LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Transcripción

1 LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

2 EXPERIMENTO DE GRIFFITH

3 EXPERIMENTO DE GRIFFITH

4 EXPERIMENTO DE GRIFFITH

5 EXPERIMENTO DE GRIFFITH

6 EXPERIMENTO DE GRIFFITH

7 NH 2 Enlace Fosfodiéster O N N - O P O - O CH 2 H H O H N N Enlace ß-N-glucosídico OH OH Pentosa Base Fosfato Nucleósido Nucleótido

8 Ribonucleósido -5 - monofosfato

9 BASES NITROGENADAS Citosina y timina Uracilo (RNA) Adenina y guanina

10 (6-amino purina) (2-amino-6-oxo-purina) (4-amino-2-oxopirimidina) (5-metil-2,4-dioxopirimidina) (2,4 dioxopirimidina)

11

12

13

14

15

16 FORMAS TAUTOMÉRICAS DEL URACILO Formas tautoméricas dependiendo del ph. FORMA CETO. A ph 7 la forma lactama del uracilo es la predominante FORMA ENOL Existe otro tipo de tautomería que es la amino-imino. La predominante a ph 7 es la amino.

17

18

19 AZÚCAR LA PENTOSA PUEDE SER: LA RIBOSA (ARN) LA DESOXIRRIBOSA (ADN) HOCH 2 O N N H 2 N N N Enlace β-n-glicosídico N HOCH 2 N O H 2 N N N OH OH OH H Adenosina Desoxiadenosina (pentosa es ribosa) (pentosa es desoxirribosa)

20 1 Proyección de Haworth FURANOSAS: Los anillos que se forman son heterociclos de 5 átomos. Derivadas del anillo de furano. Se forman 2 estereoisómeros o isómeros espaciales α y ß (se denominan anómeros) PIRANOSAS: Los anillos que se forman son heterociclos de 6 átomos. Derivadas del anillo de pirano.

21 Purinas ENLACE ß-N- GLUCOSÍDICO Pirimidinas Enlace con N1 Enlace con Ν 9 Bases tienen resonancia absorben luz UV cercanas a 260 nm Hidrofóbicas que favorecen el apilamiento en la estructura del DNA

22 Formación del enlace fosfodiester

23 OH de ribosa forma puentes de H con agua Grupos fosfato están ionizados y cargados negativamente a ph 7.0, las cargas negativas son neutralizadas por interacciones iónicas con proteínas, metales o poliaminas

24

25

26

27 FUNCIONES DE LOS NUCLEÓTIDOS Son fundamentales para la vida de las células, pues al unirse con otras moléculas cumplen tres funciones cruciales: TRANSPORTAN ENERGÍA TRANSPORTAN ÁTOMOS TRANSMITEN LOS CARACTERES HEREDITARIOS

28 TRANSPORTAN ENERGÍA Cada nucleótido puede contener uno (monofosfato: AMP), dos (difosfato:adp) o tres (trifosfato: ATP) grupos de acido fosfórico Los nucleótidos, por razón de sus grupos de fosfato, son fuentes preferidas en las células para la transferencia de energía. Los nucleótidos se encuentran en un estado estable cuando poseen un solo grupo de acido fosfórico. Cada grupo de fosfato adicional que posea un nucleótido se encuentra en un estado más inestable y el enlace del fosfato tiende a romperse por hidrólisis y liberar la energía que lo une al nucleótido.

29 Las células poseen enzimas cuya función es precisamente hidrolizar nucleótidos para extraer el potencial energético almacenado en sus enlaces. Por tal razón un nucleótido de trifosfato es la fuente preferida de energía en la célula. De ellos, el ATP (un nucleótido de adenina con tres grupos de fosfato), es el predilecto en las reacciones celulares para la transferencia de la energía demandada. UTP (uracilo + tres fosfatos) y GTP (Guanina y tres fosfatos) también complacen las demandas de energía de la célula en reacciones con azúcares y cambios de estructuras protéicas, respectivamente.

30

31 TRANSPORTE DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS En algunas reacciones metabólicas un grupo de átomos se separa de un compuesto y es transportado a otro compuesto. Dicho grupo de átomos se une temporariamente a una coenzima (molécula transportadora de sustancias) Muchas vitaminas tienen esta función

32 vitamina B1o tiamina vitamina B2 o riboflavina: sus derivados son nucleótidos enzimáticos el [FAD + ](Flavin-adenín dinucleótido)o el [FMN + ] (Flavín mononucleótido) vitamina B3 o niacina: sus derivados son nucleótidos enzimáticos con gran poder reductorcomo el [NAD + ](Nicotin-adenín dinucleótido)o el [NADP + ] (Nicotin-adenín dinucleótido fosfato) vitamina B5 o ácido pantoténico: su principal derivado es la coenzima A (CoA) con gran importancia en procesos metabólicos. vitamina B6o piridoxina vitamina B12o cobalamina

33 OTROS NUCLEÓTIDOS

34 OTROS NUCLEÓTIDOS

35 OTROS NUCLEÓTIDOS

36 OTROS NUCLEÓTIDOS

37 TRANSMITIR CARACTERES HEREDITARIOS Para cumplir esta función, los nucléotidos se polimerizan formando polinucleótidos en forma de cadena, llamados ácidos nucleicos.

38

39

40

41 NOMENCLATURA

42 PIRIMIDINAS MENORES BASES RARAS I PURINAS MENORES Algunos DNA`s de virus

43 BASES RARAS II

44

45 ESTRUCTURA GENERAL DE LOS ACIDOS NUCLEICOS 5`-ACGTA-3

46

47 Niveles estructurales de los ácidos nucleicos Estructura primaria Polímero lineal formado por la unión de numerosos nucleótidos mediante enlaces fosfodiéster. El orden de los nucleótidos define la secuencia del ácido nucleico. Estructura secundaria Formada por la disposición relativa espacial de los nucleótidos que se encuentran próximos en la secuencia. DNA estructura definida por la unión de las dos cadenas polinucleótidicas a través de las bases nitrogenadas. RNA presente en determinadas regiones de la molécula Estructuras de orden superior Todas aquellas de orden superior a los niveles primario y secundario. DNA resultantes del superenrollamiento y de la asociación con proteínas básicas para formar la cromatina. No determinada por niveles inferiores. RNA (especialmente trna) plegamiento tridimensional definido, similar a la estructura terciaria de las proteínas.

48

49

50

51

52 ESTRUCTURA RAYOS X DEL ADN

53

54 DNA-A 1.Doble hélice plectonémica y dextrógira 2. Planos de bases oblicuos respecto al eje de la doble hélica 3. Propio de RNAs en doble hélice, o de híbridos DNA-RNA 4. Más ancha y corta que DNA-B

55 El DNA-B 1. Estructura helicoidal 2. Periodicidad a 3.4 nm 3. Periodicidad a 0.34 nm 4. R.E.Franklin sugiere que el eje ribosa-fosfato está hacia fuera y las bases hacia dentro. Igualmente sugiere que se trata de una doble hélice, y no triple Con estos datos, y teniendo en cuenta las reglas de Chargaff, Watson y Crick elaboraron su modelo en doble hélice

56 3.4 nm 1. El DNA es una doble hélice plectonémica y dextrógira, con un paso de rosca de 3.4 nm

57 5 3 Modelo de Watson-Crick, Cada una de las dos hélices es un polinucleótido entrelazado con el otro de manera que su polaridad es opuesta (es decir, corren en sentido antiparalelo)

58 3. El eje ribosa-fosfato se sitúa hacia el exterior de la doble hélice, en contacto con el solvente 4. Mientras que las bases nitrogenadas (anillos planares) se sitúan, apiladas, hacia el interior de la estructura, en un entorno hidrofóbico

59 0.34 nm 5. Las bases están situadas en planos aproximadamente perpendiculares al eje mayor de la doble hélice. La distancia entre planos es de 0.34 nm

60 6. Cada base interacciona con su opuesta a través de enlaces de hidrógeno, y de manera que: A N N CH 3 H N H O N N H N O N T (a) Adenina (A) sólo puede interaccionar con timina (T) (y viceversa), a través de dos puentes de hidrógeno, y

61 G N N O N H N H C N N H N H O N (b) Guanina (G) sólo puede interaccionar con citosina (C) (y viceversa), a través de tres puentes de hidrógeno H

62 Surco estrecho Surco ancho 7. El eje de la doble hélice no pasa por el centro geométrico del par de bases. Esto determina que la hélice presente un surco ancho y un surco estrecho

63 Interacciones débiles que mantienen la estructura del DNA 1. Enlaces de hidrógeno entre bases complementarias 2. Interacciones hidrofóbicas entre planos de bases contiguos (int. de apilamiento, stacking) 3. Interacciones iónicas del fosfato con moléculas electropositivas (histonas, poliaminas, etc.)

64 DNA-Z 1. Doble hélice plectonémica y levógira 2. Zonas de secuencia alternante -GCGC- 3. Conformación de G es syn- en lugar de anti- 4. Más estrecha y larga que DNA-B

65 CARACTERÍSTICAS DE LOS ADN

66

67

68 ARN DNA se localiza núcleo RNA se sintetiza en el núcleo y tiene que ser transportado al citosol RNA ribosomal (rrna) componentes estructurales de ribosomas RNAs mensajeros (mrna) RNAs de transferencia (trna) moléculas adaptadoras para traducir la información del mrna en proteínas.

69 Ácido Ribonucleico (ARN o RNA) Un solo filamento polinucleotidico. Es sintetizado por una plantilla o molde de DNA por acción de la RNA polimerasa. Existen 3 tipos de RNA polimerasa: Tipo I: transcribe ARN ribosómico (ARNr) Tipo II: transcribe ARN mensajero (ARNm) Tipo III: transcribe ARNt transferencia (ARNt)

70

71 3 Extremo aceptor 5 Lazo T-Ψ-C Lazo DHU Lazo variable trna Lazo anticodon

72 Estructura tridimensional del trna 5 3 Lazo TΨC Extremo aceptor Lazo variable Lazo anticodon

73 RNA transferencia (trna)

74 RNA transferencia (trna)

75 Tipos de rrnas

76 Ribozimas ( RNAs catalíticos) Intrones grupo 1 que se autoprocesan Rnasa P de E coli. RNAs pequeños Small nuclear RNA (snrna) involucrado en el procesamiento de los intrones en RNAs eucariontes (splicing) Small nucleolar RNA (snorna) dirige la modificación de RNAs ribosomales, síntesis de telómeros. Micro-RNA (mirna) regula la expresión génica nucleótidos small interfering RNA (sirna) interviene en el fenómeno del la interferencia por RNA (RNAi) small temporally regulated RNA (strna)