Els àcids nuceics
-
Upload
tonibarbervalles -
Category
Science
-
view
773 -
download
0
Transcript of Els àcids nuceics
![Page 1: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/1.jpg)
UNITAT 5Els àcids nucleics
![Page 2: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/2.jpg)
1. COMPOSICIÓ QUÍMICA• Són biomolècules molt
complexes formades per C, H, O, P i N
• Es troben a tots els organismes.
• Tenen la informació genètica amb la capacitat de transcriure-la, traduir-la i transmetre-la a altres generacions.
• N’hi ha dos tipus:* ADN: àcids desoxiribonucleics* ARN: àcids ribonucleics
ADN
ARNt
![Page 3: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/3.jpg)
L’estructura és universal. Són polímers de nucleòtids
Els nucleòtids estan formats per tres tipus diferents de molècules:a) Una pentosa: la β -D-Ribosa o la β -D-Desoxiribosa
![Page 4: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/4.jpg)
b) Bases nitrogenades: molècules cícliques amb nitrogen. Poden ser de dos tipus:* Derivats de la purina (dos anells): A (adenina) i G (guanina)* Derivats de la pirimidina (un anell): C (citosina), T (timina) i U (uracil)
c) L’àcid fosfòric: H3PO4
![Page 5: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/5.jpg)
• Nucleòsid: unió entre una base nitrogenada i una pentosa mitjançant un enllaç N-glucosídic (NH de la base amb OH de la pentosa). Dos tipus:* Ribonucleòsid (si la pentosa és la ribosa): U (uridina), C (citidina), A (adenosina), G (guanosina)* Desoxiribonucleòsid (si la pentosa és la desoxiribosa): A (adenosina), G (guanosina), T (timidina) i C (citidina)
![Page 6: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/6.jpg)
Nucleòtid: unió d’un nucleòsid i l’àcid fosfòric mitjançant un enllaç èster fosfòric.
+ H2O
![Page 7: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/7.jpg)
Nucleòtids d’ADN
![Page 8: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/8.jpg)
• Com els nucleòtids poden estar associats a 1, 2 o 3 àcids fosfòrics cal indicar-ho en el nom. Així hi podem trobar:* AMP, ADP i ATP* CMP, CDP i CTP* TMP* GMP, GDP i GTP* UMP, UDP i UTP
![Page 9: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/9.jpg)
Àcids nucleics: són polímers de nucleòtids (polinucleòtids) que s’uneixen formant llargues cadenes gràcies a enllaços fosfoèsterics entre el carboni (-OH) 3’ de la pentosa i el grup fosfòric 5´d’un nou nucleòtid.Les cadenes s’anomenen en l’ordre dels nucleòtids indicant els extrems de la cadena 5’ i el 3’.
![Page 10: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/11.jpg)
2. ÀCID DESOXIRIBONUCLEIC (ADN)
![Page 12: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/12.jpg)
L’ADN conté tota la informació genètica que es transmet a les generacions successives.
Està format, excepte en alguns virus, per dues cadenes de nucleòtids enrotllades entre si formant una doble hèlix.
Cada cadena és un polímer de dexosinucleòtids d’anenina (A), guanina (G), citosina (C) i timina (T), sintetitzada des de l’extrem 5’ cap a l’extrem 3’.
![Page 13: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/13.jpg)
El podem trobar:* en les cèl·lules eucariotes en el nucli, associat a histones i a proteïnes no històniques formant les fibres de fibres de cromatinacromatina.* en els cloroplasts lliure en l’estroma* en els mitocondris lliure en la matriu* en els bacteris lliure en el citoplasma, associat a proteïnes semblants a les histones, a RNA i a proteïnes no històniques formant el nucleoidenucleoide.
![Page 14: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/14.jpg)
• Nivells estructurals de l’ADN:– Estructura primària o
seqüència de nucleòtids
– Estructura secundària o doble hèlix
– Estructura terciària o ADN superenrotllat està molt empaquetada dins del nucli, sobretot per formar els cromosomes.
![Page 15: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/15.jpg)
Correspon a la seqüència de nucleòtids d’una sola cadena o bri que ens indica:
- Nombre de nucleòtids- Ordre dels nucleòtids (combinació
dels 4 desoxiribonucleòtids A, T, C i G)
El nombre tan elevat de combinacions diferents dels 4 desoxiribonucleics permet:
- Emmagatzemar informació. És el que es coneix com a missatge biològic o informació genètica.
El percentatge d’A, T, C i G és el mateix per tots els individus d’una mateixa espècie
L’estructura primària de l’ADN
![Page 16: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/16.jpg)
L’estructura secundària de l’ADN Disposició en l’espai de 2 cadenes de polinucleòtids en doble hèlix, que s’uneixen per ponts d’hidrogen entre les bases nitrogenades:
Adenina = Timina (2 ponts d’H)Guanina = Citosina (2 ponts d’H)
Aquestes bases (AT i GC) es diu que són complementàries entre si.
La distància entre les dues cadenes és constant d’uns 2 nm ja que sempre s’uneixen una pirimidina amb una purina.
Són antiparal·leles 3´ 5’ i 5’ 3’
Es replega en forma plectonímica o de doble hèlix donant una volta completa cada 3,4 nm.
![Page 17: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/19.jpg)
• Els grups hidròfobs (-CH3 i –CH=) de les bases es disposen cap a l’interior de la molècula, donant-li estabilitat.
• Les pentoses i els grups fosfats es disposen a l’exterior.
• Els àcids nucleics tenen caràcter àcid degut a la ionització dels grups fosfats. Es diu que són polianions.
![Page 20: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/20.jpg)
• La doble hèlix de l’ADN en estat natural és molt estable.
• Quan s’escalfa i la T arriba a 100ºC, l’ADN es desnaturalitza perquè es trenquen els ponts d’H i les 2 cadenes se separen.
• Si baixa la T a 65ºC les 2 cadenes tornen a unir-se i es produeix la renaturalització.
• Gràcies a aquesta tècnica es poden hibridar cadenes d’ADN de diferents orígens per saber el grau de parentiu entre els individus.
![Page 21: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/22.jpg)
L’estructura terciària de l’ADN
• Enrotllament de la doble hèlix sobre si mateixa (cap a la dreta) formant una superhèlix d’ADN superenrotllat.
• Diferent en les procariotes que en les eucariotes.a) Procariotes (bacteris) i a l’interior dels mitocondris i cloroplasts: la molècula està unida pels extrems en forma circular.
![Page 23: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/23.jpg)
b) Eucariotes: està associada a unes proteïnes anomenades histones. La doble cadena envolta un octàmer d’histones (inclou uns 200 parells de bases) formant un collar de perles on s’observen les unitats estructurals anomenades nucleosomes. Al conjunt de tota una cadena s’anomena cromàtida i el conjunt de totes les cromàtides presents en un nucli s’anomena cromatina.
• Avantatges de l’ADN superenrotllat:–Reduir la longitud de l’ADN.–Facilitar la duplicació de l’ADN
![Page 24: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/24.jpg)
Els nivells d’empaquetament
• En les eucariotes l’ADN s’empaqueta en el nucli cel·lular sobre unes proteïnes anomenades histones.
• Nivells d’empaquetament:– 1r nivell, fibra de
cromatina de 100 Å o collaret de perles.
– 2n nivell, fibra de cromatina de 300 Å o solenoide.
– 3r nivell o dominis en forma de bucle.
– Nivells superiors.
![Page 25: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/25.jpg)
1r nivell d’empaquetament (collaret de perles)
• Es troba al nucli en repòs de les eucariotes, excepte els espermatozoides.
• La doble cadena d’ADN envolta un octàmer d’histones (inclou uns 200 parells de bases) formant un collar de perles on s’observen les unitats estructurals anomenades nucleosomes.
• Al conjunt de tota una cadena s’anomena cromàtida i el conjunt de totes les cromàtides presents en un nucli s’anomena cromatina.
![Page 26: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/26.jpg)
• La fibra de cromatina formada (100 Å) s’anomena forma laxa.
• Quan els nucleosomes s’associen a les histones H1, la cromatina s’escurça anomenant-se forma condensada.
![Page 27: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/27.jpg)
27
![Page 28: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/28.jpg)
2n nivell d’empaquetament (solenoide)
• Enrotllament sobre si mateixa de la forma condensada de cromatina de 100 Å.
• Les histones H1 s’agrupen entre si formant l’eix central de la fibra de 300 Å.
• S’invirteixen 6 nucleosomes per volta escurçament de cinc vegades la longitud del collaret de perles.
• És el nivell més baix d’empaquetament dels cromosomes.
![Page 29: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/29.jpg)
29
![Page 30: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/30.jpg)
3r nivell d’empaquetament (dominis en forma de bucle)• La fibra de 300 Å forma una sèrie de bucles
(20.000 - 70.000 parells de bases de longitud).• Els bucles poden enrotllar-se sobre si mateixos
formant estructures de 600 Å de diàmetre.• L’estructura s’estabilitza per la bastida
proteica (proteïnes no històniques presents en els cromosomes).
![Page 31: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/32.jpg)
Nivells superiors d’empaquetament
• Són necessaris per reduir la longitud de la fibra d’ADN en el nucli (100 – 1.000 vegades) i en els cromosomes (10.000 vegades).
• Els bucles s’empaqueten gràcies a l’associació amb la bastida proteica dels cromosomes.
![Page 33: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/35.jpg)
Tipus d’ADN1) Segons l’estructura
- Monocatenari: una cadena. En alguns virus.
- Bicatenari: dos cadenes.
2) Segons la forma- Circular: en bacteris,
mitocondris, cloroplasts i alguns virus.
- Lineal: eucariotes i alguns virus.
![Page 36: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/36.jpg)
3) Segons la forma d’empaquetar-se:- ADN associat a histones o protamines (als espermatozoides) al nucli eucariota.- ADN associat a proteïnes semblants a histones, a ARN i a proteïnes no històniques als procariotes.- ADN associat a proteïnes bàsiques pròpies o amb histones de la cèl·lula parasitada als virus.
![Page 37: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/37.jpg)
4) ADN supernumerariÉs l’ADN que tenen algunes espècies i que és molt més llarg que l’estrictament necessari.No se sap realment quin és el motiu d’aquesta gran longitud innecessària i quines són les funcions d’aquest ADN.
Animació de l’organització de l’ADN
![Page 38: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/38.jpg)
Es diferencia de l’ADN per:
- Pentosa (ribosa, no desoxiribosa)
- Base nirogenada (U, no T)- Monocatenari (una cadena
simple)- N’hi ha diferents tipus- Localitzables al citoplasma- Funcions diverses
(energètiques, de transport, funcionals, estructurals)
3. ÀCID RIBONUCLEIC (ARN)
![Page 39: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/39.jpg)
Transporta la informació genètica
Forma l’estructura dels ribosomes
Capta els aminoàcids presents en els citoplasma per transportar-los als ribosomes
TIPUS D’ARN
ARN de transferència (ARNt) ARN missatger (ARNm) ARN ribosòmic (ARNr)
ARN nucleolar (ARNn) . És el precursor de l’ARN
![Page 40: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/40.jpg)
En l’origen de la vida:- Els ARN són les primeres molècules amb capacitat d’autoduplicar-se.
En l’actualitat:- Aquesta capacitat la realitza l’ADN.- ADN conté la informació genètica.- ARN sintetitza les proteïnes a partir de la informació de l’ADN.
![Page 41: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/41.jpg)
ARN DE TRANSFERÈNCIA ARNt
70-90 nucleòtids.Pes molecular de 25.000 daltons
(molt més baix que l’ADN).Es troba en el citoplasma de forma
dispersa.Funció: transportar aa fins als
ribosomes on se sintetitzen les proteïnes.
És monocatenari.
![Page 42: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/42.jpg)
• Zones amb estructura secundària en doble hèlix.• Zones amb estructura primària formant bucles.• Forma de fulla de trèvol.• Braç D i el seu bucle.• Braç T i el seu bucle.• Braç anticodó i el seu bucle.• Braç acceptor d’aa.• En 3D presenta estructura terciària en forma de L.
![Page 43: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/43.jpg)
• Braç anticodó: conté un triplet de nucleòtids (anticodó) que és complementari d’un triplet d’ARNm anomenat codó.
• A l’extrem 5’ hi ha sempre un ribonucleòtid de guanina G.
• A l’extrem 3’ hi ha sempre el triplet acceptor -C-C-A
![Page 44: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/44.jpg)
ARN MISSATGER ARNmÉs monocatenari
lineal.Pes molecular de
200.000-1.000.000 daltons.
Funció: copiar la informació de l’ADN i dur-la als ribosomes on es sintetitxen les proteïnes a partir dels aa que aporten els ARNt.
![Page 45: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/45.jpg)
ARNm eucariòtic Amb zones en doble hèlix
i zones lineals que formen els llaços en ferradura.
Associat a proteïnes formant ribonucleoproteïnes.
Es forma a partir del transcrit primari o preARNm que té uns segments amb informació (exons) alternats amb uns altres sense (introns).
El preARN sofreix un procés de maduració al nucli: els introns es suprimeixen i no apareixen en l’ARNm.
![Page 46: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/46.jpg)
A l’extrem 5’ té una guanosina trifosfat (Gppp) anomenada caputxa. És el senyal d’inici de la síntesi de proteïnes.
A continuació hi ha un segment sense informació, seguit d’un segment amb informació que comença amb la seqüència AUG.
A l’extrem 3’ té uns 200 nucleòtids d’adenina, anomentat cua de poli-A.
L’ARNm és monocistrònic, només conté informació per a una cadena.
![Page 47: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/47.jpg)
ARNm procariòtic
No presenta exons ni introns.
No té caputxa (guanosina trifosfat), sinó un nucleòtid trifosfat.
No té cua de poli-A.Generalment és
policistrònic, conté informacions separades per a diferents proteïnes.
![Page 48: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/48.jpg)
ARN RIBOSÒMIC ARNr Constitueix els
ribosomes. Representa el 60%
del pes dels ribosomes.
Originen en el ribosomes llocs adequats per donar allotjament a l’ARNm i l’ARNt.
Presenta segments lineals i en doble hèlix.
![Page 49: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/49.jpg)
El pes molecular entre 500.000 i 1.700.000 daltons.
El pes dels ARNr i dels ribosomes s’expressa segons el coeficient de sedimentació de Svedberg (s) en unitats svedberg (S).
1 S=10-13 segons Cèl·lula procariota:
ribosomes de 70S. Cèl·lula eucariota:
ribosomes de 80S.
![Page 50: Els àcids nuceics](https://reader035.fdocumento.com/reader035/viewer/2022062400/58aa147d1a28ab8a488b671f/html5/thumbnails/50.jpg)
Fi