  Esta disposición se denomina ADN superenrollado.
  59. 59. Estructura terciaria del DNA en eucariotas  En eucariotas durante la interfase el DNA se condensa en forma de cromatina. que está formada por ADN y proteinas (histonas y no histonas).  En la división nuclear, la cromatina se empaqueta aún más tomando la forma de cromosomas.
  60. 60. 6 veces compactado 40 veces compactado > 1000 veces compactado > 10000 veces compactado Niveles de empaquetamiento del DNA Primer nivel de empaquetamiento Segundo nivel de empaquetamiento Tercer nivel de empaquetamiento Niveles superiores de empaquetamiento
  61. 61. Cromatina  La unidad estructural de la cromatina es el Nucleosoma formado por un filamento de DNA arrollado alrededor de un octámero de histonas.  Las histonas neutralizan la acidez del DNA (son proteínas básicas con muchos aa de Lys y Arg) y lo arrollan permitiendo que quepa en el núcleo.
  62. 62. Nucleosoma  Formado por un filamento de DNA de doble cadena de 146 pb enrollado a un octámero de histonas.  Una molécula de histona H1 neutraliza el DNA espaciador (54 pb) entre dos nucleosomas.  Esta estructura se denomina “collar de perlas”. 2H2A 2H2B 2H3 2H4 Con número fijo de nucleótidos (146 pares) en torno a cada octámero
  63. 63. Fibra de solenoide  Corresponde al arrollamiento de la fibra de 10 nm.  Cada vuelta tiene 6 nucleosomas con 6 histonas H1.
  64. 64.  La fibra de 300 Å forma bucles llamados dominios estructurales (20.000 pb-70.000 pb).  Esta estructura está estabilizada por un andamiaje proteico (proteínas no histonas) o armazón nuclear.  Otras proteínas (no histónicas) tienen funciones relacionadas con la actividad del ADN (la replicación, la transcripción y su regulación).  Otras proteínas (no histónicas) son necesarias para formar estructuras del núcleo (nucléolo, matriz nuclear…). Bucle Andamio proteico Dominios en forma de bucle
  65. 65. Niveles superiores de empaquetamiento  Se llega a un grado de reducción de longitud del DNA de 7.000 veces.  El cromosoma en metafase representa el máximo nivel de empaquetamiento del DNA.  La longitud del ADN no siempre guarda relación con la complejidad del organismo. Muchas especies tienen mucho más ADN que el necesario para codificar su estructura y fisiología.
  66. 66. Ácido Ribonucleico  Está constituido por nucleótidos de ribosa, con las bases adenina, guanina, citosina y uracilo.  Estos ribonucleótidos se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5 '- 3', igual que en el ADN.  El ARN es casi siempre monocatenario, excepto en los reovirus que es bicatenario.
  67. 67. Dogma central de la Biología Molecular DNA RNA PROTEÍNAS Replicación Transcripción Traducción
  68. 68. Ácido Ribonucleico  La transcripción del DNA da lugar a los tres tipos de ARN existentes:  RNA mensajero: copia complementaria de un fragmento de DNA con sentido biológico.  RNA ribosómico: forman los ribosomas junto con proteínas.  RNA transferente: transporta los aa hasta las moléculas de RNAm.
  69. 69. Transcripción  Consiste en la síntesis de ARN a partir de ADN.  El ADN se encuentra en el nucleo celular y la síntesis de proteínas tiene lugar en el citoplasma.  Es por esto que la información contenida en el ADN debe transcribirse a una molécula de ARN mensajero (ARNm).
  70. 70. La transcripción ARNpolimerasa 3’ 3’ 5’ 5’ ARN ADN T A C A C G C C G A C G U CG U G G G C U G CA
  71. 71. Transcripción del DNA
  72. 72. Transcripción  Sentido de la transcripción  DNA  RNA codificado  Iniciación de la transcripción  Distintas etapas en la elongación del RNAm  Región codificante del gen  Terminación de la transcripción  RNA polimerasa
  73. 73. Transcripción 1. Iniciación de la transcripción 2. Distintas etapas en la elongación del RNAm 3. Terminación de la transcripción 4. DNA 5. RNA codificado 6. RNA polimerasa 7. Región codificante del gen 8. Sentido de la transcripción
  74. 74. RNA transferente  En realidad la molécula está replegada, adoptando una estructura terciaria en forma de L.
  75. 75. RNA transferente  Se encuentran en el citoplasma. Hay unos 50 tipos de RNAt que tienen en común una estructura denominada en “hoja de trebol”:  Es una molécula de cadena sencilla con 4 regiones de bases complementarias que se aparean (bucles).  En el brazo aceptor, se une el aa transportado.  El anticodón, es el triplete de bases nitrogenadas que aparece en el bucle opuesto al brazo aceptor e indica el aa que puede unirse al RNAt. Cada RNAt tienen un anticodón distinto.
  76. 76. RNA transferente
  77. 77. RNA ribosómico  Forma los ribosomas (junto a proteínas ).  Responsable de la acción catalítica de los ribosomas.  El peso de los ARNr y de los ribosomas se suele expresar según el coeficiente de sedimentación (S) de Svedberg.  Las células procariotas presentan ribosomas 70 S, y las células eucariotas 80 S.
  78. 78. Traducción
  79. 79. Otros ARN  ARN nucleolar: precursor imprescindible para la síntesis de los RNAr.  ARN nuclear pequeño: implicado en la maduración del ARN mensajero.  Material genético de virus. Generalmente de cadena sencilla, a excepción de los reovirus.
  80. 80. ARN nucleolar  Constituye, en parte, el nucléolo.  Se origina a partir de regiones de ADN, uno de los cuales es la región organizadora nucleolar (NOR).  A partir de este ADN, se sintetiza un ARN de 45 S que se asocia a proteínas.  Esta ribonucleoproteína se escinde en 3 ARNs.  A estas moléculas se suma un ARN 5 S, (también asociado a proteínas), sintetizado en el nucleoplasma,.  Todos ellos se forman las dos subunidades ribosómicas.
  81. 81. ARN nucleolar Se origina a partir de una determina región de ADN, denominada región organizadora nucleolar (NOR). ADN Núcleo Nucléolo Proteínas ribosómicas Nucleoplasma Citosol ARN nucleolar 45 S ARNm ARN 28 S ARN 5,8 S ARN 5 S Subunidad ribosómica de 60 S Subunidad ribosómica de 40 S Ribosoma de 80 S 1 1 Constituye en parte el nucleolo.
  82. 82. ARN nucleolar A partir de este ADN, se forma en el nucleolo un ARN 45 S que se asocia a proteínas procedentes del citoplasma, muchas de las cuales conformarán los ribosomas. ADN Núcleo Nucléolo Proteínas ribosómicas Nucleoplasma Citosol ARN nucleolar 45 S ARNm ARN 28 S ARN 5,8 S ARN 5 S Subunidad ribosómica de 60 S Subunidad ribosómica de 40 S Ribosoma de 80 S 2 2
  83. 83. ARN nucleolar Posteriormente esta ribonucleoproteína se escinde en tres ARNs. ADN Núcleo Nucléolo Proteínas ribosómicas Nucleoplasma Citosol ARN nucleolar 45 S ARNm ARN 28 S ARN 5,8 S ARN 5 S Subunidad ribosómica de 60 S Subunidad ribosómica de 40 S Ribosoma de 80 S 3 3
  84. 84. ARN nucleolar A continuación se añade un ARN 5S, asociado también a proteínas y sintetizado fuera del nucleolo a partir de otro segmento de ADN. ADN Núcleo Nucléolo Proteínas ribosómicas Nucleoplasma Citosol ARN nucleolar 45 S ARNm ARN 28 S ARN 5,8 S ARN 5 S Subunidad ribosómica de 60 S Subunidad ribosómica de 40 S Ribosoma de 80 S 4 4
  85. 85. ARN nucleolar A partir de estas ribonucleoproteínas se forman las dos subunidades del ribosoma que se ensamblan en el citoplasma tras atravesar la envoltura nuclear. ADN Núcleo Nucléolo Proteínas ribosómicas Nucleoplasma Citosol ARN nucleolar 45 S ARNm ARN 28 S ARN 5,8 S ARN 5 S Subunidad ribosómica de 60 S Subunidad ribosómica de 40 S Ribosoma de 80 S 5 5
  86. 86. ARN pequeño nuclear (ARNpn)  También se le denomina ARN-U por su elevado contenido en uridina.  El ARNpn se une a ciertas proteínas del núcleo formando las ribonucleoproteínas nucleares (RNPpn), que actúan en el proceso de eliminación de intrones (maduración del ARNm).
  87. 87. Funciones del RNA  Transmisión de la información genética desde el ADN a los ribosomas. La ARN-polimerasa sintetiza un ARN mensajero que llegará hasta los ribosomas.  Conversión del ARNm en una secuencia de aminoácidos. La traducción se realiza en los ribosomas. En él intervienen, además del ARNm, el ARNr y el ARNt que transportan los aminoácidos.  Almacenamiento de la información genética. Algunos virus contienen su información biológica en forma de ARN. Por ejemplo, el virus de la gripe, el de la polio, el de la inmunodeficiencia humana, los retrovirus (que poseen ARN bicatenario), etc

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