TEMA 5 ÁCIDOS NUCLÉICOS

Biología
2º Bachiller
TEMA 6 ÁCIDOS NUCLÉICOS
1. ÁCIDOS NUCLEICOS
1.1. CONCEPTO.
1.2. FUNCIONES
2. LOS NUCLEÓTIDOS: COMPONENTES
2.1. LAS BASES NITROGENADAS
2.2. EL AZÚCAR (GLÚCIDO)
2.3. LOS NUCLEÓSIDOS
2.4. ESTRUCTURA DE LOS NUCLEÓTIDOS
2.5. NUCLEÓTIDOS O DERIVADOS DE NUCLEÓTIDOS DE INTERÉS
BIOLÓGICO.
2.6. LOS POLINUCLEÓTIDOS
3. NUCLEOSIDOS Y NUCLEOTIDOS.
3.1. ATP
3.1.1. ESTRUCTURA
3.1.2. FUNCIÓN
3.2. ADN
3.2.1. COMPOSICIÓN QUIMICA
3.2.2. LOCALIZACION
3.2.3. ESTRUCTURA ( MODELO DE WATSON Y CRICK)
3.3. ARN
3.3.1. COMPOSICIÓN QUIMICA
3.3.2. LOCALIZACION
3.3.3. TIPOS Y FUNCIONES DE CADA UNO DE ELLOS
3.3.4. FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
RIBONUCLEICOS
3.4. ADN Y ARN: DIFERENCIAS A NIVEL QUÍMICO
1. ÁCIDOS NUCLEICOS.
1.1. CONCEPTO
Químicamente, los ácidos nucleicos son polímeros constituidos por la
unión mediante enlaces químicos de unidades menores llamadas nucleótidos.
Los ácidos nucleicos son compuestos de elevado peso molecular, esto es, son
macromoléculas.
1.2. FUNCIONES.
Los ácidos nucleicos, llamados así porque en un principio fueron
localizados en el núcleo celular, son las moléculas de la herencia y por lo tanto
van a participar en los mecanismos mediante los cuales la información genética
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se almacena, replica y transcribe. Ésta no va a ser su única función.
Determinados derivados de estas sustancias: los nucleótidos, van a tener otras
funciones biológicas, entre las que pueden destacarse, como ejemplo, la de
servir de intermediarios en las transferencias de energía en las células (ATP,
ADP y otros) o en las transferencias de electrones (NAD+ , NADP+ , FAD,
etc.).
2. LOS NUCLEÓTIDOS: COMPONENTES.
Los nucleótidos están formados por: una base nitrogenada (BN), un azúcar (A)
y ácido fosfórico (P); unidos en el siguiente orden: PABN
2.1. LAS BASES NITROGENADAS.
Son sustancias derivadas de dos compuestos químicos: la purina y la
pirimidina. Las que derivan de la purina son las bases púricas. Las que
derivan de la pirimidina se llaman pirimidínicas.
En los nucleótidos vamos a encontrar, normalmente, dos bases púricas: la
adenina (A) y la guanina (G). Tres son las bases pirimidínicas presentes en los
ácidos nucleicos: la citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U).
En ciertos casos, aunque esto pasa muy raramente, pueden encontrarse en
los ácidos nucleicos otras bases diferentes de estas cinco, por lo general
derivados metilados de ellas.
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2.2. EL AZÚCAR (GLÚCIDO).
El azúcar que interviene en los
nucleótidos puede ser o la ribosa (R) o la
desoxirribosa (dR). Ambas son aldopentosas
y las encontraremos en los nucleótidos como ß
furanosas.
Conviene destacar que la única
diferencia entre ambas está en que en el
carbono 2 de la desoxirribosa hay un
hidrógeno (-H) en lugar del grupo alcohol (OH).
2.3. LOS NUCLEÓSIDOS
El azúcar y la base nitrogenada se unen
entre sí como se indica en las figuras formando un
nucleósido. El enlace se forma entre el carbono
anomérico del azúcar y uno de los nitrógenos de
la base nitrogenada, en concreto, el indicado en la
figura.
En la unión se forma una molécula de
agua. Este enlace recibe el nombre de enlace Nglicosídico.
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2.4. ESTRUCTURA DE LOS NUCLEÓTIDOS.
Los nucleótidos son los
monómeros que constituyen los
ácidos nucléicos. Se forman
cuando se unen el ácido fosfórico
y un nucleósido. Es una unión
fosfoéster entre un OH del ácido
fosfórico y el OH situado en el
carbono 5 del azúcar, con
formación de una molécula de
agua. Según el azúcar sea la
ribosa o la desoxirribosa,
tendremos ribonucleótidos o
desoxirribonucleótidos.
La
timina nunca forma parte de los
ribonucleótidos y el uracilo no
forma
parte
de
los
desoxirribonucleótidos.
2.5. NUCLEÓTIDOS O DERIVADOS DE NUCLEÓTIDOS DE INTERÉS
BIOLÓGICO.
Algunos nucleótidos cumplen funciones por sí mismos. Así, por ejemplo:
2.5.1. Nucleótidos que intervienen en las transferencias de energía: Se trata
de moléculas que captan o desprenden energía al transformarse unas en
otras. Así, el ATP desprende energía cuando se hidroliza, transformándose
en ADP y fosfato inorgánico (Pi). Por el contrario, el ADP almacena
energía cuando reacciona con el fosfato inorgánico y se transforma en ATP
y agua. De esta forma se transporta energía (unas 7 kilocalorías por mol de
ADP/ATP) de aquellas reacciones en las que se desprende (exergónicas) a
aquellas en las que se necesita (endergónicas).
Ejemplos de nucleótidos transportadores de energía:
- AMP (adenosina-5'-monofosfato) A-R-P
- ADP (adenosina-5'-difosfato) A-R-P-P
- ATP (adenosina-5'-trifosfato) A-R-P-P-P
- GDP (guanosidina-5'-difosfato) G-R-P-P
- GTP (guanosidina-5'-trifosfato) G-R-P-P-P
2.5.2. Nucleótidos que intervienen en los procesos de óxido-reducción. Estas
moléculas captan electrones de moléculas a las que oxidan y los ceden a
otras moléculas a las que a su vez reducen. Así, el NAD+ puede captar 2etransformándose en su forma reducida, el NADH, y éste puede ceder dos
electrones a otras sustancias, reduciéndolas y volviéndose a transformar a
su forma oxidada, el NAD+. Así, se transportan electrones de aquellas
reacciones en las que se desprende a aquellas en las que se necesitan.
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Ejemplos de nucleótidos transportadores de electrones:
- NAD+ /NADH (Nicotinamida-adenina-dinucleótido) oxidado y
reducido, respectivamente.
- NADP+ /NADPH (Nicotinamida-adenina-dinucleótido-fosfato),
oxidado y reducido.
- FAD/FADH2 (Flavina-adenina-dinucleótido), oxidado y reducido.
2.5.3. Nucleótidos reguladores de procesos metabólicos. Algunos nucleótidos
cumplen funciones especiales como reguladores de procesos metabólicos,
por ejemplo el AMPc (AMP cíclico o adenosina-3',5'-monofosfato), en el
que dos OH del fosfato esterifican los OH en posiciones 3 y 5 de la ribosa
formando un ciclo. Este compuesto químico actúa en las células como
intermediario de muchas hormonas.
2.6. LOS POLINUCLEÓTIDOS.
Dos nucleótidos van a
poder unirse entre sí mediante
un
enlace
ésterfosfato
(fosfoéster). Este enlace se
forma entre un OH del ácido
fosfórico de un nucleótido y el
OH (hidroxilo) del carbono
número 3 del azúcar del otro
nucleótido con formación de
una molécula de agua. La unión
de otros nucleótidos dará lugar a
un polinucleótido.
Es de destacar que en
toda cadena de polinucleótidos
el nucleótido de uno de los
extremos tendrá libre el OH del
azúcar en posición 3, éste será
el extremo 3' de la cadena. El
ácido fosfórico del nucleótido
que se encuentre en el extremo
opuesto también estará libre,
éste será el extremo 5'. Esto marca un sentido en la cadena de
polinucleótidos.
Toda cadena podrá considerarse bien en sentido 3'5' o en
sentido 5' 3' y así habrá que indicarlo.
http://campus.usal.es/~dbbm/modmol/modmol06/index06.html
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3. NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS.
3.1. ATP
3.1.1. ESTRUCTURA.
El trifosfato de adenosina (ATP) o adenosín trifosfato es una
molécula que consta de una purina (adenina), un azúcar (ribosa), y tres
grupos fosfato. Es una
molécula que se encuentra
en todos los seres vivos y
constituye
la
fuente
principal
de
energía
utilizable por las células
para
realizar
sus
actividades.
Gran
cantidad de energía para
las funciones biológicas
se almacena en los
enlaces de alta energía
que unen los grupos fosfato, y se liberan cuando uno o dos de los fosfatos
se separan de las moléculas de ATP. El compuesto resultante de la pérdida
de un fosfato se llama difosfato de adenosina, adenosín difosfato o ADP; si
se pierden dos se llama monofosfato de adenosina, adenosín monofosfato o
AMP, respectivamente.
3.1.2. FUNCIÓN.
Impulsa reacciones transmitiendo grupos fosfato. Si el aceptor
fuera el agua, la reacción de hidrólisis sería:
ATP + H2O  ADP + Pi
ATP + 2 H2O  AMP + Pi + pirofosfato
Función del ATP en el metabolismo.
– Reacciones acopladas.
– Reacciones de transferencia de fosfatos. Concepto de potencial de
transferencia de fosfato.
– Concepto de carga energética.
El ATP se origina por el metabolismo de los alimentos (glucólisis
- respiración celular) en las mitocondrias. El ATP se comporta como una
coenzima, ya que su función de intercambio de energía y la función
catalítica (trabajo de estimulación) de las enzimas están íntimamente
relacionadas. Con la liberación de un grupo fosfato se obtiene siete
kilocalorías de energía disponible para el trabajo y la molécula de ATP se
convierte en ADP (difosfato de adenosina). La mayoría de las reacciones
celulares que consumen energía están potenciadas por la conversión de
ATP a ADP, incluso la transmisión de las señales nerviosas, el
movimiento de los músculos, la síntesis de proteínas y la división de la
célula. Por lo general, el ADP recupera con rapidez el fosfato a través de
la reacción del citocromo, una proteína que se sintetiza utilizando la
energía aportada por los alimentos.
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En las células del músculo y del cerebro de los vertebrados, el
exceso de ATP puede unirse a la creatina, proporcionando un depósito de
energía de reserva.
La liberación de dos grupos fosfatos del ATP por la enzima
adenilato ciclasa forma AMP (monofosfato de adenosina), un nucleótido
que forma parte de los ácidos nucleicos o el material del ADN. Esta
enzima es importante en muchas de las reacciones del organismo. Una
forma de AMP llamada AMP cíclico originado por la acción de esta
participa en la actividad de muchas hormonas, como la adrenalina y la
ACTH.
Las plantas producen ATP utilizando directamente la energía
solar en un proceso denominado fotosíntesis.
3.2. ADN
3.2.1. COMPOSICIÓN QUIMICA.
Concepto:
Químicamente
son
polinucleótidos
constituidos por dAMP, d-GMP, d-CMP
y
d-TMP.
Los
nucleótidos del ADN
no tienen ni uracilo, ni
ribosa,
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Características: Los ADN celulares tienen una elevada
masa molecular, muchos millones de daltons. Así, por ejemplo: el
genoma humano está formado por 3x109 pares de nucleótidos. Esto hace
que sean moléculas de una gran longitud; por ejemplo: 1,7 µm en el caso
del virus de la poliomielitis y 2,36 m si sumamos todo el ADN de todos
los cromosomas de una célula humana. El ADN fue aislado por primera
vez en 1869, pero hasta 1950 no se empezó a conocer su estructura. Se
encuentra en el núcleo de las células eucariotas asociado a histonas y
otras proteínas formando la cromatina, sustancia que constituye los
cromosomas y a partir de la cual se transcribe la información genética.
También hay ADN en ciertos orgánulos celulares (por ejemplo: plastos y
mitocondrias).
3.2.2. LOCALIZACION.
El ADN se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y
también se encuentra en mitocondrias, cloroplastos y centriolos. En el genoma
(conjunto integral y secuenciado del ADN) humano se estima que hay
aproximadamente 50.000 ó más genes. Los genes son trozos funcionales
de ADN compuestos a su vez de 1.000 hasta 200.000 unidades c/u
llamadas nucleótidos.
En las células procarióticas se encuentra en el citoplasma, en la
denominada zona nuclear.
3.2.3. ESTRUCTURA (MODELO DE WATSON Y CRICK).
Se pueden distinguir 3 niveles estructurales:
–
–
–
Estructura primaria: La secuencia de los nucleótidos.
Estructura secundaria: La doble hélice.
Estructura terciaria: Collar de perlas, estructura cristalina, ADN
superenrollado.
En las células eucariotas, a partir de la estructura 3, se dan otros
niveles de empaquetamiento de orden superior.
http://www.nature.com/nature/dna50/watsoncrick.pdf
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ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ADN.
Es la secuencia de nucleótidos de una cadena o hebra. Es
decir, la estructura primaria del
ADN viene determinada por el
orden de los nucleótidos en la
hebra o cadena de la molécula.
Para indicar la secuencia de una
cadena de ADN es suficiente con
los nombres de las bases o su
inicial (A, T, C, G) en su orden
correcto y los extremos 5' y 3' de
la
cadena
nucleotídica.
Así, por ejemplo:
5'ACGTTTAACGACAAGGACAAGTA
TTAA3'
La posibilidad de combinar cuatro
nucleótidos diferentes y la gran longitud
que
pueden
tener
las
cadenas
polinucleotídicas, hacen que pueda haber un
elevado número de
polinucleótidos
posibles, lo que determina que el ADN
pueda contener el mensaje biológico o
información genética. Y explica la
diversidad del mensaje genético de todos
los seres vivos.
ESTRUCTURA
SECUNDARIA DEL ADN.
Datos preliminares:
a. A finales de los
años 40 Erwin
CHARGAFF y sus
colaboradores
estudiaron
los
componentes del
ADN y emitieron
los
siguientes
resultados:
La
concentración de
bases varía de una
especie a otra. El
porcentaje de A, G,
C y T es el mismo
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en los individuos de la misma especie y no por esto el mensaje
es el mismo. Tejidos diferentes de la misma especie tienen la
misma composición en bases. La composición en bases del
ADN de una misma especie no varía con la edad del
organismo ni con su estado nutricional ni con las variaciones
ambientales. Las densidades y viscosidades corresponden a la
existencia de enlaces de hidrógeno entre los grupos NH y los
grupos CO. La concentración de Adenina es igual a la de
Timina, y la de Citosina a la de Guanina. Las dos primeras
establecen dos puentes de hidrógeno entre ellas, y las últimas
tres puentes. La cantidad de purinas es igual a la cantidad de
pirimidinas.
b. Por medio del método analítico de difracción de rayos X,
FRANKLIN y WILKINS observaron una estructura fibrilar de
20 Å (Amstrongs) de diámetro con repeticiones cada 3,4 Å y
una mayor cada 34 Å.
c. WATSON y CRICK postularon en 1953 un modelo
tridimensional para la estructura del ADN que estaba de
acuerdo con todos los datos disponibles anteriores: el modelo
de doble hélice. Este modelo, además de explicar cómo era el
ADN, sugería los mecanismos que explicaban su función
biológica y la forma como se replicaba. Según el modelo de la
doble hélice de WATSON y CRICK:
1. El ADN estaría constituido por dos cadenas o hebras
de polinucleótidos enrolladas helicoidalmente en
sentido dextrógiro sobre un mismo eje formando una
doble hélice.
2. Ambas cadenas serían antiparalelas, una iría en
sentido 3'5' y la otra en sentido inverso, 5' 3'.
3. Los grupos fosfato estarían hacia el exterior y de este
modo sus cargas negativas interaccionarían con los
cationes presentes en el nucleoplasma dando más
estabilidad a la molécula.
4. Las bases nitrogenadas estarían hacia el interior de la
hélice con sus planos paralelos entre sí y las bases de
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cada una de las hélices estarían apareadas con las de la
otra asociándose mediante puentes de hidrógeno.
5. El apareamiento se realizaría únicamente entre la
adenina y la timina, por una parte, y la guanina y la
citosina. Por lo tanto, la estructura primaria de una
cadena estaría determinada por la de la otra, ambas
cadenas serían complementarias.
La complementariedad de las cadenas sugiere el
mecanismo por el cual el ADN se copia -se replicapara ser trasferido a las células hijas. Ambas cadenas o
hebras se pueden separar parcialmente y servir de
molde para la síntesis de una nueva cadena
complementaria (síntesis semiconservativa).
El modelo de la Doble Hélice propuesto por Watson y Crick está basado en estudios del
ADN en disolución (hidratado). La denominada forma B ó ADN-B tiene un mayor
interés biológico ya que es la que presenta el ADN en interacción con las proteínas
nucleares. Además de la forma B, existen otras estructuras posibles que puede presentar
el ADN. Algunas de estas alternativas son las siguientes:




ADN-B: ADN en disolución, 92% de humedad relativa, se encuentra en
soluciones con baja fuerza iónica se corresponde con el modelo de la Doble
Hélice.
ADN-A: ADN con 75% de humedad, requiere Na, K o Cs como contraiones,
presenta 11 pares de bases por giro completo y 23 Å de diámetro. Es interesante
por presentar una estructura parecida a la de los híbridos ADN-ARN y a las
regiones de autoapareamiento ARN-ARN.
ADN-C: ADN con 66% de humedad, se obtiene en presencia de iones Li,
muestra 9+1/3 pares de bases por giro completo y 19 Å de diámetro.
ADN-Z: doble hélice sinistrorsa (enrollamiento a izquierdas), 12 pares de bases
por giro completo, 18 Å de diámetro, se observa en segmentos de ADN con
secuencia alternante de bases púricas y pirimidínicas (GCGCGC), debido a la
conformación alternante de los residuos azúcar-fosfato sigue un curso en zigzag. Requiere una concentración de cationes superior a la del ADN-B, y
teniendo en cuenta que las proteínas que interaccionan con el ADN tienen gran
cantidad de residuos básicos sería posible que algunas convirtieran segmentos de
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ADN-B en ADN-Z. Las posiciones N7 y C8 de la Guanina son más accesibles.
ADN-A
ADN-B
ADN-Z
ADN-A
ADN-Z
PROPIEDADES DE LA
SECUNDARIA DEL ADN
DESNATURALIZACIÓN
ADN-B
ESTRUCTURA
Si una disolución de ADN se calienta
suficientemente ambas cadenas se separan, pues se
rompen los enlaces de hidrógeno que unen las bases,
y el ADN se desnaturaliza. La temperatura de
desnaturalización depende de la proporción de
bases. A mayor proporción de C-G, mayor
temperatura de desnaturalización, pues la citosina y
la guanina establecen tres puentes de hidrógeno,
mientras que la adenina y la timina sólo dos y, por lo
tanto, a mayor proporción de C-G, más puentes de
hidrógeno
unirán
ambas
cadenas.
La
desnaturalización se produce también variando el
pH o a concentraciones salinas elevadas. Si se
restablecen las condiciones, el ADN se renaturaliza
y ambas cadenas se unen de nuevo.
ESTRUCTURA TERCIARIA DEL ADN EN LAS CÉLULAS
EUCARIOTAS.
Las
grandes
moléculas de ADN de
las células eucariotas
están
muy
empaquetadas
ocupando así menos
espacio en el núcleo celular y además como mecanismo para
preservar su transcripción.
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Como hemos visto, en las células eucariotas el ADN se
encuentra en el núcleo asociado a ciertas proteínas:
nucleoproteínas,
formando la cromatina.
En la cromatina, la doble
hélice de ADN se enrolla
alrededor
de
unas
moléculas
proteicas
globulares, las histonas,
formando
los
nucleosomas.
Cada
nucleosoma contiene 8 histonas y la doble hélice de ADN da dos
vueltas a su alrededor (200 pares de bases). El conjunto, si no está
más empaquetado aún, forma una estructura arrosariada llamada
collar de perlas. Ahora bien, los nucleosomas pueden
empaquetarse formando fibras de un grosor de 30 nm (fibra de 30
nm). Según el modelo del solenoide las fibras se forman al
enrollarse seis nucleosomas por vuelta alrededor de un eje
formado por las histonas H1.
NIVELES SUPERIORES DE EMPAQUETAMIENTO
Los
siguientes
niveles
de
empaquetamiento no están
aún aclarados del todo
pero, parece ser, que cada
fibra se volvería a enrollar
formando un bucle (cada
bucle tendría 50 millones
de pares de bases), seis
bucles se empaquetarían
asociándose a un "
esqueleto nuclear" produciéndose un rosetón, 30 rosetones
formarían una espiral y 20 espirales formarían una cromátida.
Todo ello produciría un gran acortamiento de las largas
cadenas de ADN.
En los espermatozoides el
ADN se encuentra aún mucho
más empaquetado, se dice que
tiene " estructura cristalina".
Los
ADN
de
las
bacterias, virus, mitocondrias y
plastos no presentan estructuras
tan complejas y no están
asociados a histonas, aunque sí
están asociados a otras proteínas.
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3.2.4. TIPOS
Según su estructura se distinguen los siguientes tipos de ADN:
–
–
Monocatenarios o de una cadena; por ejemplo los de algunos
virus.
Bicatenarios, con dos hebras o cadenas (algunos virus, las
bacterias y los eucariotas).
A su vez, y en ambos casos, el ADN puede ser:
–
–
Lineal, como por ejemplo el del núcleo de las células
eucariotas y el de algunos virus.
Circular, como el de las mitocondrias, cloroplastos, bacterias
y algunos virus.
3.3. ARN.
El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico, polímero
lineal de nucleótidos formando una larga cadena. El eje de la cadena lo forman
grupos fosfato y azúcares ribosa de forma alternativa del que toma su nombre.
Entre sus bases nitrogenadas contiene al uracilo en vez de a la timina. La
función principal del ARN es servir como intermediario de la información que
lleva el ADN en forma de genes y la proteína final codificada por esos genes.
Fue descubierto por Severo Ochoa.
El ARN es transcrito desde el ADN por enzimas llamadas ARN
polimerasas y procesado en el transcurso por muchas más proteínas. El uracilo,
aunque es muy diferente, puede formar puentes de hidrógeno con la adenina, lo
mismo que la timina lo hace en el ADN. El porqué el ARN contiene uracilo en
vez de timina es un enigma del que nadie sabe la respuesta.
3.3.1. COMPOSICIÓN QUIMICA.
El ARN contiene el azúcar pentosa (o sea de con 5 carbonos)
llamada ribosa y sus moléculas están formadas también por pares de
bases, el nombre que recibe por ello es el de ribonucleico
La unión de pares de bases es semejante a la del ADN, pero
difiere en que la adenina (A) se une al uracilo (U), entonces su
complemento es:
- Uracilo (U) con Adenina (A)
- Citosina (C) con Guanina (G)
Está formado por la unión de muchos ribonucleótidos, los cuales
se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiester en sentido 5´-3´ (igual
que en el ADN).
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Están formados por una sola cadena, a excepción del ARN
bicatenario de los retrovirus (sida).
ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ARN
Al igual que el ADN, se refiere a la secuencia de las bases
nitrogenadas que constituyen sus nucleótidos.
ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ARN
Alguna vez, en una misma cadena, existen regiones con
secuencias complementarias capaces de aparearse.
ESTRUCTURA TERCIARIA DE ARN
Es un plegamiento,
complicado,
sobre
la
estructura secundaria.
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3.3.2. LOCALIZACION.
Es el ácido nucleico más abundante en las células (aparece
en proporción más elevada que el ADN).
Existen 3 tipos diferentes de ARN: ARN de transferencia
(ARN-t ó t-RNA), ARN ribosomal (ARN-r ó r-RNA) y ARN
mensajero (ARN-m ó m-RNA).
Los diversos tipos de ARN participan en la expresión de la
información genética contenida en el ADN. Es decir, mientras el
ADN es portador de la información genética y dicta órdenes para
que la célula elabore las proteínas, el ARN se ocupa de que esas
órdenes se ejecuten.
Los 3 tipos de ARN no son sólo diferentes por su
estructura sino también por su localización intracelular:
aproximadamente la mitad del ARN se encuentra formando parte
de los ribosomas (ARN-r), un 25% en el citosol
(fundamentalmente ARN-t y un poco de ARN-m), y una
proporción significativa en el núcleo (parte asociado de forma no
covalente al ADN y parte en el nucleolo). Igual que con el ADN,
las mitocondrias y plastos tienen sus propios ARN específicos
(aprox. un 15% del ARN total).
3.3.3. TIPOS Y FUNCIONES DE CADA UNO DE ELLOS.
Por su estructura y su función se distinguen tres clases de ARN:
–
El ARNm (ARN mensajero) es
un
polirribonucleótido
constituido por una única
cadena sin ninguna estructura
de orden superior. Su masa
molecular suele ser elevada.
Este ARN se sintetiza en el
núcleo celular y pasa al
citoplasma transportando la
información para la síntesis de
proteínas.
Sus características
son las siguientes:
1. Cadenas de largo tamaño
con estructura primaria.
2. Se les llama mensajero porque transporta la información
necesaria para la síntesis proteica.
3. Cada ARNm tiene información para sintetizar una
proteína determinada.
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4. Su vida media es corta. La duración de los ARNm en el
citoplasma celular es de escasos minutos siendo
degradados rápidamente por enzimas específicas
5. En procariontes el extremo 5´posee un grupo trifosfato
6. En eucariontes en el extremo 5´posee un grupo metilguanosina unido al trifosfato, y el extremo 3´posee una
cola de poli-A
7. En los eucariontes se puede distinguir también:
a. Exones, secuencias de bases que codifican
proteínas.
b. Intrones, secuencias sin información.
c. Un ARNm de este tipo ha de madurar
(eliminación de intrones) antes de hacerse
funcional, a ese proceso se le llama splicing.
Antes de madurar, el ARNm recibe el nombre de
ARN heterogeneonuclear (ARNhn).
–
El ARNt (ARN de
transferencia)
transporta
los
aminoácidos para la
síntesis de proteínas.
Está formado por una
sola cadena, aunque
en ciertas zonas se
encuentra replegada y
asociada internamente
mediante puentes de
hidrógeno entre bases
complementarias. Su
peso molecular es del
orden de 25.000 da.
Está formado por
entre
70
y
90
nucleótidos
y
constituye el 15 % del
total del ARN de la
célula. Se sintetiza en el núcleo y sale hacia el citoplasma para
realizar su función. En el ARNt podemos distinguir un brazo
aceptor de aminoácidos abierto y un bucle anticodon.
Sus principales características son.
1. Son moléculas de pequeño tamaño
2. Poseen en algunas zonas estructura secundaria, lo que va
hacer que en las zonas donde no hay bases
complementarias adquieran un aspecto de bucles, como
una hoja de trébol.
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3. Los plegamientos se llegan a hacer tan complejos que
adquieren una estructura terciaria
4. Su misión es unir aminoácidos y transportarlos hasta el
ARNm para sintetizar proteínas.
5. El lugar exacto para colocarse en el ARNm lo hace
gracias a tres bases, a cuyo conjunto se llaman anticodón
(las complementarias en el ARNm se llaman codón).
–
El ARNr (ARN ribosomal) es el ARN de los ribosomas, cuya
función es poco conocida.
Sus principales características son:
1. Cada ARNr presenta cadena de diferente tamaño, con
estructura secundaria y terciaria.
2. Forma parte de las subunidades ribosómicas cuando se
une con muchas proteínas
3. Están vinculados con la síntesis de proteínas.
–
Los ARN nucleolar (ARNn) asociado a diferentes proteínas
formando el nucléolo, se origina en el núcleo a partir de
diferentes segmentos de ADN denominados organizadores
nucleolares, luego dan lugar a los diferentes ARNr.
–
Los ARN víricos. Algunos virus tienen como material
genético ARN bicatenario.
–
Ribozimas con función catalítica
–
Ribonucleoproteínas se asocian a proteínas y algunas
modificaban los ARNm para hacerlos funcionales.
–
Autocatalíticos, es decir, capaces de escindirse en varios
fragmentos por si mismos sin ayuda de ninguna enzima. (pag
95)
En la célula eucarionte los ARN se sintetizan gracias a tres
tipos de enzimas:
–
–
–
ARN polimerasa I, localizada en el nucleolo y se encarga de
la síntesis de los ARNr 18 S, 5,8 S y 28 S.
ARN polimerasa II, localizada en el nucleoplasma y se
encarga de la síntesis de los ARNhn, es decir de los
precursores de los ARNm
ARN polimerasa III, localizada en el nucleoplasma y se
encarga de sintetizar los ARNr 5 S y los ARNm.
Tema 6: Ácidos nucleicos
18
Biología
2º Bachiller
http://es.wikipedia.org/wiki/Hip%C3%B3tesis_del_mundo_de_ARN.
3.4. FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.
Entre las principales funciones de estos ácidos tenemos:
–
–
Duplicación del ADN
Expresión del mensaje genético:
1. Transcripción del ADN para formar ARNm
y otros tipos.
2. Traducción, en los ribosomas, del mensaje
contenido en el
ARNm a proteínas.
3.5. ADN Y ARN: DIFERENCIAS A NIVEL QUÍMICO.
–
–
El ADN (ácido desoxirribonucleico) en sus nucleótidos tiene
desoxirribosa como azúcar y no tiene uracilo como base
nitrogenada.
El ARN (ácido ribonucleico) tiene ribosa y no tiene timina.
El ARN no forma dobles cadenas, salvo en ciertos virus (por ej.
los retrovirus). Lo que no quita que su estructura espacial pueda ser en
ciertos casos muy compleja.
Ejercicios paginas 98-99: 6, 7, 9, 12, 14, 16, 21
1) Las bases púricas son ....
a) la adenina y la timina;
b) la adenina y la guanina;
c) la citosina y la guanina;
d) la citosina y la timina.
2) La base complementaria de la citosina (C) es ...
a) timina (T);
b) adenina (A);
c) guanina (G);
d) el uracilo (U).
3) La base complementaria de la adenina (A) es ...
a) la timina (T);
b) la citosina (C);
c) la guanina (G);
d) el uracilo (U).
Tema 6: Ácidos nucleicos
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Biología
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4) Si la base que se observa en la Fig. 1 no es la guanina, entonces será...
a) la citosina;
b) la adenina;
c) la timina;
d) el uracilo.
5) Si la base que se observa en la Fig. 2 se encuentra en el ADN y no es la timina, entonces será...
a) la citosina;
b) la adenina;
c) la guanina;
d) el uracilo.
6) La desoxirribosa se diferencia de la ribosa en que..
a) la ribosa es alfa y la desoxirribosa es beta;
b) a la desoxirribosa le falta un oxígeno en el carbono anomérico;
c) la desoxirribosa no tiene una función alcohol en el carbono dos y la ribosa sí.
d) Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.
7) Un nucleótido es:
a) el monómero que forma las proteínas;
b) el monómero que forma los ácidos nucleicos;
c) cada una de las bases de los ácidos nucleicos;
d) la unión del monosacárido y la base nitrogenada.
8) Los componentes de un nucleótido son:
(indicar la respuesta que da el orden correcto)
a) Ácido fosfórico, azúcar, base nitrogenada;
b) Azúcar, fosfórico, base nitrogenada;
c) Azúcar, base nitrogenada, ácido fosfórico;
d) azúcar, base nitrogenada.
9) Los ácidos nucleicos son...
a) polímeros formados por la unión de nucleótidos mediante enlaces peptídicos;
b) polímeros formados por la unión de aminoácidos mediante enlaces peptídicos;
Tema 6: Ácidos nucleicos
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Biología
2º Bachiller
c) polímeros formados por la unión de nucleótidos mediante enlaces fosfoéster;
d) polímeros formados por la unión de nucleótidos mediante enlaces N-glicosídicos.
10) El enlace indicado con un recuadro en la Fig. 3 es un enlace...
a) N-glicosídico;
b) fosfoéster;
c) O-glicosídico.
d) Ninguna de las respuestas anteriores es la correcta pues la fórmula está mal ya que le falta un ácido fosfórico.
11) ¿A qué OH del azúcar, de los que se observan en la Fig. 4, se une el OH del el ácido fosfórico para formar un nucleótido?
a) al 2º;
b) al 3º;
c) al 5º.
d) A ninguno de los tres anteriores.
12) En la Fig. 5 se observa...
a) un ribonucleótido pirimidínico;
b) un desoxirribonucleótido pirimidínico;
c) un ribonucleótido púrico;
d) un desoxirribonucleótido púrico;
13) Los nucleótidos se unen entre sí para formar un polinucleótido mediante enlaces...
a) N-glicosídicos;
b) O-glicosídicos;
c) fosfoéster.
Tema 6: Ácidos nucleicos
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Biología
2º Bachiller
d) Ninguna de las respuestas anteriores es la correcta.
14) En el ADN bicatenario se cumple la siguiente norma:
a) A=T;
b) A=G;
c) A=C.
d) Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.
15) En el esquema que se observa en la Fig. 6, 2 representa...
a) la ribosa;
b) la desoxirribosa;
c) la adenina;
d) la timina.
16) En el esquema que se observa en la Fig. 6, 5 representa...
a) la citosina;
b) la adenina;
c) la timina;
d) el uracilo.
Tema 6: Ácidos nucleicos
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2º Bachiller
17) Refiriéndonos al esquema que se observa en la Fig. 6, una de las siguientes respuestas no es correcta:
a) 1 es el ácido fosfórico;
b) 4 es la citosina;
c) 7 es un nucleótido.
d) El error en realidad está en el dibujo de la propia figura, pues una de las cadenas está al derecho y la otra al revés.
18) El ADN se diferencia del ARN...
a) En que en el ADN no hay timina;
b) En que en el ADN no hay uracilo;
c) En que en el ADN no hay citosina.
d) Ninguna de las anteriores respuestas es correcta.
19) ¿Cómo se llama en general lo que se observa en la Fig. 7 si representa parte de la estructura terciaria de un ácido nucleico?
a) Nucleótido;
b) nucleósido;
c) estructura secundaria;
d) nucleosoma.
20) Lo indicado con un 3 en la Fig. 7 es ...
a) la doble hélice del ADN;
b) el ARNm;
c) las histonas asociadas al ADN;
d) el nucleósido.
Tema 6: Ácidos nucleicos
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2º Bachiller
21) En la Fig. 8 se observa parte de la estructura de una molécula encontrada en el núcleo de las células eucariotas. ¿Cómo se llama
en general lo representado en la figura?
a) La doble hélice del ADN.
b) La fibra de 30 nanometros.
c) Los nucleótidos.
d) El ARNt.
22) El ARNm ....
a) es de cadena simple sin estructura terciaria;
b) asociado a histonas forma los nucleosomas;
c) es de doble cadena sin estructura terciaria.
d) Ninguna de las respuestas anteriores es la correcta.
23) La molécula que se observa en la Fig. 9 es un polinucleótido que no contiene timina. Es por eso que podemos decir que es ...
a) el ADN;
b) el ARNm;
c) el ARNt;
d) el ARNr.
24) El análisis de 4 fragmentos de una molécula de ADN extraída de una bacteria ha proporcionado las composiciones de bases a,
b, c y d ¿Cuál desnaturalizará a mayor temperatura?
a) A=25%, T=25%; C=25%, G=25%;
b) A=15%, T=15%; C=35%, G=35%;
c) A=40%, T=40%; C=10%, G=10%;
d) A=30%, T=30%; C=20%, G=20%.
25) El ADP y el ATP son...
a) derivados de ribonucleótidos;
b) derivados de desoxirribonucleótidos;
c) derivados de las bases nitrogenadas.
d) Ninguna de las tres respuestas anteriores es correcta.
26) El ATP/ADP...
a) contienen la información genética;
b) son nucleótidos que intervienen en las transferencias de energía en los seres vivos;
Tema 6: Ácidos nucleicos
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Biología
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c) son nucleótidos que intervienen en los procesos de oxidación reducción en los seres vivos;
d) Ninguna de las tres respuestas anteriores es correcta.
27) El ARNt....
a) transporta los aminoácidos en la síntesis proteica;
b) se encuentra en los ribosomas;
c) forma parte de la cromatina;
d) Ninguna de las tres respuestas anteriores es correcta.
28) En la gráfica de la Fig. 10 se representa la temperatura de desnaturalización del ADN en función del porcentaje de pares de
bases C-G. El estudio de la temperatura de desnaturalización de una muestra de ADN ha permitido determinar que esta es de 87 oC.
Es por esto que podemos decir que la composición de bases del ADN era...
a) A=25%, T=25%; C=25%, G=25%
b) A=15%, T=15%; C=35%, G=35%;
c) A=40%, T=40%; C=10%, G=10%;
d) A=30%, T=30%; C=20%, G=20%.
Tema 6: Ácidos nucleicos
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