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Nucleótidos

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Nucleósido

Las bases nitrogenadas y las pentosas son compuesto heterocíclicos.

Base Nitrogenada + Pentosa

Unidad base de los nucleótidos y ácidos nucleicos

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Bases Nitrogenadas

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Pentosas (Furanosas)

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Nucleósidos

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Nucleótidos

• Base + Pentosa por enlace Glucosídico:– Base + pentosa (C-1).

• Pentosa + Fosfato forma un éster:– Fosfato se esterifica a la pentosa (C-5).

Base Nitrogenada + Pentosa + fosfato

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Nucleótidos

• Funciones:– Moléculas energéticas en reacciones metabólicas.– Transductores de señales de estímulos

hormonales y extracelulares. – Componentes estructurales de los cofactores de

enzimas e intermediarios energéticos. – Forman parte de los ácidos nucleicos: • ADN (ácido desoxiribonulcéico) • ARN (ácido ribonucléico)

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Nucleótidos como moléculas individuales

• Acarreadores de Energía

• Co-factores de enzimas

• Mensajeros químicos

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1. Acarreadores de Energía

• El grupo fosfato unido covalentemente unido al 5’ hidroxilo de un ribonucleotido puede tener uno o dos fosfatos adicionales unidos.

• La molécula resultante se conocen como:– Nucleotidos mono, di o tri-fosfatos.

• La hidrólisis de los nucleotidos trifosfatos provee la energía química requerida por gran variedad de reacciones bioquímicas.

• ATP (adenosina trifosfato) es el más utilizado para este propósito. – UTP, GTP y CTP también son utilizados en otras reacciones.

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ATP

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2. Cofactores de Enzimas

• Muchos cofactores de enzimas tiene adenosina como parte de su estructura.

• Los cofactores son estructuralmente diferentes excepto por la presencia de adenosina.

• La adenosina de los cofactores no participa directamente en la función del cofactor.

• La eliminación de la adenosina del cofactor disminuye drásticamente su función.

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3. Mensajeros químicos• Las células responden a mensajes extracelulares a

través de receptores.• La señal química extracelular (primeros mensajeros)

interactúa con los receptores en la superficie celular (membrana), esto lleva a la producción de segundos mensajeros dentro de la célula los cuales llevan a cambios adaptativos dentro de las células.

• Uno de los segundos mensajeros más comunes es la adenosina monofosfato cíclica (AMPc).

• El AMPc se forma del ATP en una reacción catalizada por la enzima adenilato ciclasa.

• EL GMPc es otra molécula con funciones regulatorias.

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Transducción de señales

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AMPc

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GMPc

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ACIDOS NUCLEICOS

Cadenas de nucleótidos

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Ácidos Nucleicos

• Macromoléculas formadas por cadenas de nucleótidos.

• Las pentosas están en su forma β-furanosa.• Dependiendo del tipo de pentosa: – ADN: ácido desoxiribonucleico: • Contiene 2’-desoxi-D-ribosa.

– ARN: ácido ribonucleico:• Contiene D-ribosa.

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Ácidos Nucleicos

5’

3’

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Nomenclatura

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Características de las uniones fosfodiéster

• En el ADN y el ARN los nucleótidos están unidos covalentemente mediante uniones 5’-3’ fosfodiéster.

• El grupo 5’-hidroxilo de la pentosa un nucleótido se une al grupo 3’-hidroxilo de la pentosa del siguiente nucleótido.

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Características de los ácidos nucleicos

• Todos las uniones fosfodiester tienen la misma orientación en la cadena, dándole a la molécula una polaridad específica con terminaciones 5’ 3’ (por convención).

• Molécula cargada negativamente:– Fosfatos confieren ésta característica.

• Molécula altamente hidrofílica:– Los grupos hidroxilo de las pentosas forman

puentes de hidrógeno con el agua.

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Propiedades de las purinas y las pirimidinas

– Compuestos básicos débiles, lo que les da el nombre de bases.

– Moléculas hidrofóbicas.– Cuando forman parte del ADN o ARN son

moléculas altamente conjugadas, esta propiedad tiene importantes consecuencias para la estructura, distribución de electrones y absorción de luz de los ácidos nucleicos.

– Pirimidinas son estructuras planas y las purinas son casi planas.

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ADN

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Complementariedad del ADN

• Chargaff, 1950: – La composición de las bases nitrogenadas varía de

especie a especie.– El ADN aislado de diferentes tejidos de una misma

especie tiene la misma composición de bases nitrogenadas.

– La composición de bases de una especie no varia con la edad, estado nutricional o el ambiente.

– La cantidad de adenina es igual a la de timina y la de citosina igual a la de guanina.

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El ADN

• Estructura propuesta por Watson y Crick en 1953.

• Es una doble hélice formada por dos cadenas de polinucleótidos que se alinean antiparalelamente (el extremo 5’ de una cadena se alinea con el extremo 3’ de la otra cadena).

• Las bases nitrogenadas de cada cadena son anillos planos de purina o pirimidina que están hacia el interior de la hélice y se emparejan complementariamente entre ellos mediante puentes de hidrógeno: – A-T– C-G

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Interacción entre las bases nitrogenadas es complementaria

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Purina - puentes de hidrógeno – Pirimidina

Adenina-Timina: 2 puentes de hidrógeno

Guanina-Citosina: 3 puentes de hidrógeno

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ARN

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Dogma central de la biología molecular

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ARN• Cadenas lineales de ribonucleotidos .• Genoma humano (ADN) contiene la información

para codificar las cadenas lineales de ARN. • El número total de ARNs es incierto ya que

evoluciona día con día. • La mayoría de los ARN conocidos están a cargo

de asistir en el proceso general de expresión génica.

• El dogma central de la biología celular no se cumple por la versatilidad de la molécula de ARN

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Clases de ARN

• ARN mensajero (mRNA)• ARN ribosomal (rRNA)• ARN de transferencia (tRNA)• ARN nuclear pequeño (snRNA)• ARN nucleolar pequeño (snoRNA)• Micro ARN (microRNA)– ARN antisentido (asRNA)

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Síntesis de proteínas usa 3 tipos de ARN

ARN mesanjero (mARN) intermediario que representa una cadena de un gen que codifica para una proteina . Su region codificante está relacionada con la secuencia de la proteina por un codigo genetico de tripletas.

ARN de transferencia (tARN) intermediario en la síntesis de proteínas que interpreta el codigo genético. Cada tARN se puede unir a un aminoacido. El tARN tiene una secuencia anticodon que es complementaria a la tripleta codón que representa cada aminoacido.

ARN ribosomal (rARN) es el componente principal de los ribosomas. Cada una de las dos subunidades tiene un rARN principal y varias proteínas.