Nucleótidos y ácidos nucleicos

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T.6. Nucleotido y ac nucleic. 1)Compos ac nucleic: ác nucleic son macromol biológ que almacenan, transmiten y expresan la información genética. Hay2 tipos: el ADN(ACGT) y ARN(ACGU). Formadas por subonidades llamadas nucleótidos, que a su vez están formadas por la unión de una base nitrogenada, pentosa y una molécula de ácido fosfórico.

A)bases nitrogenadas son compuestos heterocíclicos, formados por C y N. Las estructuras que forman son planas. Hay2tipos: púricas y pirimidínicas.

- Bases pirimidínicas. Derivan de la pirimidina. Son C,T,U. La T solo está en el ADN, y el U en el ARN.

- Bases púricas. Derivan de la purina. Tanto ADN como ARN se encuentran: la adenina y la guanina.

B)pentosas pueden ser la ribosa, o ribonucleótidos, y la desoxirribosa, o desoxirribonucleótidos.

C)ácido fosfórico se encuentra en los nucleótidos en forma de ión fosfato.

1.1)Nucleosido: aparecen x unión una base nitrogenada y una pentosa, mediante enl N-glucosídico entre el C1 de la pentosa y un nitrógeno de la base con la pérdida de una molécula de agua. nombran añadiendo al nombre de la base sufijo -osina si es base púrica, o la terminación -idina si una base pirimidínica. Si la pentosa es la desoxirribosa, se añade el prefijo desoxi-.

1.2)Nucleotido: son los ésteres fosfóricos de los nucleósidos. Se forman por unión de un nucleósido con una molécula de ácido fosfórico. El enlace éster se produce entre el grupo hidroxilo del C5' de pentosa y el ácido fosfórico.

2)Nucleotido no nucleico: Estan libres en las cél, e intervienen en metabolismo y su regulación como activadores de enzimas, aportando energía química en las reacciones celulares y como coenzimas.

2.1)Nucleotid d adenina: A)ADP y ATP. importancia biológica xq los grupos fosfatos se unen entre sí mediante enl ricos en energía. Esta se acumula al formarse el enlace y se libera cuando se rompe por hidrólisis. Son mol transportadoras energía.

El ADP(adenosín difosfato) y ATP (adenosín trifosfato) son los transportadores de energ+importantes.

El ATP actúa como "moneda de intercambio de energía". La energía desprendida en las reacciones exergónicas se utiliza para formar ATP a partir de ADP y ácido fosfórico, mientras que la energía que se necesita en las reacciones endergónicas procede de la liberada cuando el ATP se hidroliza a ADP y ácido fosfórico (defosforilación).

B)AMP cíclico(AMPc) es un nucleótido de adenina cuyo ácido fosfórico está esterificado con los carbonos 5' y 3' de la ribosa, formando una estructura cíclica.

Se forma en las células a partir del ATP intracelular, mediante una reacción catalizada por la enzima adenilato ciclasa que esta en membrana celular.

La adenilato ciclasa se activa cuando determinadas hormonas se unen en la membrana plasmática a receptores específicos. Así, la unión de una hormona al receptor adecuado hace que se produzca AMPc. Esta molécula activa enzimas que actúan en numerosas reacciones metabólicas.

Srgun cómo se origina, el AMPc se le llama "segundo mensajero", ya que trasmite y amplifica en el interior de la célula las señales que le llegan a través de la sangre mediante las hormonas, que son los "primeros mensajeros".

2.2)Nucleotid coenzimatico: coenzimas son moléculas orgánicas que intervienen en las reacciones catalizadas enzimáticamente, actuando como transportadores de electrones. no son específicas en cuanto al sustrato sobre el que actúan.

principales son:

A)nucleótidos d flavina, formados por la flavina, y un derivado de la ribosa, el ribitol. Al unirse para formar el nucleósido, constituyen un compuesto denominado riboflavina o vitamina B2.

Los nucleótidos de flavina son:

-FMN: flavín-mononucleótido. flavina está unida a un grupo fosfato.

-FAD: flavín-adenín-dinucleótido, formado por una molécula de FMN unida a otra de AMP.

Ambos son coenzimas de las deshidrogenasas, enzimas que catalizan las reacciones de oxidación-reducción.

B)Los nucleótidos de piridina, que son dinucleótidos formados por la unión mediante enl fosfodiéster del nucleótido de nicotinamida y el de adenina.
Existen dos:

-NAD: dinucleótido de nicotinamida y adenina.

-NADP: fosfato del dinucleótido de nicotinamida y adenina.

Son también coenzimas de las deshidrogenasas. Intervienen en diversos procesos metabólicos, como la respiración celular.

C)La coenzima A, que está formada por un derivado del ADP y una cadena corta de etilamina unida a un grupo tiol que recibe el nombre de B-mercaptoetilamina.

Interviene en reacciones enzimáticas implicadas en el metabolismo celular. el acetil coenzima A tiene una gran importancia en el metabolismo celular.

3)Ac desoxir(ADN):  ADNestá constituido por subonidades que se repiten en la molécula. Estas subunidades son los nucleótidos. es un polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de ACGT. Al igual que ocurre con las proteínas, el ADN posee diferentes niveles de complejidad estructural.

Presenta sobre estruc primaria y secundaria; aunque asociado o no a proteínas nucleares, adopta estructuras superenrolladas o empaquetadas que equivaldrían a una estructura terciaria.

3.1)Estruc primar: E l secuencia de nucleótidos, de estructura y dimensiones conocidas, unidos por enlaces fosfodiéster. establecen entre el radical fosfato situado en el carbono 5' de un nucleótido y el radical hidroxilo del carbono 3' del siguiente nucleótido.Una cadena de ADN presenta dos extremos libres: el 5', unido al grupo fosfato, y el 3', unido a un hidroxilo.
Las cadenas de nucleótidos se diferencian en el tamaño, en la composición y en la secuencia de bases. Cuando se representa una cadena de ADN, se indica la secuencia de desoxirribonucleótidos de manera abreviada. Inform genetic encontrada en una porcio concret de ADN(gen) lleva la infor neceseria para que los aminoac se unan en un determ orden.

3.2)Estruc secund.modelo Watson y Crick: se sabía que estaba formado por nucleótidos de estructura y dimensiones conocidas, unidos por enlaces fosfodiéster. la estructura del ADN:

A)ADN es una moléc larga, rígida y no plegada, como las prot.

B)En la molécula existen detalles estructurales repetidos cada 0,34 nm y cada 3,4 nm.

C)La composición en bases varía, pero para la misma especie, el contenido en bases púricas es igual a pirimidínicas.

El ADN es una doble hélice de 2 nm de diámetro, formada por dos cadenas de polinucleótidos enrolladas alrededor de un eje imaginario con las bases nitrogenadas en el interior. Los planos de sus anillos son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la doble hélice A)El enrollamiento es dextrógiro y plectonémico(Para separar las cademas se deben enrollar).

B)Cada pareja de nucleótidos está separada de otra por 0,34 nm, y cada vuelta de doble hélice está formada por 10 pares de nucleótidos; lo que es3,4 nm por vuelta de hélice.

C)Las dos cadenas de polinucleótidos son antiparalelas, es decir, los enlaces 5' -> 3' están orientados en sentidos opuestos y son complementarias, o, lo que es lo mismo, existe una correspondencia entre las bases nitrogenadas.

4)Estruc alternativs a dobl helic: La configuración especial descrita por Watson y Crick se denomina forma B, y durante mucho tiempo fue considerada como la única. En la actualidad se conocen otras formas, siendo la forma A y la forma Z las mejor estudiadas. 4.1)Forma B dl ADN: La forma B es considerada como la de mayor interés biológico por ser la que se encuentra al estudiar el ADN en disolución; además, es la forma en que normalmente el ADN interacciona con las proteínas del núcleo. 4.2)Forma A dl ADN: La forma A se obtiene a partir de la B cuando la humedad relativa se reduce al 75%. Se trata de una doble hélice dextrógira, es decir, gira en sentido horario al igual que la forma B. 4.3)Forma Z dl ADN: La forma Z es más larga y estrecha que la forma B.por cada vuelta de hélice hay 12 pares de bases; las dos cadenas de polinucleótidos se encuentran enrolladas formando un zigzag. 5)Func biolog dl ADN: El ADN es el almacén de la información genética y la molécula encargada de transmitir a la descendencia las instrucciones necesarias para construir todas las proteínas presentes en un ser vivo. Para ello, tiene la capacidad de realizar copias de sí mismo mediante un mecanismo, la replicación, que se basa en la complementariedad entre las bases nitrogenadas de las dos cadenas del ADN.

Existe cierta correspondencia entre la complejidad de un organismo y la cantidad de ADN que contiene. Resulta lógico pensar que cuanto más complejo sea un organismo, mayor número de proteínas diferentes necesitará.

Así, existe una notable diferencia en el contenido del ADN de virus, bacterias, levaduras y seres pluricelulares. Sin embargo, dentro de un mismo grupo, como ocurre en los vertebrados, puede haber a su vez grandes diferencias en el contenido del ADN, sin que exista una diferencia significativa en su complejidad. Si comparamos el contenido del ADN en ranas y tritones, se pueden apreciar diferencias de hasta 100 veces.
5.1)ADN en cel eucar y proc: . En las procarióticas existe una molécula de ADN circular, es decir, con sus extremos cerrados, que recibe el nombre de cromosoma bacteriano. Además, a veces contiene otras moléculas circulares más pequeñas llamadas plásmidos.

. En las eucarióticas, el ADN se encuentra en el interior del núcleo formando largas moléculas lineales asociadas a proteínas básicas. Cada molécula de ADN, con sus proteínas asociadas, forma una fibra visible al microscopio electrónico. El conjunto de todas esas fibras constituye la cromatina. Cuando la célula se va a dividir, cada fibra de cromatina se compacta y forman los cromosomas. Se calcula que todo el ADN contenido en los 46 cromosomas de una célula humana mida unos 2,36 metros.

Aunque la mayor parte del ADN de las células eucarióticas se encuentra en el núcleo, también lo hay en las mitocondrias y cloroplastos; es un ADN que codifica algunas de las proteínas propias de estos orgánulos. Normalmente, cada orgánulo contiene varias copias de su ADN con forma de anillo, similar al de los procariontes, aunque de menor longitud.

. En los virus, el ADN puede adoptar múltiples formas. Los virus contienen una sola molécula, que puede ser monocatenaria o bicatenaria, según esté compuesta de una sola hebra de ADN o de dos. Además, ambos tipos pueden presentarse en forma lineal o circular.

6)Ac ribonuc(ARN): Casi de manera simultánea al descubrimiento del ADN por Miescher, Félix Hoppe-Seyler descubrió una sustancia similar que resultó ser el ácido ribonucleico (ARN). El ARN está formado por la unión de ribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y uracilo, mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5' -> 3'. Además de las cuestro bases, pueden aparecer otras que en la mayoría de los casos, son sus derivados metilados.

En la mayor parte de los organismos, el ARN es monocatenario, salvo en algunos virus en los que es bicatenario. En los monocatenarios, algunas zonas de su molécula, denominadas horquillas, pueden presentar estructura de doble hélice como resultado de la formación de enlaces de hidrógeno entre bases complementarias. Cuando las zonas complementarias están separadas por regiones no complementarias, se forman bucles.

En prácticamente todos los organismos vivos, la función del ARN es la misma: dirigir la síntesis de las proteínas a partir de la información obtenida del ADN. Todos los ARN se forman a partir del ADN, tomando una parte de él como molde; este hecho hace que ambos sean complementarios. En los virus que carecen de ADN (reovirus o el de la polio), es el ARN quien realiza las funciones de ARN con la misma composición química, pero con distinta estructura y función. 6.1)ARNmensaj: Constituye entre el 2% y el 5% del total de ARN. Presenta una estructura lineal salvo en algunas zonas de la cadena, donde se forman horquillas debido a la existencia de complementariedad entre las bases.

Su función es copiar la información genética del ADN (transcripción) y llevarla hasta los ribosomas, que son los orgánulos donde se realiza la síntesis de las proteínas. Cada ARN mensajero se sintetiza tomando como molde una porción de ADN, y es complementario a él.

El ARNm tiene una vida muy corta -algunos minutos-, ya que rápidamente es destruido por la acción de unas enzimas llamadas ribonucleasas; de lo contrario, el proceso de síntesis proteica continuaría indefinidamente.
6.2)ARNribosomic:Agrupa varios ARN diferentes y constituye hasta un 80% del total de ARN de una célula. Las moléculas de ARNr son largas y monocatenarias; aunque en algunas regiones, las bases nitrogenadas se encuentran apareadas. Por tanto, en esas zonas, el ARNr tiene una estructura en doble cadena.

También se denomina ARN estructural, ya que varias moléculas de este ARN, asociadas en su conjunto de proteínas básicas (más de 70), forman un ribosoma que es el orgánulo donde se sintetizan las proteínas. 6.3)ARNtransferenc: Sun función es transportar los aminoácidos hasta los ribosomas, para que allí se unan y formen las proteínas.

Está constituido por un número de nucleótidos que oscila entre 70 y 90. Algunas zonas de la molécula presentan una estructura en forma de doble hélice, y en donde no existe apareamiento de bases, se forman bucles. Si la molécula de ARNt se dispone en un plano, su aspecto recuerda al que tiene una hoja de trébol; pero vista en tres dimensiones, su forma es parecida a la de la letra L.

Una de las características del ARNt es la presencia de nucleótidos con bases nitrogenadas diferentes (10% del total) a las normales (A, U, G, C).

Existen hasta 50 tipos distintos de ARNt, pero todos tienen algunas características comunes:

. En el extremo 5' hay un triplete de bases nitrogenadas en el que siempre existe guanina y un ácido fosfórico libre.

. El extremo 3' está formado por tres bases nitrogenadas (C-C-A) sin aparear, siendo este el lugar por donde el ARN de transferencia se une al aminoácido que va a transportar hasta el ribosoma.

. En el brazo A existe un triplete de bases nitrogenadas, llamado anticodón, diferente para cada ARNt en función del aminoácido que va a transportar, y es complementario del correspondiente triplete codón del ARNm.

Además de estas tres zonas específicas, los ARNt tienen otras dos: el brazo T (por llevar timina), que es el lugar por donde se fija al ribosoma; y el brazo D, que es la zona por donde se une a la enzima que cataliza su unión con el aminoácido. Esta enzima es la aminoacil-t-ARN sintetasa. 6.4)ARNnucleola: Se encuentra asociado a diferentes proteínas, formando el nucléolo. Se origina en el núcleo a partir de diferentes segmentos del ADN, denominados organizadores nucleolares. Una vez formado, se fragmenta y da origen a los diferentes tipos de ARN ribosómico.

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