NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN y ARN, LAS MOLECULAS DE LA HERENCIA

Transcripción

1 NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN y ARN, LAS MOLECULAS DE LA HERENCIA

2 Forman parte del tercer tipo de estructura celular que encontramos desde el exterior al interior celular. El núcleo contiene los ácidos nucleicos, descubiertos por Friedrich Miescher en 1869 que los aisló desde núcleos, como una sustancia ácida a la que llamó nucleína. Los ácidos nucleicos ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico) son las moléculas encargadas del almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética. Analizaremos la estructura y composición química de sus constituyentes, los nucleótidos, así como las funciones que desempeñan. Es importante comprender la naturaleza química de los ácidos nucleicos para relacionar su estructura con su función en la célula.

3 NUCLEÓTIDOS Son los constituyentes de los ácidos nucleicos ADN y ARN. Desempeñan numerosas funciones en el metabolismo: Actúan como transmisores de energía (ATP) Actúan como señales químicas en los sistemas celulares en respuesta a las hormonas y otros estímulos extracelulares (AMPc) Son componentes de una serie de coenzimas e intermediarios metabólicos (NAD, FAD, NADP) Son los constituyentes de los ácidos nucleicos ADN y ARN Constituídos por 3 componentes característicos: una base nitrogenada, una pentosa y al menos un grupo fosfato.

4 Los ácidos nucleicos: ADN y ARN son polinucleótidos ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS NUCLEÓSIDO Ác FOSFÓRICO PENTOSA D-Ribosa o D-Desoxirribosa BASES PURICAS O PIRIMIDINICAS Se llama nucleósido a la unión de una osa (ribosa o desoxirribosa) con base nitrogenada con enlace N-glicosídico. La esterificación de un nucleósido con un ácido fosfórico es un nucleótido.

5 ESTRUCTURA DE LOS NUCLEOTIDOS Nucleósido = Pentosa + Base nitrogenada Nucleótidos = pentosa + base nitrogenada + fosfato Enlace éster fosfórico Enlace N- glicosídico

6 Las bases nitrogenadas son moléculas planas, aromáticas, heterocíclicas, que derivan de la purina o pirimidina. Resisten la oxidación. Absorben en el UV, propiedad utilizada para su caracterización. PURINA PIRIMIDINA

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8 Presentan formas tautoméricas: en donde la forma ceto y enólica están en equilibrio. Forma ceto Formas enol A ph 7.0 la forma lactámica (forma ceto) es la predominante

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10 Pentosas de los nucleósidos y nucleótidos: D- ribosa presente en ARN D-2-desoxirribosa en ADN Enlaces N-glicosídicos en los nucleósidos: bases púricas: unión entre N9 y C1 bases pirimidínicas: unión entre N1 y C1

11 Nucleósidos se forman por la unión de una base nitrogenada a una pentosa Nombre Adenosina Guanosina Citidina Uridina Desoxiadenosina Desoguanidina Desoxicitidina Desoxitimidina Ribonucleósidos Base nitrogenada Adenina Guanina Citosina Uracilo Desoxirribonucleósidos Adenina Guanina Citosina Timina OSA D-Ribosa D-2-desoxirribosa

12 RIBONUCLEOTIDOS

13 DESOXIRRIBONUCLEOTIDOS

14 ESPECTRO DE ABSORCIÓN DE LOS NUCLEOTIDOS Presentan un máximo de absorción a 260 nm.

15 Estructura del AMPc y el GMPc, dos nucleótidos reguladores. El AMPc actúa como segundo mensajero de diversos procesos biológicos como transducción de señales en la célula en respuesta a estímulos como por ejemplo hormonas y está relacionado con la activación de la proteina quinasa A, enzima que fosforila numerosas proteínas.

16 Los nucleótidos almacenan energía química en la célula

17 El ATP es un ribonucleótido constituido por adenina y ribosa a la que se unen en forma secuencial 3 grupos fosfato por medio de un enlace fosfodiester seguido de 2 enlaces fosfoanhídrido. El ATP constituye el vínculo entre catabolismo y anabolismo, siendo la moneda energética de la célula viva. La importancia del ATP radica en la gran cantidad de energía libre que acompaña a la rotura de los enlaces fosfoanhídrido. La conversión exergónica del ATP a ADP y P, está acoplada a muchas reacciones y procesos endergónicos.

18 Hidrólisis del ATP. En la figura se representa la estructura del ATP, indicando la posición de los enlaces de alta energía, y cómo la ATPasa rompe uno de los enlaces fosfoanhídrido para dar ADP. Este proceso es exergónico y libera - 30,5 kj/mol en condiciones estándar.

19 Algunos nucleótidos de adenina son componentes de cofactores enzimáticos El NAD y el FAD actúan como coenzimas en reacciones de oxidoreducción

20 El NAD+ y el NADP+ se reducen a NADH y NADPH, captando un ión hidruro (dos electrones y un protón) a partir de un sustrato oxidable.

21 FAD y FMN. El FMN consiste en la estructura que se muestra por encima de la línea de trazos del FAD. Los nucleótidos de flavina aceptan dos átomos de hidrógeno (dos electrones y dos protones). Cuando el FAD o el FMN aceptan un solo átomo de hidrógeno, se forma la semiquinona, que es un radical libre estable.

22 Otros actúan como transportadores de grupos acilo: Coenzima A Estructura de la coenzima A. El grupo acilo se une a la CoA a través de un enlace tioéster en la porción β-mercaptoetilamina.

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24 Los nucleótidos pueden unirse unos a otros para formar los polinucleótidos: ADN y ARN. La unión se realiza mediante puentes de grupos fosfato, el enlace es fosfodiéster. Los esqueletos consisten en residuos de fosfato y pentosa, quedando las bases nitrogenadas como grupos laterales unidos al esqueleto. Todos los enlaces fosfodiéster tienen la misma orientación, la cadena tiene una polaridad específica y extremos 5 y 3 diferenciados.

25 Formación de enlaces fosfodiéster en el DNA y el RNA. Los enlaces fosfodiéster unen los sucesivos nucleótidos. El extremo 5 carece de nucleótido en la posición 5 y el extremo 3 carece de nucleótido en la posición 3