Embed Size (px)
Citation preview
5.-Nucleótidos e os ácidos nucleicos
Nacho V
5.-Criterios avaliación:1.1Sinala as distintas bases nitroxenadas indicando os nucleósidos que forman, a
súa clasificación. 1.2.Sabe a formación do enlace N-glicosídico.2.1 Menciona os principais nucleótidos libres (non nucleicos) e as súas funcións.2.2 Formula esquematicamente os distintos tipos de ácidos nucleicos
(polinucleótidos.2.3 Sinala que teñen en común os ácidos nucleicos e cáles son as súas diferencias.3.1 Describe o modelo de Watson e Crick para a estrutura básica e as súas funcións.3.2. Explica por que os ácidos nucleicos poden conter información.4.1 Sinala os datos experimentais que levaron á proposición do modelo de Watson
e Crick.4.2 Explica como contribuiu o descubrimento do modelo de estrutura do ADN a
reforzar a hipótese sobre a súa función.5.1 Explica a función biolóxica do ADN, relaciona a información contida neste coa
actividade das proteínas5.2.Representa esquematicamente o chamado dogma central da Bioloxía molecular.
Prensa
Científicos de Corea do Sur clonaron cans que baixo radiación ultravioleta brillan na escuridade emitindo unha cor vermella. O responsable do experimento di que son os primeiros cans transxénicos do mundo aos que se lle implantaron xenes da fluorescencia.
A técnica consistíu en extraer células da pel dun can e introducirlle no ADN os xenes que producen esta cor fluorescente. Posteriormente o ADN, cos novos xenes, foi introducido en óvulos aos que previamente lle sacaran os cromosomas. Os óvulos formaron embrións clónicos que se implantaron nunha cadela que fixo a función de “nai de aluguer”, parindo a seis cadelas clónicas.
O experimento demostra que sería posible facer o mesmo con outro tipo de xenes que servirán para realizar ensaios biomédicos para combater toda clase de enfermidades.
Unha das primeiras cousas que descubrimos- fai catrocentos anos, é que nin o planeta nin nós mesmos
somos o centro do universo.
• A revolución científica desatou o cambio máis importante de toda a historia da evolución:
A prolongación da esperanza de vida nos países desenvolvidos, que ten xerado máis de corenta anos redundantes- en termos evolutivos.
Por primeira vez a humanidade ten futuro e plantexase, loxicamente, como ser FELIZ aquí e agora.
VIDA• Materia viva
•Seres vivos
Define:
• Bases nitroxenadas
• Nucleósidos
• Bases nitroxenadas: compostos derivados de dous tipos de estruturas: purina e pirimidina, ricas en nitróxeno.
• Nucleósidos: É a unión dunha pentosa cunha base nitroxenada mediante un enlace N-glicosídico.
Nacho V
Ácidos nucleicos
Nucleótidos:
• Ácido fosfórico
• Pentosa
• Base nitroxenadaBase nitroxenada
N
N
N
NH
1
2
3
4
56 7
8
9
N
N1
2
3
4
5
6
Purinas Pirimidinas
Bases nitroxenadas
5
N
N N
NH
NH2
N
HN N
NH
O
H2N
Adenina: 6-amino purina
Guanina: 2-amino 6-oxo purina
N
N
O
NH2
N
HN
O
O
N
HN
O
O
CH3
Citosina:2-oxo 4-amino
pirimidina
Uracilo:2,4-dioxopirimidina
Timina:2,4-dioxo5-metil
pirimidina
Propiedades das bases
1. Carácter levemente básico2. Solubilidade escasa en auga
Joan Oró, gran amigo de Miller, descubriu como a partir do cianuro de hidróxeno (un composto frecuente na Terra fai 4.000 millóns de anos) podía
aparecer a adenina, un elemento esencial do noso ADN.
• NUCLEÓSIDO =
PENTOSA + BASE NITROXENADA
OHOCH2
OHOH
N
N N
N
H2N
1
2
3
45
67
8
91'2'3'4'
5'
Numeración
Base Nucleósido
Adenina AdenosinaGuanina Guanosina
Citosina CitidinaUracilo UridinaTimina Timidina
Nomenclatura
Uridina
1’
2’3’
4’5’
OHOCH2
OHOH
N
HN
O
O
1'
2'3'
4'
5'
Numeración de átomos nos nucleósidos
Nucleósidos: Enlace N-glicosídico
9
Nucleósidos, 1 Unión dunha base a unha pentosa :
OHOCH2
OHOH
N
N N
N
H2N
OHOCH2
OH
N
N N
N
H2N
HAdenosina
(pentosa é ribosa)Desoxiadenosina
(pentosa é desoxirribosa)
Enlace-N-glicosídico
Purinas: enlace entre carbono anomérico (1’) e N9 da base
Citidina Desoxicitidina
OHOCH2
OHOH
N
N
O
NH2
OHOCH2
OH H
N
N
O
NH2
Nucleósidos, 2
Pirimidinas: enlace entre carbono anomérico (1’) e N1 da base
Clasificación nucleósidos• Ribonucleósidos:A:aden-osina G: guanosina C: Cit-idina U: uridina
• Desoxirribonucleósidos:A: Desoxi-adenosinaG: Desoxiguanosina C: DesoxicitidinaT: DesoxiTimidina
Propiedades químicas dos nucleósidos
1. Incremento marcado en solubilidade con respecto á da base.
• NUCLEÓSIDO= PENTOSA + BASE NITROXENADA
• NUCLEÓTIDO = NUCLEÓSIDO + FOSFATO
O N
NN
N
NH2
OHOH
CH2OP-O
O
O-
H
H H
Pentosa Base
NucleósidoFosfato
Nucleótido
Nucleótidos Nucleósido-x´-fosfato (2´, 3´ou 5
´)
a) Ribonucleótidos:
b) Desoxirribonucleótidos.
Nucleótidos Nucleósido-x´-fosfato (2´, 3´ou 5´)
a) Ribonucleótidos:
AMP = Adenosina-5´-fosfato= ácido adenílicoGMP = Guanosina- 5´-fosfato = ácido guanílicoCMP = Citidina – 5´-fosfato = ácido citidílicoUMP = Uridina- 5´-fosfato = ácido uridílicoADP /ATPGDP/GTPCDP/ CTP
O N
N
N
N
NH2
OHOH
CH2OP
O-O
O-
O N
N
N
N
NH2
OHOH
CH2OP
O
O
O-
P
O
O
O-
O N
N
N
N
NH2
OHOH
CH2OP
O
O
O-
P
O
O
O-
P
O-O
O-
Nucleósido polifosfatos
5’-Adenosinamonofosfato, AMP
5’-Adenosinadifosfato, ADP
5’-Adenosinatrifosfato, ATP
Propiedades dos nucleótidos:
1. Carácter ácido debido ao fosfato2. Solubilidade incrementada respecto ao nucleósido
Nucleótidos non nucleicos:• 1.-Nucleótidos que dan enerxía: nucleótidos
trifosfato.
• 2.- Nucleótidos que son cofactores:coencimas
• 3.- Nucleótidos mediadores: AMP- cíclico
1.-Nucleótidos trifosfato.
Almacén e transporte de enerxía
O N
N
N
N
NH2
OHOH
CH2OP
O
O
O-
P
O
O
O-
O N
N
N
N
NH2
OHOH
CH2OP
O
O
O-
P
O
O
O-
P
O-O
O-
H2O
Pi
G = -7.6 kcal/mol
ATP
ADP ATP comodoador de enerxía
OCH2 N
N
N
N
NH2
OHOH
OPOPOP-O
O O O
O-O-O-
ATP
O P O P O
OO
O- O-
O P O
O
O-
CH2
Configuración de alta enerxía.
Configuración de baixa enerxía.
Nucleótidos non nucleicos: cofactores
• Flavín nucleótidos (FMN e FAD)
• Piridín nucleótidos (NAD)
• Coenzima A
Nucleótidos non nucleicos: cofactores
• Flavín nucleótidos
base chamada flavina, + un derivado da ribosa (ribitol): Riboflavina (vitamina B2).
Nucleótidos non nucleicos: cofactores
• Flavín nucleótidos
Son flavín-mononucleótido (FMN) e flavín-adenín-dinucleótido (FAD).(formas oxidadas)
Forma reducida: FMNH2 e FADH2
Actúan coencimas das
reaccións óxido –redución.
FMN
Coenzimas de oxidación-redución: FAD
Os piridín nucleótidos: Dinucleótidos: 1) NAD
Forma reducida
+ P = NADP
OCH2 N
N
N
N
NH2
OHOH
OPOP
O O
O-O-
OCH2
HCOH
HCOH
HCOH
CH2
N
NNH
N O
H3C
H3C
O
OCH2 N
N
N
N
NH2
OHOH
OPOP
O O
O-O-
OCH2
O
N+
OH OH
Nicotinamidaadenin dinucleótido,
NAD+
2) Flavin adenindinucleótido,
FAD
Nucleótidos non nucleicos: Coenzimas metabólicos: Co A
(vitamina B5)
O
HH
OH
H
OH
CH2
H
N
N
N
N
NH2
OP
O
O-
OP
O
O-
OH3C CH3
HO H
CN
CN
HS
O
H
O
H
ADPPanteteína
Coenzima A
Transporte ácidos orgánicos
+
Nucleótidos non nucleicos: mediadores: AMP-cíclico
3´
O N
N
N
N
NH2
OHO
P OO
-O
Nucleótidos cíclicos
3’,5’ Adenosin monofosfato cíclico, cAMPMensaxeiro químico intracelular
F. Miescher (1865)
- Estuda a composición química do pus: atopa unha fracción precipitable por ácido diluído que denomina nucleína.
- Atopa un material parecido á nucleína en esperma de salmón, e fraccionao nun compoñente proteico (protamina) e un compoñente que contiene P, de carácter ácido, que Altmann denomina ácido nucleico
A hidrólise química completa dun ácido nucleico da lugar aunha mestura equimolar de:
A. Unha base nitroxenada heterocíclica, purina ou pirimidina
B. Unha pentosa: ribosa ou desoxirribosa
C. Ortofosfato
A hidrólise enzimática completa dun ácido nucleico da lugara unha mestura de nucleótidos
Ácidos nucleicos: clasificación
Acidos nucleicos: Enlace fosfodiester
O N
NN
N
NH2
OH
CH2OP
O-
O N
NN
N
NH2
OH
CH2OP
O-
O N
NN
N
NH2
OH
CH2OP
O-
O
O
O
O
O
O
Polinucleótido
Enlacefosfodiéster
Enlace-glicosídico
Estrutura ADN: INFORMACIÓN BIOLÓXICA
Ácidos nucleicos: ADN
Antes de 1953 –data histórica do descubrimento do “segredo da vida”,
como chamaron Watson e Crick á estrutura da molécula de ADN- o
entorno modulaba as almas.
Estrutura ADN: Watson e Crick
Rosalin Franklind
ADN : Estrutura
Primaria
Secundaria
A estrutura secundaria
Equivalencia de bases:
A + G = T + C (Ley de Chargf)
ADN é unha molécula longa e ríxida
Enrolamento dextroxiro e plectonémico (as cadeas nons se separan sen desenrolarse).
Estrutura secundaria: dobre hélice
Suco menor
Suco maior
Estrutura secundaria: cadeas complementarias, opostas e
antiparalelas
Estrutura secundaria
Variacións estrutura secundaria
• Z=ADN: levoxiro
• A=ADN: bases perpendiculares.
• ADN monocatenario : virus
• ADN bicatenario circular:
bacterias.
DNA Escherichia coli
Estrutura terciariaasociadas a proteínas nucleares
• ADN superenroladohistonas
Estrutura colar de perlas
ADN: cromatina e cromosoma
1. Dobre hélice ADN2. Fibra cromatínica 10 nm ou Colar de perlas3. Fibra cromatínica pregada en solenoide (fibra de 30 nm)4. Espirais de rosetóns 5. Cromosoma metafásico.
A desnaturalización do ADN
Por cambios de:
• Temperatura
• pH
Electroforese é unha técnica derivada da cromatografía, que permite separar proteinas e acidos nucleicos.
Fragmentos máis curtos e rápidos
Xel agarosa
micropipeta
ÁCIDO RIBONUCLEICO
Formación ARN
Estrutura ARN
gallasbucles
Tipos ARN• ARNhn: (heteroxéneo nuclear
• ARNm: mensaxeiro
• ARNt: transferinte
• ARNr: ribosómico.
• ARNn: nucleolar.
• Outros: ribocimas, ribonucleoproteínas
ARNnucleolar
ARNhn
hn
ARNm
hn
ARN TRANSFERINTE ou SOLUBLE
Formado por moléculas relativamente pequenas que teñen como función actuar como portadoras de aa.
3’
Unión ao ribosoma
ARNr• É o máis abundante e forma os ribosomas.
ARN nucleolar (ARNn)• Orixínase a partir e diferentes segmentos do
ADN (rexión organizadora nucleolar)
ARNt ARNr
Código xenético
TRADUCIÓN
hn
Replicación na reprodución celular
Reprodución
Secuencia código de inmunoglobulina
Bioquímica comparada e bioloxía celular
Bandeado cromosómico
Pegadas dactilares
virus
• ADN
• ARN: transcriptasa inversa.
Lembra
Agrupa de tres en tres
• Composición, ADN, ARN, ATP, ácidos nucleicos, información xenética, uracilo, enerxía, nucleótidos, estruturas superenroladas, bucles, metabolismo.
Nun segmento da cadea de ADN a secuencia de bases é 3’- TACCTACTGGCATTCATGCGAACG-5’.
a) ¿Cal sería a secuencia de bases dunha cadea de ARNmensaxeiro transcrita a partires de ese segmento de ADN? ¿En que lugar da célula eucariota se realiza este proceso?
b) Tendo en conta o código xenético do cadro adxunto, escribe a secuencia de aminoácidos codificada polo ARNm do apartado anterior. ¿En que lugar da célula eucariota se realiza este proceso?
c) ¿Que ocorrería si a última base escrita (G), debido a unha mutación, se cambiase por A? ¿e si se cambiase por C? Explica as consecuencias de cada una de estas mutacións sobre a estrutura e a función da proteína.
a) ¿Cal sería a secuencia de bases:AUGGAUGACCGUAAGUACGCUUGC.• ¿En que lugar da célula eucariota se realiza No
núcleo, e tamén en mitocondrias e plastos.b) Tendo en conta o código xenético do cadroadxunto (Fig. 1), escribe a secuencia de aminoácidos
met-asp-asp-arg-lys-tyr-ala-cys.• ¿En que lugar da célula eucariota se realíza este
proceso? No citosol, e tamén en mitocondrias e plastos.
c) ¿Que ocorrería si a última base escrita (G), debidoa unha mutación, se cambiase por A? ¿e si secambiase por C? Explica as
consecuencias de cadaNo primeiro caso, o ARNm transcrito tería no triplete do extremo 5’ a secuencia de
nucleótidos UGU,que tamén codifica o aminoácido cys, polo que noncambiaría a secuencia de aminoácidos da proteína, queseguiría coa mesma estrutura e función. No segundocaso, o ARNm transcrito tería no triplete do extremo5’ a secuencia de nucleótidos UGG, que codifica oaminoácido trp. Ao cambiar a secuencia de aminoácidosda proteína, a súa estrutura veríase alterada e enconsecuencia tamén a súa función.
• a) Explica brevemente a relación entre nucleosoma, cromatina e cromosoma.
a) Explica brevemente a relación entre nucleosoma, cromatina e cromosoma.
Trátase de tres formas diferentes de presentarse o ADN no núcleo.
• Nucleosoma: cada unidade formada por histonas rodeadas por unha dobre hélice de ADN.
• Cromatina: é a asociación da cadea de ADN coas proteínas nucleares (histonas que forman os nucleosomas), tal como se atopa nos núcleos das células, durante a interfase antes de comezar o período de división.
• Cromosoma: é a forma condensada da cromatina tal como se atopa a partir da profase durante a división nuclear.
