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Prof. Dr. Marcelo Osvaldo Lucentini
NUCLEÓTIDOS: definición
◼ Son compuestos orgánicos ;
◼ Formados por la asociación de una:
◼ Base nitrogenada (pirimídica ó púrica);
◼ Una aldopentosa y,
◼ Acido fosfórico…
◼ Si falta el ácido fosfórico, se denominan:
NUCLEOSIDOS …
NUCLEÓTIDOS:
+ +
PENTOSA
FÓSFORO
BASE
NITROGENADA
NUCLEÓTIDO
NUCLEÓSIDOS:
+
NUCLEÓSIDO
BASE
NITROGENADA
PENTOSA
FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS
NUCLEÓTIDOS:
◼ Unidades estructurales de ácidos nucleicos;
◼ Segundos mensajeros: AMPc; GMPc;
◼ Transportadores de energía química: ATP ;
◼ Transportadores de moléculas activadas:
UDP-glu; UDP-gal; CDP-acilglicerol;
◼ Forman parte de coenzimas:
NAD,FAD;CoA;SAM ;
◼ Funciones reguladoras: ADP.
IMPORTANCIA BIOMÉDICA:
◼ Los nucleótidos tienen gran capacidad
para absorber luz ultravioleta, de allí la
posibilidad de sufrir alteraciones o formar
asociaciones carcinogenéticas (dímeros de
timina);
◼ Gota e hiperuricemias;
◼ Tratamiento del cáncer y SIDA con
análogos sintéticos de bases, nucleósidos y
nucleótidos.
BASES NITROGENADAS:
N
N
N
NH
H
H
H
1
2
3
4
56
7
8
9N
N
H
H
HH
1
2
3
4
5
6
PIRIMIDINA PURINA
BASES PÚRICAS:
PIRIMIDINA IMIDAZOL
BASES PIRIMÍDICAS:
NH2
N
N
O
H
CITOSINA URACILO
CH3
O
O
TIMINA
NH
NH
12
3
4
5
6NH
O
O
NH
BASES PÚRICAS:
NH2
NN
NN
H
ADENINA
1
2
3 9
4
56 7
8
BASES PÚRICAS:
H2N
NH
O
N
NN
GUANINA
1
2
3
4
56 7
8
9
METILPURINAS VEGETALES:
◼ Son metilxantinas ;
◼ Ejemplos:
◼ Cafeína(1,3,7trimetilxantina);
◼ Teofilina(1,3 dimetilxantina);
◼ Teobromina (3,7 dimetilxantina).
CH3
CH3
H3C N
N
O
N
N
O
ALDOPENTOSA:
C
H C OH
H C OH
H C
CH2.OH
O
HO H
b-D-ribofuranosa
1´
2´
3´
4´
5´
ÁCIDO FOSFÓRICO:
O
HO P OH
OH
PO4H3
UNIONES QUÍMICAS:
◼ La unión química que se establece entrela base nitrogenada y la aldopentosa esde tipo acetálica (b-N-glucosídica);
◼ La misma se establece entre la posición 1de la base pirimídica ó 9 de la basepúrica y la 1´de la pentosa;
◼ La unión entre la posición 5´de lapentosa y el ácido fosfórico es de tipoéster fosfórico…
NUCLEÓTIDO PIRIMÍDICO:
O-O P O CH2
OO
O-
URIDÍNMONO-
FOSFATO
(UMP)
O
NH
NH
Enlace b-N-
glucosídico
Ester
fosfórico
1´
1
NUCLEÓTIDO PÚRICO:
-O P O CH2
NH2
O
N
N
N
N
O
O-
Enlace b-N-glucosídicoEster
fosfórico
Adenosín-
monofosfato
(AMP)
9
1´
NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS
Nomenclatura:
◼ Base: Nucleósido: Nucleótido:
◼ Adenina: (d)Adenosina (d)AMP
◼ Guanina: (d)Guanosina (d)GMP
◼ Citosina: (d)Citidina (d)CMP
◼ Timina: (d)Timidina (d)TMP
◼ Uracilo: (d)Uridina (d)UMP
PROPIEDADES DE LOS NUCLEÓTIDOS
◼ Absorben luz ultravioleta (260 nm);
◼ Son moléculas planas;
◼ No hay libertad de rotación alrededor
del enlace b-N-glucosídico;
◼ Presentan tautoterismo;
◼ Conformación syn y anti.
PROPIEDADES DE LOS NUCLEÓTIDOS:
◼ Tautomería de grupos funcionales :
NH2 NH O OH
amino- imino oxi hidroxi
FORMAS SYN Y ANTI:
PO.CH2O
NN
NN
O
N
N N
N
NH2NH2
PO.CH2
AMP
Forma syn
AMP
Forma anti
ADENOSÍN TRIFOSFATO (ATP):
ADENINA
CH2 O P O P O P O-O
O O O
O- O- O-
Anhídridos de ácido
1´
5´
Principal transportador de energía
AMP 3´-5´CÍCLICO (AMPc):
ADENINA
O CH2.O.P
O
OH
O
2´
1´
3´
4´
5´
Enlace
fosfodiéster
O-
OH
UNIÓN INTERNUCLEOTÍDICA:
(fosfodiéster)
ADENINA CITOSINA
CH2.O.P.O- CH2.OOO
Enlace fosfodiéster
3´
5´
OH
1´
3´
5´
O
OH
P
ESCRITURA TAQUIGRÁFICA:
◼ 5´pGpApTpCpA 3´
G A T C A
P P P P OH5´
3´
Tipos;
Estructura química;
Funciones
DOGMA CENTRAL DE LA
BIOLOGÍA MOLECULAR:
ADN
ARNm
PROTEINA
Transcripción
Traducción
Transcriptasa
reversa
Núcleo
citoplasma ribosoma
Replicación
ESTRUCTURA DEL ADN:
◼ 1. DOBLE HÉLICE POLINUCLEOTÍDICA;
◼ 2. CADENAS ANTIPARALELAS:
Una hebra corre en sentido 5´3´y la otra, 3´5´;
◼ 3. BASES NITROGENADAS:
ADENINA-TIMINA-CITOSINA-GUANINA;
◼ 4. (dT) = (dA) y (dG) = (dC);
5. COMPLEMENTARIDAD ENTRE LAS MISMAS:
◼ A-T (dos puentes de hidrógeno);
◼ C-G (tres puentes de hidrógeno).
ESTRUCTURA DEL ADN:
ALDOPENTOSA DEL ADN:
C
H C H
H C OH
H C
CH2.OH
O
HO H
b-D-2-desoxirribofuranosa
1´
2´
3´
4´
5´
ESTRUCTURA DEL ADN
Características generales:
◼ Presenta hendidura mayor y menor ;
◼ Se enrolla alrededor de proteínas (histonas);
◼ Replicación semiconservativa;
◼ La desnaturalización se utiliza para analizar
su estructura;
◼ Proporciona la plantilla para la replicación
y la transcripción…
ADN: características funcionales:
◼ Se organiza en cromosomas;
◼ Buena parte del genoma no se transcribe;
◼ Más del 50% del ADN tiene secuencias únicas;
◼ Un 20 a 30% del genoma consiste en secuencias repetitivas;
◼ Existen secuencias reguladoras cercanasal extremo 5´ que pueden seramplificadoras o silenciadoras…
ORGANIZACIÓN DEL ADN:
Locus
genéticoNúcleo
Cromosoma
ADN
NUCLEOSOMAS:
◼ Regularmente espaciados constan de
proteínas básicas ó histonas en complejo
con el ADN:
HISTONAS
ADN
IMPORTANCIA BIOMÉDICA DEL ADN:
◼ La base química de la herencia y de lasenfermedades genéticas se encuentra enel ADN;
◼ Existen variaciones génicas normales denominadas polimorfismos;
◼ Variaciones génicas causan enfermedad;
◼ Gracias a la tecnología del ADNrecombinante, pueden aislarse ymanipularse genes…
POLIMORFISMOS DE SECUENCIA:
◼ Son pequeñas diferencias, generalmente
cambios de pares de bases únicos, que se
establecen entre individuos una vez cada
pocos cientos de pares de bases promedio.
◼ En este polimorfismo de secuencia, se
basa la determinación de la huella
dactilar de ADN que se emplea en
medicina forense.
HUELLAS DACTILARES DEL ADN:
ADN: padre
ADN: hijo
CLONACIÓN DE ADN:
CROMOSOMA
EUCARIÓTICO
Rotura con endonucleasa
de restricción
ADN
ligasa
Vector
recombi-
nante
Transformación de la
célula bacteriana
huésped
Propagación
celular
plásmido
ORGANIZACIÓN DE UNA UNIDAD
TRANSCRIPCIONAL EUCARIONTE:
5´ 3´exón
poli Acap
ADN (núcleo)
ARNm
R
Proteína
CO.O-
H3N+
intrón + ARN maduro
citoplasma
5´ 3´
ARNm: características generales:
◼ Heterogéneos pero estables;
◼ Se sintetizan como largos precursores;(ARNnh)
◼ Extremo 5´ con trifosfato de 7-metilguanosina (CAP);
◼ Funciones del CAP:
◼ Reconocimiento del ARNm por el ribosoma;
◼ Estabilización del ARNm;
◼ Evitar el ataque por 5-exonucleasas…
ARNm: características generales:
◼ Extremo 3´con poliadenilatos (poli A);
◼ Funciones:
◼ Estabilidad intracelular del ARNm;
◼ Evitar el ataque por 3´-exonucleasas;
◼ Permitir el pasaje del ARNm al
citoplasma…
5´
3´
ARNm: características generales:
◼ Procesamiento post-transcripcional:
◼ Eliminación de regiones no codificantes
ó intrones (splicing);
◼ El ARNm lleva los codones;
◼ Cada codón codifica un aminoácido…
(salvo los codones sin sentido)
ARN transferencia:
AAACC
3´5´
Brazo D
Brazo anticodón
Brazo
TwC
Puentes de
hidrógeno
Brazo
aminoacídico
ARNt: características generales:
◼ 75 nucleótidos;
◼ Moléculas adaptadoras;
◼ 20 especies distintas;
◼ Cuatro brazos principales;
◼ Uno adicional;
◼ Pareamiento de las bases en los brazos;
◼ Poca estabilidad en eucariontes…
ARN ribosomal:
5S 5.8S 28 S 5S
RIBOSOMA
80S
60 S 40S
ARN r participa en:
Ensamblaje ribosómico y en la fijación ribosomal del ARN m
ARNs estables y pequeños (Snurps)
◼ Ribonucleoproteínas pequeñas ;
◼ Distribuidas en núcleo, citoplasma o ambos;
◼ Participan en la regulación del gen:
◼ Remoción del intrón;
◼ Procesamiento de ARNm precursor;
◼ Procesamiento del poli A…