ACIDOS NUCLEICOSACIDOS NUCLEICOSADN/ARNADN/ARN

Elaborado por la Prof. Bioq. Viviana Pacheco

Quimica Biologica

Doble hélice y fibra de

cromatina 

Enrollamiento de la cromatina 

Cromosoma Núcleo de célula eucariota 

              

                 

                     

        

             

                           

Conocer esta secuencia de bases, es decir, Conocer esta secuencia de bases, es decir, secuenciar un ADNsecuenciar un ADN equivale a equivale a descifrar su mensaje genéticodescifrar su mensaje genético. .

El orden en el que aparecen las cuatro bases a lo largo de una cadena en el ADN es, por tanto, crítico para la célula, ya que este orden es el que constituye las instrucciones del programa genético de los organismos.

Se encuentran en todos los seres Se encuentran en todos los seres vivientes……vivientes……

Contiene:Contiene: CarbonoCarbono HidrógenoHidrógeno OxígenoOxígeno NitrógenoNitrógeno FósforoFósforo

Posee carácter ACIDICO Posee carácter ACIDICO

Los ácidos nucleicos son sustancias Los ácidos nucleicos son sustancias del MAS ALTO RANGO BIOLOGICO; a del MAS ALTO RANGO BIOLOGICO; a ellos les están asignadas ellos les están asignadas IMPORTANTISIMAS FUNCIONES.IMPORTANTISIMAS FUNCIONES.

FunciónFunción

Su función principal es codificar las instrucciones Su función principal es codificar las instrucciones esenciales para fabricar un ser vivo idéntico a esenciales para fabricar un ser vivo idéntico a aquel del que proviene o casi similar, en el caso aquel del que proviene o casi similar, en el caso de mezclarse con otra cadena como es el caso de de mezclarse con otra cadena como es el caso de la reproducción sexual. Las cadenas de la reproducción sexual. Las cadenas de polipeptídicas codificadas por el ADN pueden serpolipeptídicas codificadas por el ADN pueden ser1- Estructurales como las proteínas de los 1- Estructurales como las proteínas de los músculos, cartílagos, pelo, etc.músculos, cartílagos, pelo, etc.2- Funcionales como las de la hemoglobina o las 2- Funcionales como las de la hemoglobina o las innumerables enzimas del organismo. innumerables enzimas del organismo. La función principal de la herencia es la La función principal de la herencia es la especificación de las proteínas, siendo el ADN especificación de las proteínas, siendo el ADN una especie de plano o receta para nuestras una especie de plano o receta para nuestras proteínas.proteínas.

El ADN como almacén de El ADN como almacén de informacióninformación

Es un almacén de información Es un almacén de información (mensaje) que se (mensaje) que se trasmite de trasmite de generación en generacióngeneración en generación, , conteniendo toda la información conteniendo toda la información necesaria para construir y sostener necesaria para construir y sostener el organismo en el que reside.el organismo en el que reside.

MiescherMiescher en 1871 aisló en 1871 aisló del núcleo de las células de del núcleo de las células de pus una sustancia ácida pus una sustancia ácida rica en fósforo que llamó rica en fósforo que llamó ""nucleínanucleína". Un año más ". Un año más tarde, en 1872, aisló de la tarde, en 1872, aisló de la cabeza de los espermas del cabeza de los espermas del salmón un compuesto que salmón un compuesto que denominó "protamina" y denominó "protamina" y que resultó ser una que resultó ser una sustancia ácida y otra sustancia ácida y otra básica. El nombre de ácido básica. El nombre de ácido nucleico procede del de nucleico procede del de "nucleína" propuesto por "nucleína" propuesto por Miescher.Miescher.

Los Ácidos Nucleicos: ADN y Los Ácidos Nucleicos: ADN y ARNARN

Los ácidos nucleicos son grandes moléculas Los ácidos nucleicos son grandes moléculas formadas por la repetición de una molécula formadas por la repetición de una molécula unidad que es el nucleótido. Un nucleótido está unidad que es el nucleótido. Un nucleótido está formado por:formado por:

1.- Una pentosa: Ribosa o desoxirribosa.1.- Una pentosa: Ribosa o desoxirribosa.

2.- Una base nitrogenada: púrica o pirimidínica.2.- Una base nitrogenada: púrica o pirimidínica.

3.- Ácido Fosfórico. 3.- Ácido Fosfórico.

Azúcar Azúcar El azúcar, en el caso de los ácidos desoxirribonucleicos El azúcar, en el caso de los ácidos desoxirribonucleicos

(ADN) es la (ADN) es la 2-desoxi-D-ribosa2-desoxi-D-ribosa y en el caso de los ácidos y en el caso de los ácidos ribonucleicos (ARN) es la ribonucleicos (ARN) es la D-ribosaD-ribosa..

                                                               

                         

ACIDOS FOSFORICOSACIDOS FOSFORICOS

Las bases nitrogenadas que forman parte de los Las bases nitrogenadas que forman parte de los ácidos nucleicos son de dos tipos, ácidos nucleicos son de dos tipos, púricaspúricas y y

pirimidínicaspirimidínicas.. Las bases púricas derivadas de la purina (fusión de Las bases púricas derivadas de la purina (fusión de

un anillo pirimidínico y uno de imidazol) son la un anillo pirimidínico y uno de imidazol) son la AdeninaAdenina (6-aminopurina) y la (6-aminopurina) y la GuaninaGuanina (2-amino-6- (2-amino-6-hidroxipurina).hidroxipurina).

Las bases pirimidínicas (derivadas de la pirimidina) son:Las bases pirimidínicas (derivadas de la pirimidina) son: TiminaTimina (2,6-dihidroxi-5-metilpirimidina o también llamada 5- (2,6-dihidroxi-5-metilpirimidina o también llamada 5-

metiluracilo)metiluracilo) CitosinaCitosina (2-hidroxi-6-aminopirimidina) (2-hidroxi-6-aminopirimidina) UraciloUracilo (2,6-dihidroxipirimidina). (2,6-dihidroxipirimidina).

TIENEN PROPIEDAD DE ABSORBER TIENEN PROPIEDAD DE ABSORBER RADIACIONES EN LA REGION RADIACIONES EN LA REGION ULTRAVIOLETA DE ONDA 260nmULTRAVIOLETA DE ONDA 260nm

Las bases nitrogenadas que forman Las bases nitrogenadas que forman normalmente parte del ADN son: normalmente parte del ADN son: Adenina (A), Guanina (G), Citosina y Adenina (A), Guanina (G), Citosina y Timina (T). Timina (T).

Las bases nitrogenadas que forman Las bases nitrogenadas que forman parte de el ARN son: Adenina (A), parte de el ARN son: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U). Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U).

Por tanto, la Timina es específica del Por tanto, la Timina es específica del ADN y el Uracilo es específico del ARN.ADN y el Uracilo es específico del ARN.

La unión de la base nitrogenada a la La unión de la base nitrogenada a la pentosa recibe el nombre de pentosa recibe el nombre de NUCLEÓSIDONUCLEÓSIDO y y se realiza a través del carbono 1’ de la se realiza a través del carbono 1’ de la pentosa y los nitrógenos de las posiciones 1 pentosa y los nitrógenos de las posiciones 1 (pirimidinas) o 9 (purinas) de las bases (pirimidinas) o 9 (purinas) de las bases nitrogenadas mediante un nitrogenadas mediante un enlace de tipo enlace de tipo N-N-glucosídicoglucosídico. . La unión del nucleósido con el ácido La unión del nucleósido con el ácido fosfórico se realiza a través de un fosfórico se realiza a través de un enlace de enlace de tipo tipo ésteréster (se forma por esterificación) entre (se forma por esterificación) entre el grupo OH del carbono 5’ de la pentosa y el grupo OH del carbono 5’ de la pentosa y el ácido fosfórico, originando un el ácido fosfórico, originando un NucleótidoNucleótido..

Tanto los nucleótidos como los nucleósidos Tanto los nucleótidos como los nucleósidos pueden contener como azúcar la D-ribosa pueden contener como azúcar la D-ribosa (ribonucleótidos y ribonucleósidos) o la (ribonucleótidos y ribonucleósidos) o la pentosa 2-desoxi-D-ribosa pentosa 2-desoxi-D-ribosa (desoxirribonucleótidos y (desoxirribonucleótidos y desoxirribonucleósidos). desoxirribonucleósidos).

Además, los nucleótidos pueden tener 1, 2 ó Además, los nucleótidos pueden tener 1, 2 ó 3 grupos fosfato unidos al carbono 5’ de la 3 grupos fosfato unidos al carbono 5’ de la pentosa, existiendo por tanto, nucleótidos 5’ pentosa, existiendo por tanto, nucleótidos 5’ monofosfato, nucleótidos 5’ difosfato y monofosfato, nucleótidos 5’ difosfato y nucleótidos 5’ trifosfato. En algunos casos el nucleótidos 5’ trifosfato. En algunos casos el ácido fosfórico se une a la pentosa por el ácido fosfórico se une a la pentosa por el carbono 3’, existiendo nucleótidos 3’ carbono 3’, existiendo nucleótidos 3’ monofosfato, difosfato o trifosfato según el monofosfato, difosfato o trifosfato según el número de grupos fosfato que posea. número de grupos fosfato que posea.

Base Base NitrogenadaNitrogenada

NucleósidoNucleósido NucleótidoNucleótido

AdeninaAdenina AdenosinaAdenosina Ácido Ácido AdenílicoAdenílico

GuaninaGuanina GuanidinaGuanidina Ácido Ácido GuanílicoGuanílico

CitosinaCitosina CitidinaCitidina Ácido Ácido CitidílicoCitidílico

TiminaTimina TimidinaTimidina Ácido Ácido TimidílicoTimidílico

UraciloUracilo UridinaUridina Ácido UridílicoÁcido Uridílico

Ácidos nucleicosÁcidos nucleicos

Los nucleótidos son las unidades o Los nucleótidos son las unidades o monómeros utilizados para construir monómeros utilizados para construir largas cadenas de polinucleótidos. largas cadenas de polinucleótidos.

Los ácidos nucleicos son Los ácidos nucleicos son MACROMOLECULAS formadas por MACROMOLECULAS formadas por POLIMERIZACIÓN, en cadenas lineales, POLIMERIZACIÓN, en cadenas lineales, de unidades estructurales llamadas de unidades estructurales llamadas Nucleótidos.Nucleótidos.

Nucleósido = Pentosa + Base nitrogenada.Nucleósido = Pentosa + Base nitrogenada. Nucleótido = Pentosa + Base nitrogenada Nucleótido = Pentosa + Base nitrogenada

+ Ácido fosfórico.+ Ácido fosfórico. Polinucleóotido = Nucleótido + Nucleótido Polinucleóotido = Nucleótido + Nucleótido

+ Nucleótido + .... + Nucleótido + ....

Los nucleótidos se unen entre si para formar largas Los nucleótidos se unen entre si para formar largas cadenas de polinuclóetidos, esta unión entre cadenas de polinuclóetidos, esta unión entre monómeros nucleótidos se realiza mediante monómeros nucleótidos se realiza mediante enlaces enlaces fosfodiésterfosfodiéster entre los carbonos de las posiciones 3’ entre los carbonos de las posiciones 3’ de un nucleótido con la 5’ del siguiente.de un nucleótido con la 5’ del siguiente.

PolinucleótidPolinucleótidoo

Los ácidos nucleicos que se han detectado son el Los ácidos nucleicos que se han detectado son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (RNA). ribonucleico (RNA). Ambos están compuestos por nucleótidos unidos Ambos están compuestos por nucleótidos unidos entre sí, aunque existen algunas diferencias entre entre sí, aunque existen algunas diferencias entre ellos, en cuanto a la composición de azúcares y ellos, en cuanto a la composición de azúcares y bases nitrogenadas y en su presencia en formas bases nitrogenadas y en su presencia en formas monocatenarias (RNA) o de doble cadena (DNA).monocatenarias (RNA) o de doble cadena (DNA).De acuerdo a la composición química, los ácidos De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en ácidos nucleicos se clasifican en ácidos desoxiribonucleicos (ADN) que se encuentran desoxiribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, y en ácidos ribonucleicos (ARN) que actúan en el y en ácidos ribonucleicos (ARN) que actúan en el citoplasma. Se conoce con considerable detalle la citoplasma. Se conoce con considerable detalle la estructura y función de los dos tipos de ácidos. estructura y función de los dos tipos de ácidos.

Acido desoxirribonucleicoAcido desoxirribonucleico

Se encuentra en casi la totalidad en los Se encuentra en casi la totalidad en los Núcleos celulares (CROMATINA).También Núcleos celulares (CROMATINA).También hay pequeña cantidad en la mitocondria hay pequeña cantidad en la mitocondria y cloroplasto.y cloroplasto.

Todas las células contienen igual Todas las células contienen igual contenido de ADN (6pg) excepto las contenido de ADN (6pg) excepto las gametas. No se modifican la edad ni por gametas. No se modifican la edad ni por factores ambientales o nutricionalesfactores ambientales o nutricionales

La estructura del ADNLa estructura del ADN

Historia Historia Erwin Chargaff analizó las base nitrogenadas del ADN en Erwin Chargaff analizó las base nitrogenadas del ADN en

diferentes formas de vida, concluyendo que, la cantidad de diferentes formas de vida, concluyendo que, la cantidad de purinas no siempre se encontraban en proporciones iguales purinas no siempre se encontraban en proporciones iguales a las de las pirimidinas (contrariamente a lo propuesto por a las de las pirimidinas (contrariamente a lo propuesto por Levene), la proporción era igual en todas las células de los Levene), la proporción era igual en todas las células de los individuos de una especie dada, pero variaba de una individuos de una especie dada, pero variaba de una especie a otra.especie a otra.

Los experimentos de Hershey-Chase probaron que el ADN Los experimentos de Hershey-Chase probaron que el ADN era el material genético pero, no como el ADN conformaba era el material genético pero, no como el ADN conformaba los genes. El ADN debía transferir información de la célula los genes. El ADN debía transferir información de la célula de origen a la célula hija. Debía también contener de origen a la célula hija. Debía también contener información para replicarse a si mismo, ser químicamente información para replicarse a si mismo, ser químicamente estable y tener pocos cambios. Sin embargo debía ser estable y tener pocos cambios. Sin embargo debía ser capaz de cambios mutacionales. Sin mutaciones no existiría capaz de cambios mutacionales. Sin mutaciones no existiría el proceso evolutivo.el proceso evolutivo.

Muchos científicos se interesaron en descifrar la estructura Muchos científicos se interesaron en descifrar la estructura del ADN, entre ellos, del ADN, entre ellos, Francis Crick, James Watson, Francis Crick, James Watson, Rosalind Franklin, y Maurice Wilkins.Rosalind Franklin, y Maurice Wilkins.

El modelo de Watson y Crick El modelo de Watson y Crick

A fines de Febrero de 1953, A fines de Febrero de 1953, Rosalind FranklinRosalind Franklin, escribió en , escribió en su cuaderno de notas que la estructura del ADN tenía dos su cuaderno de notas que la estructura del ADN tenía dos cadenas, ya antes había deducido que los grupos fosfatos se cadenas, ya antes había deducido que los grupos fosfatos se encontraban en el exterior y que el ADN existe en dos encontraban en el exterior y que el ADN existe en dos formas........formas........

Watson y Crick eran investigadores teóricos que integraron Watson y Crick eran investigadores teóricos que integraron todos los datos disponibles en su intento de desarrollar un todos los datos disponibles en su intento de desarrollar un modelo de la estructura del ADN. Los datos que se conocían modelo de la estructura del ADN. Los datos que se conocían por ese tiempo eran :por ese tiempo eran : que el ADN era una molécula grande también muy larga y que el ADN era una molécula grande también muy larga y

delgada. delgada. los datos de las bases proporcionados por Chargaff (A=T y C=G; los datos de las bases proporcionados por Chargaff (A=T y C=G;

purinas/pirimidinas=k para una misma especie). purinas/pirimidinas=k para una misma especie). los datos de la difracción de los rayos-x de Franklin los datos de la difracción de los rayos-x de Franklin yy

Wilkins Wilkins (King's College de Londres). (King's College de Londres). Los trabajos deLos trabajos de Linus Pauling Linus Pauling sobre proteínas (forma de hélice sobre proteínas (forma de hélice

mantenida por puentes hidrógeno), quién sugirió para el ADN mantenida por puentes hidrógeno), quién sugirió para el ADN una estructura semejante.   una estructura semejante.  

EL MODELO DE LA DOBLE HÉLICE: WATSON Y EL MODELO DE LA DOBLE HÉLICE: WATSON Y CRICK (1953)CRICK (1953)

Una vez demostrado que los ácidos nucleicos eran los Una vez demostrado que los ácidos nucleicos eran los portadores de la información genética, se realizaron portadores de la información genética, se realizaron muchos esfuerzos encaminados a determinar su estructura muchos esfuerzos encaminados a determinar su estructura con exactitud. Watson y Crick (1953) fueron los primeros con exactitud. Watson y Crick (1953) fueron los primeros investigadores en proponer una estructura para los ácidos investigadores en proponer una estructura para los ácidos nucleicos y su labor investigadora se vio recompensada con nucleicos y su labor investigadora se vio recompensada con el Premio Nobel en 1962, Premio Nobel que compartieron el Premio Nobel en 1962, Premio Nobel que compartieron con M. H. F. Wilkins y que se les concedió porcon M. H. F. Wilkins y que se les concedió por sus sus descubrimientos en relación con la estructura molecular de descubrimientos en relación con la estructura molecular de los ácidos nucleícos y su significación para la transmisión los ácidos nucleícos y su significación para la transmisión de la información en la materia viva.de la información en la materia viva.. Para realizar su . Para realizar su trabajo emplearon dos tipos de datos ya existentes. trabajo emplearon dos tipos de datos ya existentes.

Por un lado, utilizaron los datos obtenidos varios años antes por Por un lado, utilizaron los datos obtenidos varios años antes por Chargaff (1950), relativos a la composición de bases nitrogenadas Chargaff (1950), relativos a la composición de bases nitrogenadas en el ADN de diferentes organismos.en el ADN de diferentes organismos.

El otro tipo de datos eran los procedentes de estudios de El otro tipo de datos eran los procedentes de estudios de difracción de rayos X sobre fibras de ADN. Para determinar la difracción de rayos X sobre fibras de ADN. Para determinar la estructura tridimensional o disposición espacial de las moléculas estructura tridimensional o disposición espacial de las moléculas de ADN, se hace incidir un haz de rayos X sobre fibras de ADN y se de ADN, se hace incidir un haz de rayos X sobre fibras de ADN y se recoge la difracción de los rayos sobre una película fotográfica. La recoge la difracción de los rayos sobre una película fotográfica. La película se impresiona en aquellos puntos donde inciden los rayos película se impresiona en aquellos puntos donde inciden los rayos X, produciendo al revelarse manchas. El ángulo de difracción X, produciendo al revelarse manchas. El ángulo de difracción presentado por cada una de las manchas en la película suministra presentado por cada una de las manchas en la película suministra información sobre la posición en la molécula de ADN de cada información sobre la posición en la molécula de ADN de cada átomo o grupo de átomos.átomo o grupo de átomos.

Mediante esta técnica de difracción de rayos X se obtuvieron los Mediante esta técnica de difracción de rayos X se obtuvieron los siguientes resultados: siguientes resultados:

Las bases púricas y pirimidínicas se encuentran unas sobre otras, Las bases púricas y pirimidínicas se encuentran unas sobre otras, apiladas a lo largo del eje del polinucleótido a una distancia de apiladas a lo largo del eje del polinucleótido a una distancia de 3,43,4ÅÅ . Las bases son estructuras planas orientadas de forma . Las bases son estructuras planas orientadas de forma perpendicular al eje (Astbury, 1947).perpendicular al eje (Astbury, 1947).

El diámetro del polinucleótido es de El diámetro del polinucleótido es de 20 20 ÅÅ y está enrollado y está enrollado helicoidalmente alrededor de su eje. Cada helicoidalmente alrededor de su eje. Cada 34 34 ÅÅ se produce una se produce una vuelta completa de la hélice.vuelta completa de la hélice.

Existe más de una cadena polinucleotídica enrollada Existe más de una cadena polinucleotídica enrollada helicoidalmente (Wilkins et el. 1953, Frankling y Gosling, 1953).helicoidalmente (Wilkins et el. 1953, Frankling y Gosling, 1953).

Basándose en estos dos tipos de datos Basándose en estos dos tipos de datos Watson y Crick propusieron su Modelo de Watson y Crick propusieron su Modelo de estructura para el ADN conocido con el estructura para el ADN conocido con el nombre de nombre de Modelo de la Doble HéliceModelo de la Doble Hélice. Las . Las características del Modelo de la Doble características del Modelo de la Doble Hélice son las siguientes: Hélice son las siguientes:

El ADN es una doble hélice enrollada El ADN es una doble hélice enrollada helicoidalmente “a derechas” (sentido helicoidalmente “a derechas” (sentido dextrorso). dextrorso).

Estructura.Estructura. El conocimiento de la estructura de los ácidos El conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos permitió la elucidación del nucleicos permitió la elucidación del código genéticocódigo genético, la , la determinación del mecanismo y control de la síntesis de las determinación del mecanismo y control de la síntesis de las proteínas y el mecanismo de transmisión de la información proteínas y el mecanismo de transmisión de la información genética de la célula madre a las células hijas. genética de la célula madre a las células hijas. A las unidades químicas que se unen para formar los ácidos A las unidades químicas que se unen para formar los ácidos nucleicos se les denominan nucleótidos y al polímero se le nucleicos se les denominan nucleótidos y al polímero se le denomina polinucleótido o ácido nucleico. denomina polinucleótido o ácido nucleico. Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un grupo fosfato y un azúcar; ribosa en caso de ARN y grupo fosfato y un azúcar; ribosa en caso de ARN y desoxiribosa en el caso de ADN. desoxiribosa en el caso de ADN. Las bases nitrogenadas son las que contienen la información Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el esqueleto del polinucleótido. estructural formando el esqueleto del polinucleótido. En el caso del ADN las bases son dos purinas y dos En el caso del ADN las bases son dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo). y U (Uracilo).

Cada hélice es una serie de nucleótidos unidos por Cada hélice es una serie de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster en los que un grupo fosfato forma enlaces fosfodiéster en los que un grupo fosfato forma un puente entre grupos OH de dos azúcares sucesivos un puente entre grupos OH de dos azúcares sucesivos ((posicionesposiciones 3’ de un azúcar y 5’ del siguiente). 3’ de un azúcar y 5’ del siguiente).

Las dos hélices se mantienen unidas mediante Las dos hélices se mantienen unidas mediante puentes o enlaces de hidrogeno producidos entre las puentes o enlaces de hidrogeno producidos entre las bases nitrogenadas de cada hélice. Siguiendo los bases nitrogenadas de cada hélice. Siguiendo los datos de Chargaff (1959), la Adenina de una hélice datos de Chargaff (1959), la Adenina de una hélice aparea con la Timina de la hélice complementaria aparea con la Timina de la hélice complementaria mediante dos puentes de hidrógeno. Igualmente, la mediante dos puentes de hidrógeno. Igualmente, la Guanina de una hélice aparea con la Citosina de la Guanina de una hélice aparea con la Citosina de la complementaria mediante tres puentes de hidrógeno.complementaria mediante tres puentes de hidrógeno.

Aspectos para destacarAspectos para destacar

1.1. Las hebras que la conforman son cLas hebras que la conforman son complementariasomplementarias (deducción realizada por Watson y Crick a partir de (deducción realizada por Watson y Crick a partir de los datos de Chargaff, A se aparea con T y C con G, los datos de Chargaff, A se aparea con T y C con G, el apareamiento se mantiene debido a la acción de el apareamiento se mantiene debido a la acción de los puentes hidrogeno entre ambas bases los puentes hidrogeno entre ambas bases

2.2. Las dos hélices por razones de complementaridad Las dos hélices por razones de complementaridad de las bases nitrogenadas son de las bases nitrogenadas son antiparalelasantiparalelas, , teniendo secuencias de átomos inversas. Una teniendo secuencias de átomos inversas. Una hélice lleva la secuencia 5’P → 3’OH , mientras que hélice lleva la secuencia 5’P → 3’OH , mientras que la hélice complementaria sigue la secuencia de la hélice complementaria sigue la secuencia de átomos 3’OH → 5’P.átomos 3’OH → 5’P.

El ADN es una doble hélice, El ADN es una doble hélice, con las bases dirigidas hacia con las bases dirigidas hacia el centro, perpendiculares al el centro, perpendiculares al eje de la molécula (como los eje de la molécula (como los peldaños de una escalera peldaños de una escalera caracol) y las unidades caracol) y las unidades azúcar-fosfato a lo largo de azúcar-fosfato a lo largo de los lados de la hélice (como los lados de la hélice (como las barandas de una escalera las barandas de una escalera caracol).  caracol). 

). Tome nota que una purina con doble ). Tome nota que una purina con doble anillo siempre se aparea con una pirimidina anillo siempre se aparea con una pirimidina con un solo anillo en su molécula.con un solo anillo en su molécula.

Las purinas son la Las purinas son la AdeninaAdenina (A) y la (A) y la GuaninaGuanina (G). Durante este curso hablamos (G). Durante este curso hablamos del Adenosin trifosfato (ATP), pero en ese del Adenosin trifosfato (ATP), pero en ese caso el azúcar era la ribosa, mientras que caso el azúcar era la ribosa, mientras que en el ADN se encuentra la desoxirribosa.en el ADN se encuentra la desoxirribosa.

Las Pirimidinas son la Las Pirimidinas son la CitosinaCitosina (C) y la (C) y la TiminaTimina (T). (T).

Formación de la Doble Formación de la Doble HéliceHélice

Las bases son Las bases son complementariascomplementarias,, con A en un lado de la molécula con A en un lado de la molécula

únicamente encontramos T del otro lado, lo mismo ocurre con G y C. únicamente encontramos T del otro lado, lo mismo ocurre con G y C. Si conocemos la secuencia de bases de una de las hebras, Si conocemos la secuencia de bases de una de las hebras, conocemos su complementariaconocemos su complementaria

En cada extremo de una doble hélice lineal de En cada extremo de una doble hélice lineal de DNA, el extremo 3'-OH de una de las hebras DNA, el extremo 3'-OH de una de las hebras es adyacente al extremo 5'-P (fosfato) de la es adyacente al extremo 5'-P (fosfato) de la otra. En otras palabras, otra. En otras palabras, las dos hebras son las dos hebras son antiparalelasantiparalelas, es decir, tienen una , es decir, tienen una orientación diferente. En el esqueleto azucar -orientación diferente. En el esqueleto azucar -fosfato de del ADN los grupos fosfato se fosfato de del ADN los grupos fosfato se conectan al carbono 3´ de la molécula de conectan al carbono 3´ de la molécula de desoxirribosa y al carbono 5´ de la siguiente, desoxirribosa y al carbono 5´ de la siguiente, uniendo azúcares sucesivos. La prima (´) uniendo azúcares sucesivos. La prima (´) indica la posición del carbono en un azúcar. indica la posición del carbono en un azúcar. Por convención, la secuencia de bases de una Por convención, la secuencia de bases de una hebra sencilla se escribe con el extremo 5'-P hebra sencilla se escribe con el extremo 5'-P a la izquierda a la izquierda

PROPORCIONES DE LAS BASES PROPORCIONES DE LAS BASES NITROGENADAS: REGLAS DE CHARGAFFNITROGENADAS: REGLAS DE CHARGAFF

Al principio se pensaba que los ácidos nucleicos eran la repetición Al principio se pensaba que los ácidos nucleicos eran la repetición monótona de un tetranucleótido, de forma que no tenían variabilidad monótona de un tetranucleótido, de forma que no tenían variabilidad suficiente para ser la molécula biológica que almacenara la información. suficiente para ser la molécula biológica que almacenara la información. Sin embargo, Chargaff (1950) demostró que las proporciones de las Sin embargo, Chargaff (1950) demostró que las proporciones de las bases nitrogenadas eran diferentes en los distintos organismos, aunque bases nitrogenadas eran diferentes en los distintos organismos, aunque seguían algunas reglas. Estas reglas de Chargaff se cumplen en los seguían algunas reglas. Estas reglas de Chargaff se cumplen en los organismos cuyo material hereditario es ADN de doble hélice y son las organismos cuyo material hereditario es ADN de doble hélice y son las siguientes:siguientes:

REGLAS DE CHARGAFF PARA ADN DE DOBLE HÉLICEREGLAS DE CHARGAFF PARA ADN DE DOBLE HÉLICE    La proporción de Adenina (A) es igual a la de Timina (T). A = T . La La proporción de Adenina (A) es igual a la de Timina (T). A = T . La

relación entre Adenina y Timina es igual a la unidad (A/T = 1).relación entre Adenina y Timina es igual a la unidad (A/T = 1). La proporción de Guanina (G) es igual a la de Citosina (C). G= C. La La proporción de Guanina (G) es igual a la de Citosina (C). G= C. La

relación entre Guanina y Citosina es igual a la unidad ( G/C=1).relación entre Guanina y Citosina es igual a la unidad ( G/C=1). La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de las bases La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de las bases

pirimidínicas (T+C). pirimidínicas (T+C). (A+G) = (T + C). (A+G) = (T + C). La relación entre (A+G) y (T+C) es La relación entre (A+G) y (T+C) es igual a la unidad (A+G)/(T+C)=1.igual a la unidad (A+G)/(T+C)=1.

Sin embargo, la proporción entre (A+T) y (G+C) era característica de Sin embargo, la proporción entre (A+T) y (G+C) era característica de cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores según la cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores según la especie estudiada. Este resultado indicaba que los ácidos nucleicos no especie estudiada. Este resultado indicaba que los ácidos nucleicos no eran la repetición monótona de un tetranucleótido. Existía variabilidad en eran la repetición monótona de un tetranucleótido. Existía variabilidad en la composición de bases nitrogenadas. la composición de bases nitrogenadas. 

ESTRUCTURA DEL ARNESTRUCTURA DEL ARN Al igual que en el caso del ADN, las moléculas de ARN están Al igual que en el caso del ADN, las moléculas de ARN están

constituidas por cadenas de ribonucleótidos unidas entre sí por constituidas por cadenas de ribonucleótidos unidas entre sí por medio de enlaces fosfodiéster y se localizan en el citoplasma medio de enlaces fosfodiéster y se localizan en el citoplasma celular.celular.

Hay algunas diferencias estructurales entre ADN y ARN:Hay algunas diferencias estructurales entre ADN y ARN: La pentosa del ARN es laLa pentosa del ARN es la ribosa ribosa; en la molécula de ARN no ; en la molécula de ARN no

existe la Timina, que es sustituida por el existe la Timina, que es sustituida por el Uracilo.Uracilo.

Las cadenas de ARN son mucho más cortas ya que son copias Las cadenas de ARN son mucho más cortas ya que son copias de determinadas zonas de una cadena de ADN (Gen).de determinadas zonas de una cadena de ADN (Gen).

Las moléculas de ARN están constituidas por una Las moléculas de ARN están constituidas por una sola cadenasola cadena, , no por dos como el ADN.no por dos como el ADN.

El ADN posee la misma estructura en todas las células del El ADN posee la misma estructura en todas las células del organismo mientras que el ARN, de acuerdo con las diferentes organismo mientras que el ARN, de acuerdo con las diferentes misiones que puede cumplir, puede presentar tres estructuras misiones que puede cumplir, puede presentar tres estructuras diferentes (ARNm, ARNt, ARNr). diferentes (ARNm, ARNt, ARNr).

TIPOS DE ARNTIPOS DE ARNHay tres tipos netamente diferenciados de ARN, tanto en su Hay tres tipos netamente diferenciados de ARN, tanto en su

estructura como en su función, aunque hay algunos otros tipos de estructura como en su función, aunque hay algunos otros tipos de RNA en las células:RNA en las células:

1.- ARN mensajero (representa el 5% del total de ARN de la célula)1.- ARN mensajero (representa el 5% del total de ARN de la célula)

ARN mensajero (ARNm): Es el encargado de ARN mensajero (ARNm): Es el encargado de copiar la información copiar la información genéticagenética contenida en el ADN y contenida en el ADN y trasladarla desde el núcleo celular trasladarla desde el núcleo celular hasta los ribosomas, en el citoplasma, donde se produce la hasta los ribosomas, en el citoplasma, donde se produce la síntesis de proteínassíntesis de proteínas. Cada cadena de ARNm corresponde a un . Cada cadena de ARNm corresponde a un gen, o sea, una parte de una cadena de ADN. Cada gen contiene gen, o sea, una parte de una cadena de ADN. Cada gen contiene información para la síntesis de una proteína y información para la síntesis de una proteína y hay tantos ARNm hay tantos ARNm como proteínascomo proteínas ya que son específicos para cada una de ellas. ya que son específicos para cada una de ellas.ARN mensajero, consiste en una secuencia de nucleótidos que ARN mensajero, consiste en una secuencia de nucleótidos que corresponde a la transcripción de un trozo de DNA (gen). No corresponde a la transcripción de un trozo de DNA (gen). No obstante, esta transcripción no es siempre un proceso simple y obstante, esta transcripción no es siempre un proceso simple y directo. En secuencias que contienen exones e intrones, el directo. En secuencias que contienen exones e intrones, el transcrito primario sufre una maduración durante la que se cortan transcrito primario sufre una maduración durante la que se cortan los intrones y se empalman los exones (splicing). los intrones y se empalman los exones (splicing). Su función es la de transportar la información genética del núcleo Su función es la de transportar la información genética del núcleo a los ribosomas en que son transcritos.a los ribosomas en que son transcritos.

2.- ARN de trasferencia (soluble)2.- ARN de trasferencia (soluble)

ARN de transferencia (ARNt): Estructuralmente, son las ARN de transferencia (ARNt): Estructuralmente, son las moléculas moléculas más pequeñasmás pequeñas de los tres tipos de ARN. Se de los tres tipos de ARN. Se encarga de leer la información que posee el ARNmencarga de leer la información que posee el ARNm y, de y, de acuerdo con ella, situar los distintos aminoácidos en el acuerdo con ella, situar los distintos aminoácidos en el lugar adecuado para constituir una cadena polipeptídica. lugar adecuado para constituir una cadena polipeptídica. Existe un ARNt específico para cada aminoácido.Existe un ARNt específico para cada aminoácido.Los ARN de transferencia, son moléculas de ARN con Los ARN de transferencia, son moléculas de ARN con estructura cruciforme, estructura cruciforme, encargados de leer el código del encargados de leer el código del ARNm en los ribosomas e ir sintetizando la cadena de de ARNm en los ribosomas e ir sintetizando la cadena de de proteína a partir de los aminoácidos que tiene asociados a proteína a partir de los aminoácidos que tiene asociados a su estructurasu estructura. .

Existen tantos ARNt como aminoácidos codificables. Cada Existen tantos ARNt como aminoácidos codificables. Cada ARNt tiene en una parte de su estructura la secuencia que ARNt tiene en una parte de su estructura la secuencia que codifica un aminoácido (anticodón) que se unirá al codón codifica un aminoácido (anticodón) que se unirá al codón del ARNm. En la parte opuesta tiene una parte diseñada del ARNm. En la parte opuesta tiene una parte diseñada para unirse al aminoácido que codifica el anticodón.para unirse al aminoácido que codifica el anticodón.

3.- ARN ribosómico (es el más abundante 80%)3.- ARN ribosómico (es el más abundante 80%)

ARN ribosómico (ARNr): Es la clase de ARN ARN ribosómico (ARNr): Es la clase de ARN más abundante en más abundante en todas las célulastodas las células y tiene gran importancia en la constitución de los y tiene gran importancia en la constitución de los ribosomas, pero no se conoce demasiado bien su función.ribosomas, pero no se conoce demasiado bien su función.ARN ribosómico, es un ARN estructural que compone los ARN ribosómico, es un ARN estructural que compone los ribosomas junto con proteínas. Parece ser que tiene una ribosomas junto con proteínas. Parece ser que tiene una función función de enzimático al facilitar las interacciones para que el RNAm se de enzimático al facilitar las interacciones para que el RNAm se acomode en el ribosoma y sea leído por los RNAts, y al mismo acomode en el ribosoma y sea leído por los RNAts, y al mismo tiempo facilita la interacción con proteínas enzimáticas que tiempo facilita la interacción con proteínas enzimáticas que posibilitan la formación de los enlaces peptídicos posibilitan la formación de los enlaces peptídicos

Los ribosomas procarióticos tienen RNAr de tres tamaños 16S, 5S y Los ribosomas procarióticos tienen RNAr de tres tamaños 16S, 5S y 23S, los eucarióticos tienen 4 tamaños 18S, 5S, 5.8S y 28S.23S, los eucarióticos tienen 4 tamaños 18S, 5S, 5.8S y 28S.El ARNr es el que contribuye a dar a los ribosomas su forma El ARNr es el que contribuye a dar a los ribosomas su forma acanalada, al condicionar la posición de las proteínas, posibilitando acanalada, al condicionar la posición de las proteínas, posibilitando la unión a su estructura del ARNm, de los ARNt y de la proteína la unión a su estructura del ARNm, de los ARNt y de la proteína que se está sintetizando. Supone el 75% del RNA celular en que se está sintetizando. Supone el 75% del RNA celular en procariotas y el 50% en eucariotas.procariotas y el 50% en eucariotas.

  

4.- ARN nucleolar4.- ARN nucleolarLas células eucariotas poseen RNA nucleolar (RNA Las células eucariotas poseen RNA nucleolar (RNA heterogéneo nucleolar) que son en realidad heterogéneo nucleolar) que son en realidad precursores del los RNAm maduros.precursores del los RNAm maduros.

5.- snRNPs5.- snRNPsLas células eucariotas poseen también un grupo Las células eucariotas poseen también un grupo de moléculas de RNA unidas a proteínas, de moléculas de RNA unidas a proteínas, denominadas denominadas ribonucleo proteínas pequeñas ribonucleo proteínas pequeñas nucleolaresnucleolares (snRNPs) que desempeñan un papel (snRNPs) que desempeñan un papel importante en el importante en el proceso de síntesis de RNAm.proceso de síntesis de RNAm.

Diferencias entre ADN y Diferencias entre ADN y ARNARN

Hay tres tipos netamente diferenciados de Hay tres tipos netamente diferenciados de ARN, tanto en su estructura como en su ARN, tanto en su estructura como en su función:función:

a) a) Diferencias estructuralesDiferencias estructurales La estructura del ADN es de doble cadena, La estructura del ADN es de doble cadena, lo que confiere una mayor protección a la lo que confiere una mayor protección a la información contenida en él. información contenida en él. La estructura de los ARN es La estructura de los ARN es monocatenaria aunque, puede monocatenaria aunque, puede presentarse en forma lineal como el ARNm presentarse en forma lineal como el ARNm o en forma plegada cruciforme como ARNt o en forma plegada cruciforme como ARNt y ARNr.y ARNr.

b) Diferencias en la composiciónb) Diferencias en la composición El ADN y ARN se diferencian en su composición de El ADN y ARN se diferencian en su composición de pentosapentosa, el ADN está compuesto por desoxirribosa , el ADN está compuesto por desoxirribosa y el ARN por ribosa. y el ARN por ribosa. También se diferencian en su También se diferencian en su composición de composición de basesbases..EL ADN está compuesto por Adenosina, Timina EL ADN está compuesto por Adenosina, Timina Guanina y Citosina, mientras que el ARN sustituye Guanina y Citosina, mientras que el ARN sustituye la Timina por Uracilo. Su composición de bases es la Timina por Uracilo. Su composición de bases es Adenosina, Uracilo, Guanina y Citosina.Adenosina, Uracilo, Guanina y Citosina.

c) Diferencias en la funciónc) Diferencias en la funciónRespecto a la función de cada tipo de ácido Respecto a la función de cada tipo de ácido nucleico, también hay diferencias.nucleico, también hay diferencias.El ADN tiene como función el almacenar, conservar El ADN tiene como función el almacenar, conservar y transmitir la información genética de células y transmitir la información genética de células padres a hijas.padres a hijas.El ARN tiene como función básica el articular los El ARN tiene como función básica el articular los procesos de expresión de la información genética procesos de expresión de la información genética del ADN en la síntesis de proteínas.del ADN en la síntesis de proteínas.

Resumen …Resumen … Las alrededor de treinta mil proteínas diferentes en el cuerpo Las alrededor de treinta mil proteínas diferentes en el cuerpo

humano están hechas de veinte aminoácidos diferentes, y una humano están hechas de veinte aminoácidos diferentes, y una molécula de ADN debe especificar la secuencia en que se unan molécula de ADN debe especificar la secuencia en que se unan dichos aminoácidos.dichos aminoácidos.

El ADN en el genoma de un organismo podría dividirse El ADN en el genoma de un organismo podría dividirse conceptualmente en dos, el que conceptualmente en dos, el que codifica las proteínascodifica las proteínas y el que y el que no codificano codifica. En el proceso de elaborar una proteína, el ADN de un . En el proceso de elaborar una proteína, el ADN de un gen se lee y se transcribe a ARN. Este ARN sirve como mensajero gen se lee y se transcribe a ARN. Este ARN sirve como mensajero entre el ADN y la entre el ADN y la maquinariamaquinaria que elaborará las proteínas y por eso que elaborará las proteínas y por eso recibe el nombre de ARN mensajero. El ARN mensajero instruye a recibe el nombre de ARN mensajero. El ARN mensajero instruye a la maquinaria que elabora las proteínas, para que ensamble los la maquinaria que elabora las proteínas, para que ensamble los aminoácidos en el orden preciso para armar la proteína.aminoácidos en el orden preciso para armar la proteína.

El El dogma centraldogma central de la biología molecular plantea que el flujo de de la biología molecular plantea que el flujo de actividad y de información es: actividad y de información es: ADN → ARN → proteínaADN → ARN → proteína

En la actualidad se asume que este dogma es cierto en la mayoría En la actualidad se asume que este dogma es cierto en la mayoría de los casos, pero se conocen importantes excepciones: En de los casos, pero se conocen importantes excepciones: En algunos organismos (virus de ARN) la información fluye de ARN a algunos organismos (virus de ARN) la información fluye de ARN a ADN, este proceso se conoce como "transcripción inversa o ADN, este proceso se conoce como "transcripción inversa o reversa" . Adicionalmente, se sabe que existen secuencias de ADN reversa" . Adicionalmente, se sabe que existen secuencias de ADN que se transcriben a RNA y son funcionales como tales, sin llegar que se transcriben a RNA y son funcionales como tales, sin llegar a traducirse a proteína nunca.a traducirse a proteína nunca.

LA INDIVIDUALIDAD Y EL POTENCIAL LA INDIVIDUALIDAD Y EL POTENCIAL FUNCIONAL DE CADA SER SON FUNCIONAL DE CADA SER SON DETERMINADAS POR LA DETERMINADAS POR LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN SUS INFORMACIÓN CONTENIDA EN SUS ACIDOS NUCLEICOSACIDOS NUCLEICOS