UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE MEDICINA “AURELIO MELEAN” PROGRAMA DE

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN
FACULTAD DE MEDICINA “AURELIO MELEAN”
PROGRAMA DE
“LICENCIATURA EN NUTRICIÓN Y DIETÉTICA”
Biomoléculas de la Vida
ESTUDIANTES: Bascope Hinojosa Shirley
Luna Vargas Jhoseline Jael
Quispe Costana Maria Elena
Rodríguez Catarí Raily
Sánchez Segovia María Angélica
ASIGNATURA: Bioquímica
DOCENTE: Dra. Miriam Rosario Arnéz Camacho
Cochabamba- Bolivia
Octubre 2013
Biomoléculas de la Vida
1. PROPIEDADES QUÍMICAS
 Denominadas así, porque se descubrieron por primera vez en el núcleo de las células eucariotas.
 Son compuestos orgánicos, formados por Carbono, Hidrogeno, Oxigeno, Nitrógeno y Fosforo,
carecen de Azufre.
 Son sustancias químicas de carácter ácido.
 Constituyen el depósito de información de todas las secuencias de aminoácidos de todas las
 proteínas de la célula.
 La información contenida en los ácidos nucleídos es transcrita y luego traducida a las proteínas.
Las proteínas son las moléculas que finalmente ejecutaran las “instrucciones” codificadas en los
ácidos nucleídos.
1.1. FORMACIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleícos son macromoléculas de elevado peso molecular que se forman por la polimerización en
cadenas lineales de gran número de unidades estructurales llamadas nucleótidos, unidos a través de enlaces
fosfodiester. Se los conoce también, como polímeros (poli nucleótidos), formadas por cadenas de monómeros
(mono nucleótidos o nucleótidos). Una doble cadena de ADN mide de 22 a 26 angstroms (2,2 a
2,6 nanómetros) de ancho, y una unidad (un nucleótido) mide 3,3 Å (0,33 nm) de largo.
Un nucleótido es una molécula más compleja que un aminoácido, su estructura está formado por tres
subunidades: Bases nitrogenadas, pentosa y un grupo fosfato.
BASES
NITROGENADAS
AAS
NUCLEÓTIDOS
AZÚCAR
PENTOSA
GRUPO
FOSFATO
En el caso de un nucleósido, estaría formado por una base nitrogenada y una pentosa.
1.1.1. BASES NITROGENADAS
Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética. De manera que, son componentes
esenciales de los ácidos nucleícos. Se clasifican en bases purinas y pirimidinas (Tabla 1).
BASES PÚRICAS O PURINAS
Adenina (A)
Guanina (G)
BASES PIRIMIDINAS Ó PIRIMÍDINICAS
Citosina (C)
Timina (T)
Uracilo (U)
2,4 dioxo -5-metil
pirimidina
2,4 dioxo pirimidina
2-amino 6-oxo
purina
Adenina 6-amino
purina
2-oxo 4-amino
pirimidina
Tabla 1. En esta tabla se observa la
clasificación, tipos y estructuras químicas de las bases
nitrogenadas: Purinas como la A y G, Pirimidinas como la C, T y U. Además se indican los nombres
sistémicos de cada uno.
En el caso del ADN las bases son dos Purinas y dos Pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina).
Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos
pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).
Como son aromáticas, tanto las bases púricas como las pirimidínicas son planas, lo cual es importante en la
estructura de los ácidos nucleícos. Dan reacción alcalina en solución acuosa. También son insolubles en agua
y pueden establecer interacciones hidrófobas entre ellas; estas interacciones sirven para estabilizar la
estructura tridimensional de los ácidos nucleícos. Las bases nitrogenadas absorben luz en el rango ultravioleta
(250-280 nm), propiedad que se usa para su estudio y cuantificación.
Las purinas que comúnmente encontramos en el ADN y ARN son Adenina y Guanina. La forma degradativa
final de las purinas en los primates es el Ácido Úrico, 2, 6,8-trioxo purina.
Las pirimidinas que encontramos en el ADN son Citosina y Timina. En el ARN encontramos Citosina y Uracilo.
Las pirimidinas son degradadas completamente a agua, anhídrido carbónico y urea.
1.1.2. AZÚCAR DE UN NUCLEÓTIDO
El azúcar es una pentosa de 5 átomos: la ribosa (Fig. 1) y la desoxirribosa (Fig. 2). La 2-desoxirribosa
contiene un átomo menos
de oxigeno que la ribosa.
Figura 1. Estructura del Azúcar
pentosa (Ribosa) del ARN.
Figura 2. Estructura del Azúcar
del ADN (desoxirribosa).
1.1.3. GRUPO FOSFATO (PO43-)
Fácilmente combinable con los azucares y las bases nitrogenadas, actúan como transportador fundamental
de energía química. Sirve para retener y distribuir la energía producida en la respiración. (fig. 3).
Figura.3. Estructura
del grupo fosfato
Figura 4. Estructura del Nucleósido. El nucleosido
no contiene grupo fosfato como se observa en la
figura.
Figura 5. Estructura de un
trifosfato.
La unidad formada por el enlace de la pentosa y de la base nitrogenada se denomina nucleósido. El conjunto
formado por un nucleósido (Fig.4) y uno o varios grupos fosfato unidos al carbono 5' de la pentosa recibe el
nombre de nucleótido. Se denomina nucleótido-monofosfato (como el AMP adenosin monofosfato) cuando
hay un solo grupo fosfato, nucleótido-difosfato (como el ADP) si lleva dos y nucleótido-trifosfato (como el ATP
(Fig. 5) si lleva tres.
2. CLASIFICACIÓN
Según su composición química los ácidos nucleícos se clasifican en:
 Acido desoxirribonucleico ó ADN (Fig. 6), que se encuentran residiendo en el núcleo celular y
algunos organelos.
 Acido ribonucleico ó ARN (Fig. 7), que actúan en el citoplasma.
Figura 6. Estructura del ADN
Figura 7. Estructura del ARN
2.1. ESTRUCTURAS DEL ADN
2.1.1 ESTRUCTURA PRIMARIA
Una cadena de desoxirribonucleótido (monocatenario) es decir, está formada por un solo polinucleótido, sin
cadena complementaria (Fig 8.). No es funcional, excepto en algunos virus. Fig. 8
Figura 8. Formación de la cadena polipeptidica del
ADN, que no difiere de la formación de la cadena
polipeptidica del ARN.
2.1.2. ESTRUCTURA SECUNDARIA
Está formada por una doble hélice, estructura bicatenaria, dos cadenas de nucleótidos complementarias, anti
paralelas, unidas entre sí por las bases nitrogenadas por medio de puentes de hidrógeno. Está enrollada
helicoidalmente en torno a un eje imaginario. Existen tres tipos como se describen en la tabla 3.
Doble hélice A, con giro dextrógiro, pero
las vueltas se encuentran en un plano
inclinado (ADN no codificante)
Doble hélice B, con giro dextrógiro, vueltas
perpendiculares (ADN funcional).
Doble hélice Z, con giro levógiro, vueltas
perpendiculares (no funcional); se
encuentra presente en los parvovirus.
Tabla 3. En esta tabla se observan las diferencias entre los tres tipos de estructuras
secundarias del ADN.
2.1.3.
MODELOS MOLECULARES DE LA ESTRUCTURA DE LOS ACIDOS NUCLEICOS
Puede observarse en cada figura la representación de doble hélice en espiral para el caso del ADN,
el ARN una sola hebra y el modelo de la estructura de la proteína.
Figura 9. Modelo de una molécula de ADN,
ARN y de una molécula de proteína.
Figura 10. Modelo de doble hélice del ADN
EL MODELO DEL ADN DE WATSON Y CRICK
2.1. 4. EL MODELO DEL ADN DE WATSON Y CRICK
En el modelo de Watson y Crick, cada nucleótido consiste en un azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato y una base púrica
o pirimídica. Nótese la secuencia repetida azúcar-fosfato-azúcar-fosfato que forma el esqueleto de la molécula. Cada
grupo fosfato está unido al carbono 5' de una subunidad de azúcar y al carbono 3' de la subunidad de azúcar del
nucleótido contiguo. Así, la cadena de DNA tiene un extremo 5' y un extremo 3' determinados por estos carbonos 5' y 3'.
La secuencia de bases varía de una molécula de DNA a otra. Las cadenas se mantienen unidas por puentes de
hidrógeno (representados aquí por guiones) entre las bases. Nótese que la adenina y la timina pueden formar dos
puentes de hidrógeno, mientras que la guanina y la citosina pueden formar tres. Dados estos requerimientos de enlace,
la adenina puede aparearse sólo con la timina y la guanina sólo con la citosina. Las cadenas son anti paralelas, es decir,
la dirección desde el extremo 5' a 3' de una es opuesta a la de la otra. (Fig. 12)
Figura 11. Un giro completo de la cadena de ADN
mide 34 angstrom y tiene 10 nucleótidos. El
diámetro de la doble cadena es de 20 angstrom.
Figura 12. Estructura química del modelo de ADN, de
Watson y Crick.
2.1.5. REPLICACION DEL ADN. La complementariedad del modelo del ADN de doble cadena de Watson
y Crick sugiere que la replicación de la molécula de ADN, ocurre en una forma semiconservadora. De esta
manera, cuando cada una de las cadenas de la molécula madre de ADN de doble cadena se separa de su
complemento durante la replicación, cada una sirve como un molde en el cual se sintetiza una nueva cadena
complementaria, (fig. 13). Las dos moléculas hijas de ADN recién formadas, cada una de las cuales
(son complementarias más que idénticas) de la molécula madre de doble cadena, se distribuyen entre las dos
células hijas (fig. 14). Cada célula hija contiene moléculas de ADN con información idéntica a la que posee la
madre; así en cada hija sólo se ha semiconservado la molécula de ADN de la célula madre.
Figura 13. Estructura de la doble
cadena de ADN y la función molde
de la cadena antigua, sobre la cual
una nueva cadena complementaria
se sintetiza.
Figura 14. La replicación de ADN es
semiconservadora. Durante una ronda
de replicación, cada una de las dos
cadenas del ADN se utiliza como molde
para la síntesis de una nueva cadena
complementaria.
2.1.6. INTERACCIONES NO COVALENTES
La molécula de ADN se mantiene gracias a la presencia de interacciones no covalentes, como: las




Interacciones hidrofóbicas: Bases adyacentes de una misma hebra
Puentes de hidrogeno: Bases complementarias
Fuerzas de van der Waals: Apilamiento de bases nitrogenadas
interacciones electrostáticas: Repulsión de las cargas negativas de grupos fosfatos cercanos
INTERACCIONES
NO COVALENTES
Energía de los
movimientos
térmicos a
temperatura
ambiente
INTERACCIONES NO COVALENTES
Desestabiiza
la estructura
tridimensional
mediante
aumento de la
temperatura
2.3. ESTRUCTURA DEL ARN
Difiere de la estructura del ADN en la cadena polipétídica, en su tamaño, su composición y la secuencia de
bases como se describió inicialmente. La secuencia se nombra con la inicial de la base que contiene cada
nucleótido: ACGTU.
Figura 15. Conformación de las cadenas de desoxiribonuclótido (ADN) y ribonucleótido (ARN).
La secuencia del ribonuclelotido se nombra con la
inicial de la base que contiene cada nucleótido:
ACGTU.
Al igual que en el caso del ADN, las moléculas de ARN están constituidas por cadenas de ribonucleótidos
unidas entre sí por medio de enlaces fosfodiéster y se localizan en el citoplasma celular.
Hay algunas diferencias estructurales entre ADN y ARN:
 La pentosa del ARN es la ribosa; en la molécula de ARN no existe la Timina, que es sustituida por el
Uracilo.
 Las cadenas de ARN son mucho más cortas ya que son copias de determinadas zonas de una cadena
de ADN (Gen).
 Las moléculas de ARN están constituidas por una sola cadena, no por dos como el ADN.
 El ADN posee la misma estructura en todas las células del organismo mientras que el ARN, de
acuerdo con las diferentes misiones que puede cumplir, puede presentar tres estructuras diferentes
(ARNm, ARNt, ARNr, Fig.(17).
2.3.2. Tipos de ARN
Se tiene tres tipos diferenciados de
ARN tanto en su estructura como en
su función que son: (Fig17):
 ARN mensajero (ARNm)
 ARN tranferencia (ARNt)
 ARN ribosomal (ARNr)
ARNm tiene la forma lineal, el
ARNt de forma plegada cruciforme,
igual que el ARNr.
Cada uno con funciones especificas,
como se describe en la Fig.17 y 18,
Tabla 4); y en Sin embargo, hay
algunos otros tipos de ARN.
Las células eucariotas poseen RNA
nucleolar (ARN heterogéneo
nucleolar- ARNn), que son en realidad precursores de los RNAm
maduros.
Figura 17. Estructuras de los tres tipos de Ácido Ribonucleico. (ARNm, ARNm,
ARNt) con una breve descripcion de su forma y funición.
La células eucariotas possen tambien un grupo de moléculas de ARN unidas a proteínas, denominadas,
ribonucleoproteínas pequeñas nucleolares (snRNPs) que desempeñan un papel importante en el proceso de
síntesis de RNAm.
Figura 18. La síntesis de proteínas se realiza gracias a las funciones que
cumplen los tres tipos de ARN.
2.4. ÁCIDOS NUCLÉICOS ARTIFICIALES
Existen, aparte de los naturales, algunos ácidos nucleícos no presentes en la naturaleza (Análogos de ácidos
nucleícos), sintetizados en el laboratorio.
2.4.1. ÁCIDO NUCLEICO PEPTÍDICO
Donde el esqueleto de fosfato-desoxirribosa ha sido sustituido por 2-(N-aminoetil) glicina, unida por un enlace
peptídico clásico. Las bases púricas y pirimidínicas se unen al esqueleto por el carbono carboxílico. Al carecer
de un esqueleto cargado (el ion fosfato lleva una carga negativa a pH fisiológico en el ADN/ARN), se une con
más fuerza a una cadena complementaria de ADN monocatenario, al no existir repulsión electrostática. La
fuerza de interacción crece cuando se forma un ANP bicatenario. Este ácido nucleícos, al no ser reconocido
por algunos enzimas debido a su diferente estructura, resiste la acción de nucleasas y proteasas.
2.4.2. MORFOLINO Y ÁCIDO NUCLEICO BLOQUEADO (LNA, EN INGLÉS).
El morfolino es un derivado de un ácido nucleído natural, con la diferencia de que usa un anillo
de morfolina en vez del azúcar, conservando el enlace fosfodiéster y la base nitrogenada de los ácidos
nucleícos naturales (fig. 15). Se usan con fines de investigación, generalmente en forma de oligómeros de 25
nucleótidos. Se usan para hacer genética inversa, ya que son capaces de unirse complementariamente a preARNm, con lo que se evita su posterior recorte y procesamiento. También tienen un uso farmacéutico, y
pueden actuar contra bacterias y virus o para tratar enfermedades genéticas al impedir la traducción de un
determinado ARNm.
Figura 15. Estructura química del morfolino. El
morfolino es un derivado de un ácido nucleico
natural, con la diferencia de que usa un anillo
de morfolina en vez del azúcar, conservando el
enlace fosfodiéster y la base nitrogenada de los
ácidos nucleícos naturales.
Figura 16. Enlace Fosfodiester
2.4.3. ÁCIDO NUCLEICO GLICÓLICO. Es un ácido nucleícos artificial donde se sustituye la ribosa por
glicerol, conservando la base y el enlace fosfodiester (fig.16). No existe en la naturaleza. Puede unirse
complementariamente al ADN y al ARN, y sorprendentemente, lo hace de forma más estable. Es la forma
químicamente más simple de un ácido nucleícos y se especula con que haya sido el precursor ancestral de
los actuales ácidos nucleícos.
2.4.4. ÁCIDO NUCLEICO TREÓSICO. Se diferencia de los ácidos nucleícos naturales en el azúcar del
esqueleto, que en este caso es una treosa. Se han sintetizado cadenas híbridas ATN-ADN usando ADN. Se
une complementariamente al ARN, y podría haber sido su precursor.
Figura 17. Estructura de la treosa. La treosa es un monosacárido de cuatro
carbonos con un grupo aldehído por lo que pertenece al grupo de las aldosas
y dentro de este al de las aldotetrosas. Se puede encontrar en la naturaleza
en sus dos conformaciones estereoisoméricas D y
3. FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLÉICOS
La función más importante es almacenar, conservar y transmitir la información genética.
a) Participación en el metabolismo energético. El ATP (trifosfato de adenosina) se genera en las células
mediante fosforilación, oxidativa y a nivel de sustrato. Se utiliza para activar las reacciones metabólicas, y está
implicado en procesos tales como: contracción muscular, transporte activo y mantenimiento de la integridad
de las membranas celulares. El ATP es un dador de fosfato para la generación de otros nucleósidos 5´trifosfatos.
b) Presencia en unidades monoméricas de ácidos nucleicos. ADN y ARN, están compuestos por
unidades de nucleótidos. En reacciones de síntesis de ácidos nucleicos, los nucleósidos 5´-trifosfatos son
sustratos que se unen al polímero por enlaces fosfodiéster 3´-5´, liberando pirofosfato.
c) Mediadores fisiológicos de procesos metabólicos clave. AMPc (monofosfato de adenina cíclico) actúa
como segundo mensajero en el control de los procesos glucógenolisis y glucogénesis, mediados por
adrenalina y glucagón.
d) Moduladores del metabolismo lipídico.
e) Participan en la proliferación y reparación tisular y en la modulación del sistema inmune
f) Componentes de coenzimas. NAD (dinucléotido de nicotinamida y adenina), FAD (dinucleótido de adenina
y flavina) y CoA (Coenzima A) son constituyentes metabólicos implicados en gran número de rutas
metabólicas.
g) Efectores alostéricos. Las concentraciones intracelulares de nucleótidos controlan los pasos regulados en
las vías metabólicas.
3.1. FUNCIONES DEL ADN
Tiene toda la información de los caracteres hereditarios del organismo. Esta información esta exactamente en
las bases nitrogenadas de la cadena de ADN. La presencia del azúcar y el grupo fosfato es la que le da la
característica estructural de polinucleotido.
3.1.2. FUNCIONES DEL ARN
Cumple principalmente la función de fabricar las proteínas.
Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha información, pasando de una secuencia
lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de aminoácidos en una proteína. Para expresar dicha
información, se necesitan varias etapas y, en consecuencia existen varios tipos de ARN (Tabla 4).
ARN MENSAJERO
COMPONENTES
FUNCIONES
LOCALIZACIÓN
SÍNTESIS
ARN DE
TRANSFERENCIA
ARN RIBOSÓMICO
Ac. Orto fosfórico
Ac. Orto fosfórico
Ac. Orto fosfórico
Ribosa
Ribosa
Ribosa
A-U-C-G
A-U-C-G
A-U-C-G
Lleva el mensaje genético a
los ribosomas; llevando la
orden de producción de
proteínas y el orden o
secuencia en que los
aminoácidos que las forman
han de ser colocados en la
cadena proteica (Fig. 18).
Transporta aminoácidos
hacia los ribosomas
ubicándose en una
secuencia apropiada para
obtener así la cadena
proteica que se desea; se
encuentra libre en el
citoplasma (Fig. 18).
Traducción del mensaje
une codón con
anticodón (Fig. 18).
Forma junto con
algunas proteínas los
ribosomas de las
células y controla la
síntesis de proteínas.
Citoplasma
Citoplasma
Citoplasma
Núcleo
Núcleo
Nucléolo
Tabla 4. En esta tabla se observan los componentes, funciones, localización y síntesis de los
diferentes tipos de ARN.
4. CUADRO RESUMEN
Para una mejor comprensión del estudio de los ácidos nucleícos, a continuación (Tabla.4), se
resume las características más importantes así como las diferencias que existen en la estructura, el
modelo, composición química y la función que cumplen organismo
CARACTERISTICAS Y DIFERENCIAS ENTRE EL ADN Y ARN
COMPONENTES
APAREAMIENTO
DE
BASES NITROGENADAS
PURINA – PIRIMIDINA
ADN
ARN
Apareamiento con dos puentes de hidrógeno
A =T
Apareamiento con tres puentes de hidrógeno
C≡G
2-Desoxirribosa
Apareamiento con dos puentes de hidrógeno
A=U
Apareamiento con tres puentes de hidrógeno
C≡G
Ribosa
FOSFATO
FOSFATO
Desoxiribonucleotido
Fosfodiester
Modelo de la doble hélice (dinámica) ó doble
cadena; lo que confiere una mayor protección a
la información contenida en el.
Estructura bicatenaria
La estructura del ADN es la misma en todas la
células del organismo
Ribonuclleotido
Fosfodiester
Una hebra ó una sola cadena (dinámica)
Estructura monocateriana
Puede presentarse en diferentes formas
La cadena es mucho mas corta que la del ADN,
ya que son copias de determinadas zonas de
una cadena del ADN (GEN)
ADN mitocondrial
ADN recombinante
ADN superenrrollado
ADN fosil
Mayor
ARNm, de forma lineal
ARNt, forma plegada cruciforme
ARNr, igual que el ARNt
ARNn (nucleoral)
Menor
Se encuentran en el núcleo, específicamente en
los cromosomas
Tambien hay pequeña cantidad en la
mitocondria y cloropastos
Almacenar, conservar y transmitir la información
genética de células padres a hijos “interviene en
la transmisión de los caracteres hereditarios”
Se encuentra en el núcleo (nucléolos) y en el
citoplasma (ribosomas).
TIPO DE AZÚCAR
GRUPO FOSFATO
Polinucleotido
Enlace
ESTRUCTURA /MODELO
TIPOS
MASA MOLECULAR
LOCALIZACION
FUNCIONES
PRINCIPALES
Articular procesos de expresión de la
información genética del ADN en la síntesis de
proteínas y es el responsable del metabolismo
celular
Tabla 4. En esta tabla se observa las características, diferencias en la estructura, composición y función del ADN y
ARN.
5. FUENTES DE ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleídos se encuentran en casi todas las células, por lo que están presentes en casi todos los
alimentos.

Pescado
La carne del pescado se compone de un número de células, cada una conteniendo cantidades grandes de
ácidos nucleídos. El pescado es una gran fuente de proteínas saludables que actúan como bloques de
construcción para las proteínas humanas en sus propias células y tejidos humanos. Entre ellos el salmón
sardina, y el atún.

Frutas
Cada célula dentro de la fruta, incluyendo la piel, la carne dulce y las semillas, contienen células ricas en
ácidos nucleicos.

Granos y Legumbres
Además de su contenido de ácido nucleicos, estos alimentos son una fuente de proteínas, ayudando a
que llegue a su ingesta diaria recomendada de proteínas sin tener que ingerir proteínas animales grasos

Carnes: Las carnes rojas son las mejores, y por lo general tiene un ácido nucleicos contenido en
porcentaje de 0.05.

Verduras: Muchas verduras son buenas fuentes de ácidos nucleicos. Estos incluyen la col china,
brócoli, coliflor, frijoles y soja. Los espárragos, espinacas, las cebollas.
6. REQUERIMIENTOS DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Las purinas y las pirimidinas son innecesarias en la dieta
Los tejidos del hombre sintetizan purinas y pirimidinas a partir de intermediarios anfibólicos. Los ácidos
nucleicos y nucleótidos ingeridos se degradan en el intestino a mononucleótidos que pueden ser absorbidos o
convertidos en bases de purina y pirimidina. Las bases de purina se oxidan a acido úrico, que pueden ser
absorbido y excretado en la orina.
Los ácidos nucleicos contenidos en la dieta representan una fracción pequeña del nitrógeno total ingerido (entre 300 y 500 mg/día de bases púricas y, aproximadamente, la misma cantidad de bases
pirimidínicas).
Los ácidos nucleicos no se consideran macronutrientes en sentido estricto, ya que en gran medida son
metabolizados en el intestino y no se utilizan como combustibles metabólicos. No obstante, una parte muy
significativa de los nucleósidos y bases procedentes de la hidrólisis de los ácidos nucleicos, junto a pequeñas
cantidades de nucleósidos procedentes de nucleótidos libres presentes en los alimentos, son absorbidos por
el intestino, distribuidos a otros tejidos y utilizados metabólicamente para la biosíntesis de nuevos nucleótidos.
7. METABOLISMO DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
En la biosíntesis de nucleótidos de purina y pirimidinas se utiliza la ribosa-5-fosfato preformada por la vía de la
pentosa fosfato.
7.1. BIOSÍNTESIS DE PURINAS
En el sistema de anillo en crecimiento se enlaza con la ribosa fosfato mientras se está formando la cadena de
carbono de la purina, primero se forma la de anillo de cinco miembros y después el de seis y al final se
produce inosina-5-monosfosfato (fig.19) Conversión IMP a AMP y GMP. El IMP es precursor de AMP y de
GMP. La conversión de IMP a AMP tiene lugar en dos etapas (fig. 20 y 21). La primera es la reacción del
aspartato con IMP para formar adenil succinato.
La conversión de IMP a GMP también tiene lugar en dos etapas. El primero de los dos pasos es una
oxidación, donde el grupo C-H en posición C-2 se convierte en un grupo cetonico. El nucleótidos
monofosfatos, disfosfatos y trifosfatos de purina constituyen inhibidores de retroalimentación en las primeras
etapas, de su propia biosíntesis. El catabolismo de los nucleótidos de purina procede por hidrolisis al
nucleosido y subsecuentemente a la base libre, que se degrada aun más. La hipoxantina puede oxidarse a
xantina, de modo que esta base constituye un producto común de degradación, tanto de la adenina como la
guanina. La xantina se oxida a su vez a acido úrico (fig. 22)
Los nucleótidos libres son: la hipoxantina, la xantina y el acido úrico,
intermediarios en el catabolismo de la adenina y guanina.
Figura 19: Biosíntesis de purina a partir de la ribosa 5-fosfato
Figura 20. Conversión de IMP en AMP y GMP
Figura 21. Fosforilación de la adenina,
hipoxantina y guanina para formar AMP, IMP
y GMP respectivamente.
Figura 22. Formación de acido úrico a partir de nucleósidos de purina por la vía de las bases de purina
hipoxantina, xantina y guanina. Los desoxirribonucleósidos de purina son degradados por la misma vía catabólica y
las mismas enzimas.
7.2. BIOSINTESIS DE LAS PIRIMIDINAS
7.2.1. ANABOLISMO DE LOS NUCLEÓTIDOS DE PIRIMIDINAS.
El plan general de los nucleótidos de pirimidinas difiere de los nucleótidos de purina porque el anillo de
pirimidina se ensambla antes de que se una a la ribosa-5- fosfato. Los átomos de carbono y nitrógeno del
anillo de pirimidina provienen del fosfato de carbamoilo y el aspartato. Los compuestos que participan en
reacciones hasta este punto de la vía pueden desempeñar otros papeles en el metabolismo, pero después de
este punto, el N-carbomoil aspartato se emplea únicamente para producir pirimidinas; de ahí el término "Paso
comprometido". Esta reacción es catalizada por la aspartato transcarbamoilasa. El dihidroorotato es
transformando a orotato por la dihidrooratato deshidrogenasa, con la conversión concomitante de NAD+ a
NADH. Dos reacciones sucesivas de fosforilación convierten UMP a UTP, la conversión de uracilo a citosina
tiene lugar en la forma de trifosfato, catalizada por la CTP sintetasa. (fig. 23)
Figura 23. Biosíntesis de las pirimidinas.
7.2.2. CATABOLISMO DE LAS PIRIMIDINAS.
Los nucleótidos de pirimidina se descomponen primero al nucleosido y después a la base, igual que los
nucleótidos de purina. El anillo se abre para producir N-carbamoil propionato, que a su vez se descompone en
NH4, Co2 y ß-alanina. (fig. 24)
Figura 24. Catabolismo de pirimidinas
8. LOS EXCESOS O DEFICIENCIAS: ¿QUÉ ALTERACIONES ORIGINA?
 LA GOTA ES UN TRASTORNO METABÓLICO DEL CATABOLISMO DE LAS PURINAS
La afinidad incrementada por la ribosa 5-fosfato, o resistencia a inhibición por retroacción da por resultado
producción y excreción excesivas de catabolitos de purina. Cuando las cifras séricas de urato exceden el
límite de solubilidad, el urato de sodio se cristaliza en los tejidos blandos y las articulaciones, y origina una
reacción inflamatoria: la artritis gotosa. Con todo, la mayor parte de los casos de gota reflejan anormalidades
de la manipulación renal de acido úrico. (fig. 25)
Figura 25. Como se manifiesta la gota y que alimentos son buenos para evitar la gota.
8.1.1. OTROS TRASTORNOS DEL CATABOLISMO DE LAS PURINAS
Aun cuando los estados de deficiencia de purina son raros en seres humanos hay muchos trastornos
genéticos del catabolismo de purina.
 LAS HIPERURICEMIAS. Se excretan cantidades normales o excesivas de uratos totales.
Algunas hiperuricemias reflejan defectos enzimáticos específicos.
Otras son consecutivas a enfermedades como cáncer que aumenta el recambio de tejido.
 ENFERMEDAD DE VON GIERKE
La producción excesiva de purina y la hiperuricemia en la enfermedad de von Gierke (deficiencia de glucosa6-fosfatasa) son una consecuencia de generación aumentada del precursor de PRPP ribosa 5-fosfato. Una
acidosis láctica relacionada incrementa el umbral renal para urato, lo que aumenta los uratos corporales
totales.
 DEFICIENCIA DE ADENOSINA DESAMINASA Y DE NUCLEÓSIDO PURINA
FOSFORILASA
La deficiencia de adenosina desaminasa se relaciona con una enfermedad por inmunodeficiencia en la cual
los linfocitos derivados tanto del timo (células T) como de la medula osea (células B) son escasos y
disfuncionales. Los afectados sufren inmunodeficiencia grave. En ausencia de remplazo de enzima o de
trasplante de medula ósea, los lactantes suelen sucumbir a infecciones mortales. La deficiencia de nucleosido
purina fosforilasamuestra vínculo como deficiencia grave de células T pero función de células B al parecer
normal. Las disfunciones inmunitarias parecen depender de acumulación de dGTP y dATP, que inhiben la
ribonucleotidoreduccidasa y, de esta manera, agotan los precursores de DNA en las células.
8.2. LA PRODUCCIÓN EXCESIVA DE CATABOLITOS DE PIRIMIDINA SÓLO RARA VEZ SE
RELACIONA CON ANORMALIDADES IMPORTANTES EN CLÍNICA
 ACIDURIAS ORÓTICAS
Consecuencia de la incapacidad de mitocondrias dañadas de manera grave para usar carbamoil fosfato, que
entonces queda disponible para la producción citosólica excesiva de acido oratico. La aciduria orótica tipo I
Figura 26. Estructura de un cromosoma
refleja una deficiencia tanto deorotato fosforribosiltransferasa como de orotidilato descarboxilasa, la aciduria
orótica tipo II, más rara se debe a una deficiencia solo de orotidilato descarboxilasa.
TRANSTORNOS PRODUCIDOS POR EL EXCESO O FALTA DE UNO O MÁS CROMOSOMAS.
Los ácidos nucleicos se encuentran en los genes y estos contienen cromosomas (Fig. 26), las alteraciones
que se originan son a causa del exceso o la falta de uno o más cromosomas están en la Tabla 6.
Nomenclatura
cromosómica
41,+21 disyunción
del par 21:
(trisomía del par
21)
Formula
cromosómica
2n+1
47,+13
2n+1
47,+18
2n+1
45, X
44 autosomas
+X=45
cromosomas
2n-1
47, XXY.
48, XXXY.
48, XXYY.
49, XXXXY
50, XXXXXY
2n+1,
2n+2,
2n+2
2n+3
2n+4
47, XXX
2n+1
ANOMALÍAS NUMÉRICAS
Síndrome
Frecuencia
Principales características fenotípicas
clínico
estimada al
nacer
Estatura baja, cara redonda y llena, lengua
grande y con estrías, parpados gruesos,
retraso mental. Manos pequeñas y anchas con
Down
1/700
pliegue palmar de tipo simio, hiperflexibilidad
de las articulaciones
Deficiencia mental y sordera, ataques
musculares menores, labio y/o paladar
Patau
1/5000
hendido, polidactilia, anomalías cardiacas,
prominencia de la parte posterior del talón.
Deformación congénita multiple, en muchos
órganos, orejas deformes y bajas; barbilla
atrofiada, boca y nariz pequeñas, con
apariencia
general
de
“duendecillo”;
Edwards
1/4000 a
deficiencia mental; riñón doble; esternón corto.
1/8000
90% de los afectados perecen durante los seis
meses de vida.
Sexo femenino, desarrollo sexual retardado,
generalmente estéril, baja estatura, pliegues
Turner
1/500
de la piel en la región del cuello,
anormalidades cardiovasculares, deficiencias
en el oído.
Sexo masculino, subfertilidad y testículos
pequeños, voz con tonalidad femenina,
deficiencia mental, miembros alargados,
Klinefelter
1/500
rodillas
gruesas,
discurso
incoherente,
frecuente muerte a temprana edad.
Triple X
1/700
Sexo femenino con órganos genitales
atrofiados y fertilidad limitada. Retraso mental
frecuente.
Tabla 6. En esta tabla se observa las alteraciones cromosómicas por exceso o ausencia de uno o más cromosomas, también se
menciona el nombre clínico de la alteración, la frecuencia estimada al nacer y los síntomas.
8. ¿CÓMO SE PUEDE IDENTIFICAR A LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
EN LABORATORIO?
A través de un procedimiento sencillo aislará el ADN de las frutas
MATERIALES









Frutas (fresa, kiwi, tomate, guineo o mangó) o cebollas
Filtro de café o gasa de cocinar (Cheesecloth)
Tubo de ensayo
Embudo cónico
Varilla de vidrio o palito de madera
Vaso pequeño (beaker) o matraz
Licuadora
Alcohol 70% (frío, en hielo)
Solución lítica *
¡N O T A S I M P O R T A N T E S!
• Las frutas pueden ser frescas o congeladas. Si son congeladas, se deben
descongelar antes del laboratorio.
• Se puede utilizar cualquier fruta, pero las fresas usualmente producen una mayor
cantidad de ADN.
PROCEDIMIENTO
* Prepare de antemano la solución lítica:
Solución lítica: Mezcle líquido de fregar (o champú sin acondicionador)
con agua en una razón de 1:9 A cada 100 ml de solución preparada añada
1 gr de NaCl.
1. Seleccione una fruta y corte en pedazos hasta tener el equivalente a media taza.
2. Ponga los pedazos en la licuadora y añada 10 ml de la solución lítica.
3. Macere en la licuadora hasta que se forma un puré.
4. Coloque el embudo cónico con el filtro de café o gasa sobre el vaso o matraz y filtre el líquido.
5. Transfiera el líquido filtrado a un tubo de ensayo hasta llegar a aproximadamente 5 cm del fondo del tubo.
6. Coloque el tubo de ensayo en hielo por 5 minutos.
7. Mezcle por inversión dos a tres veces.
8. Eche 5 ml del alcohol frío al tubo y agite suavemente con movimientos circulares.
9. Dentro de poco tiempo, se observarán tres capas:
10. Remueva el ADN con la varilla de vidrio y descríbalo (color, textura, apariencia)
En el fondo, el extracto de fruta.
En el medio, los hilos de ADN.
En la capa superior, el alcohol
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 Tortora-Derrickson; Principios de Anatomía y Fisiología; 11a edición. Editorial Medica
Panamericana, 2006 España, pág. 54
 Química 4 secundaria. Víctor Hugo Cortez Aranda. Editorial Don Bosco. La Paz- Bolivia.
 Biología 3. Sonia Camacho y Carmen Cuellar. Editorial La Hoguera.
 Rolando Álvarez – Química Orgánica Básica tomo 4. Cochabamba- Bolivia
 es.wikipedia.org/wiki/Ácido_nucléico
 Ángel Gil Hernández Fermín Sánchez de Medina Contreras; Capítulo 1.2. Funciones y
metabolismo de los nutrientes
 BIOQUÍMICA-1º de Medicina. Departamento de Biología Molecular; M. Dolores Delgado. TEMA 15.
Introducción al metabolismo y bioenergética.
 Josefina Bálsamo. Biología 4 secundaria. Editorial El Pauro. Pág. 114
 http://lopezalexia18.blogspot.com/2013/05/metabolismo-de-acidos-nucleicos.html
 http://academic.uprm.edu/~jvelezg/labmoleculas.pdf
 Bioquímica de Harper. 28ªedición.
Agradecimiento Especial
A la Docente de Bioquímica: Dra.
Miriam Rosario Arnéz Camacho, por
guiarnos y corregirnos durante la
elaboración
investigación,
resultados
de
este
para
trabajo
obtener
que aquí se
de
los
muestran
sobre:
“Las Biomoléculas de la vida”
Ácidos Nucleícos
Atte.
Las estudiantes del grupo 9 de la
Materia de Bioquímica.
Octubre de 2013