ACIDOS NUCLEICOS

Ácidos Nucleicos1) Contienen la información para determinar la secuencia de

aminoácidos y por lo tanto la estructura y función de todas las proteínas de una célula.

2) Son parte de las estructuras celulares que seleccionan y alinean aminoácidos en el orden correcto a medida que se sintetiza una cadena polipeptídica.

3) Catalizan numerosas reacciones químicas fundamentales, incluida la formación de enlaces peptídicos entre aminoácidos durante la síntesis de proteínas.

ADN

Información necesaria para construir células y tejidos

Especie asegura continuidad genética de una generación a otra

replicación

Unidades hereditarias, genes, que controlan rasgos identificables

organizado

La información almacenada en ADN es

copiada

transcripción ARN

mARN

Síntesis proteica

Porta las instrucciones del ADN para orden correcto

de aminoácidos

tARNtraducción rARN+

Aminoácidos adecuados son ubicados por

secuencia

ProteínasResponsables de la

regulación de la expresión génica

Estructura de los ácidos nucleicos

• ADN y ARN son químicamente muy similares. La estructura primaria de ambos son polímeros lineales compuestos de monómeros llamados nucleótidos.

• RNA celular posee una longitud de menos de cien hasta varios miles de nucleótidos

• Las moléculas de ADN celular pueden ser tan largas como varios cientos de millones de nucleótidos.- Grandes unidades de ADN, en asociación con proteínas, se pueden teñir y observar microscópicamente como cromosomas

Polímero lineal con direccionalidad• DNA y RNA constan de cuatro nucleótidos distintos.• Cada nucleótido tiene una base orgánica unida a un azúcar de

cinco carbonos que posee un grupo fosfato unido al carbono 5.– RNA: ribosa– ADN: desoxirribosa

• Purinas: Adenina (A), Guanina (G)par de anillos fusionados• Pirimidinas: Citosina (C), Timina (T) y Uracilo (U) anillo único

• Una hebra de ac. Nucleico tiene un esqueleto por unidades repetidas de pentosa-fosfato a partir de la q se extienden como grupos laterales las base de purina y pirimidina.

Orientación química

• Extremo 5’: grupo hidroxilo o fosfato en el carbono 5’ del azúcar terminal

• Extremo 3’: grupo hidroxilo en el carbono 3’ del azúcar terminal

• La unión química entre nucleótidos adyacentes es el enlace fosfodiéster en cada lado

• La estructura primaria de los ac. Nucleicos esta dado por la secuencia lineal de nucleótidos por enlaces fosfodiéster.

ADN nativo• ADN consta de dos hebras de polinucleótidos asociados que

se entrelazan formando la doble hélice.

• Los dos esqueletos de azúcar-fosfato se ubican en la parte exterior y las bases se proyectan hacia el interior de la hélice.

• Las bases adyacentes de cada hebra se apilan una sobre otra en planos paralelos.

• La orientación de las dos hebras es antiparalela, dirección 5’3’ es opuesta.

• Las hebras se mantienen en un registro debido a la formación de pares de bases.– A=T– G≅C

• Esta complementariedad se da por el tamaño, forma y composición química de las bases.

• Dos hebras de polinucleótidos o sus regiones en donde todos los nucleótidos forman los pares de base se llaman, complementarias.

• Los pares de bases G-U son bastante comunes en las regiones de doble hélice que se forman en la hebra simple de ARN

• Bases apiladas están separadas por 0,34 nm a lo largo de la hélice.

• La hélice da un giro completo cada 3.4nm, hay 10.1 pares por giro. Forma B del ADN

• Los espacios entre las hebras entrelazadas forman dos hendidura helicoidales de distinto ancho, una hendidura mayor y una menor

• Las proteínas de unión al ADN pueden leer la secuencia de bases en el ADN bicatenario contactando los átomos en cualquiera de las hendiduras.

• Con baja humedad la estructura cristalográfica del ADN B cambia a forma A; las hélices ARN-ADN y ARN-ARN existen en células in vitro.

• Las moléculas cortas de ADN compuestas de nucleótidos alternados de purina y pirimidina adoptan una configuración alternativa con giro hacia la izquierda. Forma ADN Z

• Bases parecen zigzaguear cuando se visualiza de costado

• Función desconocida

• Las modificaciones en la forma B estándar de ADN son consecuencia de la unión de proteínas a secuencias especificas de ADN

Separación del ADN• Desnaturalización es el proceso de desenrollar y separar las hebras de ADN.

– Aumento de To, aumenta movimiento molecular que rompe los enlaces de hidrógeno y otras fuerzas que estabilizan la doble hélice.

– Las hebras se separan por repulsiones electrostáticas del esqueleto desoxirribosa-fosfato cargada negativamente en cada hebra

• Cerca de la temperatura de desnaturalización, un incremento en T causa perdida rápida de interacciones que conlleva a un cambio en la absorción de luz ultravioleta• Cuando ADN bicatenario

desaparece, la absorción de luz se incrementa casi al doble

Tm= temperatura a la cual la mitad de las bases de un AND bicatenario se desnaturalizan

• Tm depende de la concentración de G-C.– Temp. Alta para moléculas con

alto contenido G-C

• Se estima el %G-C en una muestra de ADN a partir de su Tm.

• La concentración de iones protege los grupos fosfatos del ADN

• Concentración baja de iones, disminuye la protección e incrementa las fuerzas repulsivas entre las hebras y reduce la Tm

• pH extremos desnaturalizan el ADN a baja temperatura.• pH alcalino, las bases pierden protones y se cargan negativamente

repeliéndose.

• ADN monocatenario resultado de la desnaturalización, no tienen una estructura organizada.

• Renaturalización: requiere condiciones disminución de temperatura, aumento concentración de iones (pH neutral), tiempo, conc. de ADN, conc. Iónica.

• Dos hebras no relacionadas en secuencia permaneceran como ordenamientos al azar y no se renaturalizarán.

• Desnaturalización y Renaturalización son las bases para la hibridación de ac. nucleicos

ADN circulares

• Cada una de las dos hebras de una molécula circular de ADN forma una estructura cerrada sin extremos libres.

• En la replicación, la separación de ADN circular, induce tensiones de torsión en la porción restante de la molécula.– La molécula se enrolla sobre sí misma y forma

superenrrollamientos

• Células eucariotas y bacterianas poseen topoisomerasa I para aliviar tensiones

• Enzima se une al ADN en sitios al azar y rompe enlaces fosfodiéster en una hebra denominada muesca

• El extremo roto se enrolla alrededor de la hebra sin cortes y elimina superenrollamientos

• Finalmente, la enzima une los dos extremos de la hebra rota.• Topoisomerasa II realiza cortes en las dos hebras y luego

vuelve a ligarlas las moleculas circulares de ADN (ej. Eslabones de cadena)

• Aunque ADN nuclear eucariote es lineal, largos bucles de ADN son fijadas dentro de los cromosomas