Nucleótidos • Moléculas compuestas por tres bloques diferenciados Nucleósidos y Nucleótidos • Acido = Fosfórico (H3PO4) • Alcohol = Azúcar • Base Nitrogenada • Constituyen los bloques de construcción de Acidos Nucleicos, que almacenan la información genética de cada individuo y las instrucciones para la síntesis de proteínas 2do. Cuatrimestre 2013 BN EF O A Dra. Miriam Martins Alho Nucleótidos y azúcares Nucleótidos y Bases Nitrogenadas BN BN EF O A HO OH O H O A β-D-ribofuranosa • Incorporan un alto porcentaje de nitrógeno y oxígeno • Permite establecer uniones hidrógeno a través del espacio. HO OH O H H H H OH OH • Heterociclos que constan de uno o dos anillos fusionados EF H H • Bases púricas (derivadas de la purina) NH2 H OH H 2-desoxi-β-D-ribofuranosa N N N N Purina N N H N Adenina N H H O N N Guanina ARN ADN ARN y ADN H 2N N N H 1 Bases Nitrogenadas Nucleósidos y Nucleótidos O O • Bases pirimídicas (derivadas de la pirimidina) N N N Pirimidina N H Uracilo O H N O CH 3 N N H H Citosina O O O P O N NH2 O O- OH OH OH Un nucleótido Guanidin monofosfato Un N-nucleósido Guanidina • Los nucleótidos son solubles en agua y son sensibles a la hidrólisis ARN N Timina H ARN y ADN OH N O NH2 - N N O N HO O NH 2 NH NH N ADN Funciones de los Nucleótidos • • • • ácida y enzimática Los nucleótidos son los monómeros de los ácidos nucleicos Intervienen en la síntesis de proteínas (ARN) Transmisión de caracteres hereditarios (ADN) Intervienen como coenzimas en numerosos procesos enzimáticos Funciones de los Nucleótidos NH2 N - O P O P O P O O O- O- N O OH OH O O HO HO Molécula proveedora de energía en procesos bioquímicos OOH Adenosin trifosfato ATP N N O O - OH O P OH Mal grupo saliente O- OH NH2 •La energía que provee la hidrólisis del ATP permite llevar a cabo procesos no espontáneos O OO P N - OH O HO HO OH OH HPO42NH2 N -O O O O P O P O P O OOO- N O HO HO + OH O O OH OH OH Glc + ATP - H 2O O O O P O P O OO- 13.8 kJ/mol H 2O N N + + HO HO NH2 OH N N O N O OH OH N + O HPO42- -30.5 kJ/mol OH OH GlcGlc-6-fosfato + ADP -16.7 kJ/mol O O O P O P O P O OOO- N N N O OH OH Buen grupo saliente 2 Funciones de los Nucleótidos NH 2 NH 2 N O - - O N O O P O P O CH2 - O N N N O - O P O CH2 - N O N N O O OH OH OH Adenosina diofosfato ADP NH2 N N O O -O O P O OH Adenosina monofosfato AMP OH N N Adenosin monofosfato cíclico AMP-cíclico Nucleótidos como coenzimas NH2 H N H N N OH O RS O O R = H => Coenzima A (CoA) R = Ac => Acetilcoenzima A N P O O O P OH2 C O O CONH2 CH2 OH O OH N + OH O N Acidos Nucleicos OH O O P O N O N - N OH NH2 O N O O P O P OH2 C O O N Nicotinamida-Adenosina Dinucleótido (NAD) OH 3 Acidos Nucleicos Acidos Nucleicos: ADN • Polímeros formados por nucleótidos, unidos por fosfodiésteres • Dos unidades => dinucleótidos • Tres a diez unidades => oligonucleótidos • Más de diez unidades => polinucleótidos La cadena se construye por ataque nucleofílico del OH de 3’ al fosfato α del siguiente nucleótido: O • Existen dos tipos de ácidos nucleicos: N • Acido Ribonucleico: • Bases nitrogenadas: adenina, uracilo, citosina y guanina. • Hidrato de carbono D-ribosa furanósica • Ester fosfórico: en el oxhidrilo de C-5 y el de C-3. • Acido Desoxirribonucleico: • Bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina y guanina. • Hidrato de carbono: 2-desoxi-D-ribosa furanósica • Ester fosfórico: en el oxhidrilo de C-5 y el de C-3. • La estructura secundaria de ambos ácidos es una hélice: • doble en el caso del ADN establecida por uniones hidrógeno • entre las bases casi siempre simple en el ARN. O O - P O- O P O- O O - N P O N O O P O- P O - O O O O NH2 N O Buen nucleófugo O - O- La cadena crece en el sentido 5’ 3’ NH2 OH N O O N P P O O OO O O O P O 3’ Moles de Citosina = moles de Guanina Moles de Adenina = moles de Timina NH N O P O- NH N Interacción de las Bases O O - 5’ O OH Acidos Nucleicos: ADN Extremo 5’ 5’ O O NH2 NH O O P O O N O NH 2 O- Zona Hidrofí Hidrofílica Carga - N O O P O O N O O- NH2 N N O O P O O- Extremo 3’ 3’ O N N OH 4 Estructura Secundaria Interacción de las Bases H2N N NH2 N N O N N R HN N R O O O N N NH N HN N NH2 R Guanina H2N NH N NH2 O N O R Timina Timina O N O N Guanina Adenina Citosina N R N R N Adenina R NH2 N N N Cadenas Antiparalelas Parte exterior hidrofílica y con carga negativa R Citosina Resistente a la hidró hidrólisis y presenva la informació información gené genética Replicación del ADN ADN • La información genética humana se almacena en 23 pares de cromosomas • Cada par de cromosomas está formado por varios millares de genes (fragmentos de ADN) • La cantidad total de ADN contenido en una célula humana es de 3.100.000.000 de pares de bases. • Extrones: contienen información genética (genes) Cada cadena sirve de molde para la replicación durante la división celular • Intrones: no contienen información genética (98%) 5 ADN ARN Proteína G-A-E-B ADN Sol-la-mi-si Transcripció Transcripción ARN ADN ARN • El ADN contiene los planos para la síntesis del ARN • La síntesis de ARN a partir de ADN se denomina Transcripció Transcripción y tiene lugar en el núcleo. • Una vez sintetizado, se recorta por diferentes lugares => Intrones = versatilidad de ARN. Distinta notación (cifrada tradicional; ribosa desoxirribosa), mismo lenguaje (musical; bases) ♪ ♪♪ ♪ ARN Tradució Tradución Proteína Misma información (lenguaje escrito; bases), diferente idioma (música, aminoácidos) ARN y Proteínas • • • ARN ARN ARN ribosomal: ribosomal forma los ribosomas mensajero: mensajero posee la información para generar proteínas de transferencia: transferencia transfiere los aa. ARN y Proteínas Ribosoma • ARN ribosomal (rARN) • ARN mensajero (mARN) • Traducción: Secuencia de bases secuencia de aa • Una secuencia de 3 bases se llama CODON • Cada codón codifica para un determinado aa. • Más de un codón codifica para el mismo aa. • Secuencias de “Start”. • Secuencias de “Stop”. • ARN de transferencia (tARN) • El ARN deja el núcleo • Hay 3 tipos de ARN: ARN Bases que codifican para la síntesis de una proteína • ARN de transferencia (tARN) ♣ Sol-la-mi-si ARN mensajero G A U U A G A G A ARN transferencia C U A A U C U C U Leu Ile Ser 6 CH3 HC CH3 OH Todas las proteínas comienzan con Metionina R No codifican para ningún aminoácido GCA GCC GCG GCU AUG UAA UAG UGA AGA AGG CGA CGC CGG GAC AAC UGC GAA CAA CGU GAU AAU UGU GAG CAG Ala Arg Asp Asn Cys Glu Gln A R D N C E Q GGA AUA GGC GGG CAC AUC GGU CAU AUU Gly His HN CH ACC O ACC H UUA UUG CUA CCA CUC CCC CUG AAA UUC CCG CUU AAG AUG UUU CCU O R Leu L Lys K Met M Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val F P S T W Y V O ACC GAA UCG 5’ AGC CUU I ACA GUA ACC GUC ACG UAC GUG ACU UGG UAU GUU H2N CH HN CH O CH UCG GAA AGC CUU GCC CH3 CH2 O HN 3’ GCC Ile AGC AGU UCA UCC UCG UCU CH2 O CH2 O OH G HC CH3 OH ACC R START STOP CH3 CH2 O H2N CH CH2 O HC CH3 O CH3 CH2 O O NH CH O H2N CH O ACC ACC ACC CGG UCG GAA AGC CUU GCC Síntesis de proteínas U U A C G U 7