Compuestos orgánicos: Ácidos nucleicos




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TEMA N° 3http://www.bolixhe.es/public/mtolosa/documentos/generador/adn.jpgc:\users\usuario\pictures\41570_123541560093_3722055_n.jpg

COMPUESTOS ORGÁNICOS: ÁCIDOS NUCLEICOS

III TRIMESTRE
PROFESORA: Nuribell R. García Barría
OBJETIVO DE APRENDIZAJE:

Valora la importancia de los compuestos orgánicos tipo ácidos nucleicos, en el funcionamiento adecuado del organismo, y como son capaces de transmitir la información hereditaria.
Los Ácidos Nucleicos son las biomoléculas portadoras de la información genética. Son biopolímeros, de, elevado peso molecular, formados por otras subunidades estructurales o monómeros, denominados Nucleótidos. Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por polímeros lineales de nucleótidos, unidos por enlaces éster de fosfato (fosfodiéster).

De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en Ácidos Desoxirribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, y en Ácidos Ribonucleicos (ARN) que actúan en el

citoplasma.

Los ácidos nucleicos constituyen el depósito de información de todas las secuencias de aminoácidos de todas las

proteínas de la célula. Existe una correlación entre ambas secuencias, lo que se expresa diciendo que ácidos nucleicos y

proteínas son colineares; la descripción de esta correlación es lo que llamamos Código Genético, establecido de forma que a una secuencia de tres nucleótidos en un ácido nucleico corresponde un aminoácido en una proteína.

Son las moléculas que tienen la información genética de los organismos y son las responsables de su transmisión hereditaria. El conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos permitió la elucidación del código genético, la

determinación del mecanismo y control de la síntesis de las proteínas y el mecanismo de transmisión de la información genética de la célula madre a las células hijas.
BASES NITROGENADAS

Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética.

Bases Purinas:

Están basadas en el Anillo Purínico. Puede observarse que se trata de un sistema plano de nueve átomos, cinco carbonos y cuatro nitrógenos.

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0319.gif

Nombre común Nombre sistemático

Adenina 6-amino purina

Guanina 2-amino 6-oxo purina

Pirimidinas:

Están basadas en el Anillo Pirimidínico. Es un sistema plano de seis átomos, cuatro carbonos y dos nitrógenos.

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/acidos_nucleicos/transparencias_sm/pp0319.gif

Nombre común Nombre sistemático

Citosina 2-oxo 4-amino pirimidina

Uracilo 2,4 dioxo pirimidina

Timina 2,4 dioxo5-metil pirimidina
NUCLEÓTIDOS

  1. Nucleósidos: La unión de una base nitrogenada a una pentosa da lugar a los compuestos llamados Nucleósidos.

http://www.um.es/molecula/gran/adn23.gif

La unión base-pentosa se efectúa a través de un enlace glucosídico, con configuración beta (β) entre el carbono uno de ribosa o desoxirribosa, y un nitrógeno de las base, el 1 en las pirimidinas, y el 9 en las purinas, con la pérdida de una molécula de agua.

B. Nucleótidos: Están formados por la unión de un grupo fosfato al carbono 5´ de una pentosa. A su vez la pentosa lleva unida al carbono 1´ una base nitrogenada. Se forman cuando se une acido fosfórico a un nucleósido en forma de ión fosfato mediante un enlace éster en alguno de los grupos –OH del monosacárido. El enlace éster se produce entre el grupo alcohol del carbono 5´de la pentosa y ácido fosfórico.

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Los nucleótidos pueden formarse con cualquier nucleósido , con una nomenclatura idéntica. Ejemplo los nucleósidos de Adenosina:

AMP: Adenosina 5´ monofosfato

ADP: Adenosina 5´difosfato

ATP: Adenosina 5´trifosfato f:\atpmol.gif
La molécula de ATP, es el portador primario de energía de la célula. LA mayoría de las reacciones metabólicas que requieren energía están acopladas a la hidrolisis de ATP.

El fosfato puede aparecer esterificado a dos grupos simultáneamente. Tal es el caso de los llamados nucleótidos cíclicos. Ejemplo: Adenosina 3´ 5´ monofosfato cíclico (AMPc), en el cual el fosfato esterifica simultáneamente a los hidroxilos 3´ 5´.

Además de formar la estructura de los ácidos nucleicos los nucleótidos tienen otras funciones relevantes:

  • El nucleósido adenosina tiene funciones de neurotransmisor.

  • ATP es la molécula universal para transferencia de energía.

  • UDP y el CDP sirven como transportadores en el metabolismo de glúcidos, lípidos y otras moléculas.

  • AMPc, GMPc y el ATP cumplen funciones reguladoras.

  • AMP forma parte de la estructura de coenzimas como FAD, NAD+, NADP+ y CoA.

La estructura de los nucleótidos está generalizada entre las biomoléculas, y particularmente como coenzimas; entre las más representativas tenemos:

  • NAD: Niacina adenina dinucleótido; NADH en su forma reducida.

  • FAD: Flavina adenina dinucleótido.

  • Coenzima A; forma acetilada, Acetil-CoA.

  • UDPG: uridina difosfato glucosa.

ESTRUCTURA DEL ADN

El ácido desoxirribonucleico ADN, contiene el material genético de todos los organismos celulares y de casi todos los virus. Su secuencia de nucleótidos contiene la información necesaria para poder controlar el metabolismo en un ser vivo.

El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación. En casi todos los organismos celulares el ADN esta organizado en forma de cromosomas, situados en el núcleo de la célula.

La mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas (una 5´- 3´ y la otra 3´- 5´) unidas entre sí mediante bases nitrogenadas, por medio de puentes de Hidrógeno. La adenina se enlaza con la timina, mediante 2 puentes de hidrógeno, mientras que la citosina se enlaza con la guanina, mediante 3 puentes de hidrógeno.
1. Estructura Primaria: Se trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos. Los nucleótidos se unen entre sí mediante el grupo fosfato del segundo nucleótido, que sirve de puente de unión entre el carbono 5' del primer nucleótido y el carbono 3' de siguiente nucleótido.

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Primaria Secundaria Terciaria Cuaternaria

2. Estructura Secundaria: Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Esta estructura permite que las hebras que se formen por duplicación de ADN sean copia complementaria de cada una de las hebras existentes.

Existen tres moléculas de ADN: ADN-B, ADN-A, ADN-Z. El ADN- B se corresponde al modelo de la doble hélice; es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick.

3. Estructura Terciaria: El ADN presenta una estructura terciaria, que consiste en que la fibra de ADN se halla retorcida sobre sí misma, formando una especie de super-hélice. Esta disposición se denomina ADN Superenrollado, y se debe a la acción de enzimas denominadas Topoisomerasas-II. Este enrollamiento da estabilidad a la molécula y reduce su longitud.

4. Estructura Cuaternaria: El enrollamiento que sufre el conjunto de nucleosomas (unión de proteínas histonas) recibe el nombre de Solenoide.

Los solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los cromosomas.
ESTRUCTURA DEL ARN

El Ácido Ribonucleico se forma por la polimerización de ribonucleótidos, los cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5´-3´ (igual que en el ADN).

Un gen está compuesto, como hemos visto, por una secuencia lineal de nucleótidos en el ADN, dicha secuencia determina el orden de los aminoácidos en las proteínas. Sin embargo el ADN no proporciona directamente de inmediato la información para el ordenamiento de los aminoácidos y su polimerización, sino que lo hace a través de otras moléculas, los ARN.

Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis de las proteínas. Ellos son: El ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt).
ARN mensajero (ARNm)

Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN. El ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. Las instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos Codones.

ARN ribosomal (ARNr)

Este tipo de ARN una vez trascrito, pasa al nucléolo donde se une a proteínas. De esta manera se forman las subunidades de los ribosomas. Se encuentra en el citoplasma de las células eucariotas. Es el componente catalítico de los ribosomas; se encargan de crear los enlaces peptídicos entre los aminoácidos durante la síntesis de proteínas.

ARN de transferencia (ARNt)

El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos Anticodón.
Estructura primaria

Al igual que el ADN, se refiere a la secuencia de las bases nitrogenadas que constituyen sus nucleótidos. La estructura primaria del ARN es similar a la del ADN, excepto por la sustitución de desoxirribosa por ribosa y de timina por uracilo. La molécula de ARN está formada, además por una sola cadena.

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Estructura secundaria:

La cadena simple de ARN puede plegarse y presentar regiones con bases apareadas, de este modo se forman estructuras secundarias del ARN, que tienen muchas veces importancia funcional, como por ejemplo en los ARNt (ARN de transferencia).

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Estructura terciaria

Es un plegamiento complicado sobre la estructura secundaria adquiriendo una forma tridimensional.

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ESQUEMA DE GUÍA PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL ADN Y ARN

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