Ácidos nucleicos: propiedades y enzimas asociadas.
Def ácidos nucleicos
Son biomoléculas formadas por la repetición de monómeros cuya función radica en almacenar, transmitir y expresar la información genética contenida mayormente en las células.
Composición química de los ácidos nucléicos
El ADN y ARN son cadenas poliméricas formadas por la repetición de nucleótidos, unidos mediante enlaces covalentes, en concreto enlace fosfodiéster.
Los nucleótidos están constituidos por:
- Glúcido.
- Base nitrogenada.
- Grupo fosfato.
Glúcido
El glúcido que forma los nucleótidos se conoce como ribosa ( constituido por 5C--> pentosa (C, H, O)). 2 tipos de ribosa:
-β-D-ribosa--> forma parte de la estructura del ADN.
- β-2-desoxi-D-ribosa--> compne el ADN.
Base nitrogenada
Compuesto químico nitrogenado hetericíclico
- Bases púricas: derivan de la purina. Adenina (A) y guanina (G). para ADN y ARN.
- Bases pirimidinicas: derivan del anillo de la pirimidina. Citosina (C) y timina (T) para ADN y citosina (C) y uracilo (U) para ARN.
En otros casos hay más bases nitrogenadas como N2-dimetil-guanina (en ARNt).
Grupo fosfato
Es un ácido fosfórico que se encuentra en forma de anión fosfato y confiere un carácter ácido (es decir, que dota de carga negativa) a los ácidos nucleicos, ARN y ADN.
A VECES los nucleótidos pueden tener + de 1 grupo fosfato (unidos por enlace anhidro, como el nucleótido del ATP (adenosin-5'-trifosfato).
Nucleósido
La unión de la base nitrogenada a la pentosa (glúcido) por enlace N-glucosídico--> forma el nucleósido.
El nucleósido se uno al grupo fosfato por enlace éster--> forma nucleótido.
La direccionalidad de las cadenas
5'-->3'.
Ácidos nucleicos--> uniones de nucleótidos conectados por enlaces fosfodiester (entre el C5 de un nucleótido y el C3 de otro).
ADN
Es el material hereditariodonde reside la información genética para poder generar un nuevo organismo o célula.
Localización del ADN
- Eucariotas: se encuentra en el núcleo de las células (ADNg). En animales también está en las mitocindras (ADNmt) y en vegetales en las mitocondrias y cloroplastos (ADNmt y ADNcp).
- Procariotas: ADNdisperso en el citoplasma formando el nucleoide. Algunas bacterias tienen ADN extracromosómico de replicación independiente como el ADNplasmídico.
- Virus: puenen contener ADN o ARN envuelto en sustancias lipídicas o protéicas, nunca los 2 a la vez. Puede ser monocatenario.
Organización del ADN, estructura primaria
Los nucleótidos están unidos por enlaces fosfodiester, en el que los nucleótidos tienen direccionalidad (5'-->3'), la info no se lee igual de un extremo al otro.
Dependiendo del tamaño las cadenas monocatenarias se conocen como oligonucleótidos (<30nt) o polinicleótidos (>30nt).
Organización del ADN, estructura secundaria
Es la unión complementaria de dos cadenas deADN por puntentes de H. Esto forma una doble hélice o cadena bicatenaria:
- Las cadenas son antiparalelas.
- Las cadenas se mantienen equidistantes enrrolladas a un eje imaginario donde las bases nitrogenadas (hidrofóbicas) se encuentran en el interior y la pentosa y grupo fosfato (hidrofilas) se encuentran en el exterior.
- El principio de complementariedad de bases permite que ambas cadenas se unan mediante puentes de H con sus nucleótidos complementarios. A-T (2p.H), y C-G (3p.H).
- La doble hélice es dextrógira (gira a la derecha) y plectonémica (hay q desenrollar las cadenas para separarlas).
Organización del ADN, estructura terciaria
La forma tridimensional que presenta la molécula en las células porque al ser muy grande tiene que compactarse para almacenarse.
- En procariotas se compacta en forma de nucleoide o cromosoma bacteriano (ADN bicatenario y circular con tamaños genómicos + pequeños q eucariotas).
- En eucariotas se compacta en forma de cromatina, el ADN se pliega gracias a las histonas.
ADN--> Nucleosoma--> Solenoide--> Cromatina--> Cromosoma.
Propiedades fisicoquímicas del ADN
- Desnaturalización y renaturalización.
- Carga negativa por el grupo fosfato.
- Máxima absorbancia a 260nm.
Desnaturalización y renaturalización
Proceso por el cual se rompen los puentes de H y se separan las cadenas de la hebra de ADN.
Se produce por: aumento de la temperatura o aumento de pH del medio.
La renaturalización: se unen las cadenas cuando disminuye la T o pH.
La hibridación: unión de cadenas complementarias pero de orígenes DISTINTOS.
ARN
Encargado de transmitir la info contenida en el ADN para que la célula pueda sintetizar proteínas. (el + abundante).
Localización--> muy diversa:
- Eucariotas y procariotas: núcleo (solo eu), citoplasma, asociado a proteinas y fuera de las membranas celulares.
- Virus: la info genética codificada directamente en el ARN.
Organización del ARN
Mayoría de moléculas de ARN son monocatenarias, de tamaño reducido y lineales. Formados por azúcares (glucidos) de ribosa y A, U, G y C, que se unen por enlaces de H.
Al ser monocatenarias gran parte de ellas presentan
apareamientos intracatenarios--> horquillas,
regiones no complemetarias--> bucles.
ARNm
Tiene codificada la secuencia de nucleótidos para dar lugar a proteinas.
Tienen una región de iniciación: codón AUG en 5' y una región de terminación: codón UAA, UAG, UGA.
- Eucariotas: el ARN tiene:
--> Una caperuza.
--> Un dominio regulador 5'UTR.
--> Una región codificante de proteina (CDS).
--> Un dominio regulador de la traducción 3' UTR.
--> Una cola PoliA en el extremo 3'.
Son secuencias monocitronicas (codifican para 1 proteina).
- Procariotas: estructura de ARNm diferente, pero sirven para lo mismo. Son policistrónicas (una molécula de ARNm codifica para varias proteinas).
ARNt
Cadenas con estructura parecida a un trebol de 3 hojas. Presentan nucleótidos no usuales como DHU o mG.
Esta organización tridimensional se produce por la complementariedad de bases de su secuencia monocatenaria, formada por 4 horquillas y 3 bucles con fó's específicas.
El bucle anticodón tiene los tripletes de bases complementarias al ARNm.
El bucle D es el lugar de unión de la enzima aminoacil ARNt sintetasa.
El bucle T es el lugar por donde se une al ribosoma.
ARNr
Presente en todos los ribosomas, orgánulos celulares implicados en la producción de proteínas.
Estructira--> presenta plegamientos que le permiten interactuar con proteinas y otros ARNm y ARNt.
Es el ARN más abundante de todos (80%).
Coeficiente de sedimentación (S):
- Procariota: total 70s, subunidad grande 50s, subunidad pequeña 30s.
- Eucariotas: total 80s, subunidad grande 60s, subunidd pequeña 40s.