Colegio Brains

Los Ácidos Nucleicos

Apuntes 1ºBachillerato

Álvaro Peña

Nucleótidos no nucleicos, ADN y ARN

18/02/2013

Departamento CCNN Colegio Brains

Índice: Los Ácidos Nucleicos

1) Definición2) Composición3) Fórmula General

Pentosa Base Nitrogenada Ácido Fosfórico Nucleósidos Esquema Final

4) Nucleótidos no nucleicos Reacciones y almacenamiento de energía

5) ADN Investigadores Composición Estructura primaria Estructura secundaria Estructura terciaria

6) ARN Mensajero Ribosómico Nucleolar Transferente

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Los ácidos nucleicos son biomoléculas orgánicas encargadas de realizar algunas de las funciones más importantes de los seres vivos, como por ejemplo almacenar, transmitir y expresar la información genética.

Son compuestos formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo (CHONP). Son macromoléculas formadas por unidades mucho más pequeñas llamadas nucleótidos.

Los nucleótidos están formados por un glúcido (una pentosa), una base nitrogenada y un ácido fosfórico. Pentosa (glúcido o azúcar): Puede ser ribosa (en ARN) o desoxirribosa (en ADN). Los

carbonos están numerados con: (nº) ´. Ejemplo: 1´,2´,3´… La finalidad de nombrarlos así es poder distinguir los carbonos de la pentosa de los de los carbonos de las bases nitrogenadas.

Bases nitrogenadas: son compuestos heterocíclicos formados por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (CHON). Pueden ser púricas (A y G) y pirimidínicas (C, T y U). En el ARN se usa ACGU y en el ADN se usa ACGT.

Ácido fosfórico: se encuentra en forma de ion fosfato (PO4)3-.

La base nitrogenada se une a la pentosa mediante un enlace N-Glucosídico (con la perdida de una molécula de H2O) para formar un nucleósido. Este enlace se forma entre el carbono 1´ y el N1 si la BN es pirimidínica o el N9 si la BN es púrica.

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El nucleósido se une al grupo fosfato por la pentosa mediante un enlace éster entre el grupo hidroxilo del carbono 5´ de la pentosa y el OH del grupo fosfórico.

El esquema final del nucleótido es:

Ejemplos: ATP = adenosin trifosfato ADP = adenosin difosfato AMP = adenosin monofosfato

Nucleótidos no nucleicos: de los nucleótidos que no forman parte de los ácidos nucleicos, nos vamos a centrar en el ATP y el ADP, que son la moneda energética de todos los seres vivos. En ellos, la energía se acumula en sus enlaces fosfato y se libera al romper estos enlaces (sobretodo el primero, que transforma el ATP en ADP).

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+H2O

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Una reacción es exergónica cuando desprende energía (AB+C+energía) y es endergónica cuando absorbe energía (A+B+energía C). La energía se almacena en forma de ATP.

ADN: ácido desoxirribonucleico: Investigadores:

o Miescher: Descubrió que en el núcleo de la célula había una sustancia ácida con abundancia de átomos de fosforo.

o Chargaff: Descubrió que la cantidad de bases púricas era la misma que la de bases pirimidínicas. (% adenina=% timina ; % citosina=% guanina)

o Rosalind Franklin: Fotografía 51 del ADN generada por la difracción de los rayos x. Describe la doble hélice de ADN.

o Wilkins: Era un colaborador de Franklin que enseño unas fotografías del ADN a Watson y Crick en secreto.

o Watson y Crick: Unen todos los conocimientos ya establecidos del ADN y forman un modelo de la doble hélice.

El ADN es un polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).

Tiene función de almacenar y transmitir información. Al igual que las proteínas tiene diferentes niveles de complejidad:o Estructura Primaria: es la secuencia de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiester

entre el radical fosfato del carbono 5´ y el radical hidroxilo del carbono 3´ del siguiente nucleótido. Una cadena de ADN presenta dos extremos libres: 5´ unido al grupo fosfato y 3´ unido a un OH. Las cadenas se van a diferenciar en por el tamaño, la composición y la secuencia de las bases. El orden de estas bases determinará la proteína que se va a formar.

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o Estructura Secundaria: la doble hélice de Watson y Crick espaciada en 1953. Es una estructura larga y no plegada.

Cada pareja de nucleótidos está separada de la siguiente con una distancia de 0,34 nm. Cada vuelta de doble hélice (formada por dos pares de nucleótidos) tiene una longitud de 3,4 nm. El contenido de bases púricas es igual al de bases pirimidínicas, ya que una base pirimidínica siempre está unida a una base púrica (proporción 1:1). El ADN es una doble hélice de 2 nm de diámetro formada por dos cadenas de polinucleótidos enrollados hacia la derecha (giro dextrógiro) alrededor de un eje imaginario. Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior. Esta estructura recuerda a una escalera de caracol, en la cual los peldaños son las bases nitrogenadas y el pasamanos es el azúcar con el ácido fosfórico. Además, las 2 cadenas son antiparalelas, los enlaces 5´-3´están orientados en sentidos opuestos y son complementarias, es decir, existe correspondencia entre bases nitrogenadas. Además, decimos que el enrollamiento es plectonémico, es decir, para que las 2 cadenas se separen, es necesario que se desenrollen. La estructura se mantiene gracias a los puentes de hidrógeno que hay entre las bases estableciéndose 2 enlaces de hidrógeno entre la A y la T; y 3 enlaces de hidrógeno entre la C y la G. Esta estructura puede desnaturalizarse y volver a renaturalizarse gracias a las enzimas que se encuentran en los seres vivos.

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o Estructura terciaria: la doble hélice se enrolla a un complejo de 8 proteínas denominadas histonas, sobre las que da 2 vueltas de hélice. Esto recibe el nombre de nucleosoma y se repite a lo largo de todo el filamento de cromatina. (Nucleosoma = histona + 2 vueltas de ADN).

ARN: ácido ribonucleico: es una molécula formada por la unión de ribonucleótidos (A, U, G y C) mediante enlaces fosfodiester en sentido 5´-3´. En la mayor parte de los organismos, el ARN es monocatenario y en algunas zonas de la cadena puede formar horquillas como resultado de la formación de enlaces de hidrógeno entre la unión de bases complementarias. Existen varios tipos de ARN: ARNm (mensajero): es aproximadamente el 5% del ARN del interior de cada célula. Hay

tan poco porque después de usarse se destruye. Es una estructura lineal con la función de copiar la información genética del ADN (transcripción) y llevarla hasta los ribosomas. Cada ARNm se sintetiza tomando como molde una cadena de ADN y siendo complementaria a ella. En células eucariotas, cada ARN mensajero lleva información para una sola proteína; en células procariotas, el ARN lleva información para varias proteínas.

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3´ 5´

5´ 3´

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ARNr (ribosómico): es aproximadamente el 80% del ARN del interior de cada célula. Se asocia a un conjunto de proteínas formando las subunidades del ribosoma cuya función es sintetizar proteínas.

ARNn (nucleolar): es un tipo de ARN que se encuentra asociado a proteínas y que forma el nucléolo. Su misión es crear los distintos tipos de ARNr.

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Ribosoma: formado por proteínas y ARNr

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ARNt (transferente): su función es transportar los aminoácidos correspondientes hasta los ribosomas para que allí se unan y formen las proteínas. Tiene puentes de hidrógeno y presenta una estructura en “trébol”. En su extremo 3´ libre se unirá con aminoácidos. En el “Brazo A” hay un triplete muy importante llamado anticodón, que es complementario a los tripletes (codones) de bases del ARN mensajero. Existen unos 50 tipos diferentes de ARNt encargados de llevar diferentes aminoácidos.

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Brazo A