Nucl eótidos
→ Son monómeros (estructura mínima que aun presenta las características de la sustancia en cuestión) que se unen entre sí
para
formar ácidos nucleicos (polímero)
→ Existen nucleótidos que tienen función propia, es decir que para desempeñar su función no forman polímeros.
→ Tienen carácter ácido
Estructura:
→ Los nucleótidos están formados por átomos de C H O N P que se organizan y se unen entre sí para formar 3 estructuras:
ÁCIDO FOSFÓRICO + ALDOPENTOSA + BASE NITROGENADA
✓ Base nitrogenada:
—
Pueden ser Púricas o Pirimidínicas dependiendo de que anillo vengan
— Presentan Nitrógeno en su estructura
— Nuestro organismo las puede sintetizar a partir de AA que tienen N en su estructura
— Las podemos incorporar a través de la alimentación
— Se pueden reutilizar.
Pirimidínicas: 6 carbonos
Citosina: Posee H en el N1, un grupo
carbonilo C2 y un grupo amino en el C4
Timina: Posee un H en el N1, un carbonilo en
el c2, un H en el N3, un carbonilo en el C4 y
un metilo en el C5
Uracilo: H en el N1, carbonilo en el C2, un H
en el N3 y un carbonilo en el C4.
Púricas: anillo más complejo de 9 carbonos
Adenina: C6 grupo amino y en N9 tiene un
H.
Guanina: Grupo amino en C2, H en el N1, un
carbonilo en el C6.
Metilpurinas vegetales:
Son metilxantinas. Tienen grupos metilos en los N1, N3 y N7
Ej: Cafeína (N1,3,7), Teofilina (N1,3), Teobromina (N3,7)
La diferencia radica en el CARBONO 2
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Nucleósidos:
→ ¿Cómo se genera esta unión?
→ La unión entre estos dos componentes va a ser a través del OH
del C1’ de la aldopentosa hacia un nitrógeno con su H de la base
nitrogenada.
Cómo es una condensación sucederá con pérdida de una
molécula de agua y la unión generada es el enlace beta-N-
glicosídico (Beta porque el OH del OH anomérico estaba hacia
arriba, N porque el nitrógeno queda como puente y glicosídico porque participa un monosacárido a partir de su carbono
anomérico)
Nucleótidos:
→ Al nucleósido formado se le une al menos un ácido fosfórico. Son moléculas
formadas por la unión covalente de un nucleósido y un grupo fosfato.
→ ¿Cómo se genera esta unión?
El A.F se va a unir a partir de uno de sus OH ácidos al OH del C5’ de la
aldopentosa.
Como es una condensación va a haber pérdida de agua y la unión generada
es el enlace de tipo ÉSTER FOSFÓRICO.
La presencia de ácido fosfórico en los nucleótidos, que pueden tener 1,2 o 3
dependiendo el nucleótido, les da la característica ácida a los ácidos nucleicos.
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Los nucleótidos tienen que estar formados por al menos un grupo
fosfato.
Existen nucleótidos que no polimerizan (no forman ácidos nucleicos)
que están formados por 2 o 3 grupos fosfatos.
La unión entre los ácidos fosfóricos es
ANHIDRIDO fosfórico: esta
unión tiene mucha energía química
Nomenclatura de nucleósidos y nucleótidos:
La nomenclatura permite reconocer que base nitrogenada y que aldopentosa
forman a los nucleósidos y en el caso de los nucleótidos aparte de la aldopentosa
y la base se debe aclarar cuantos Á.F lo integran.
Eosina / idina: indica que es un nucleósido
D: tipo de azúcar desoxirribosa, si es la ribosa no se pone nada entre ()
MP: mono fosfato
Propiedades de los nucleótidos:
→ Tienen naturaleza ácida por presentar en su estructura ácido fosfórico
→ Las bases nitrogenadas se comportan como bases muy débiles por lo que es
insignificante
→ Absorben luz ultravioleta gracias a las bases nitrogenadas al ser estructuras
cíclicas aromáticas
→ Son moléculas planas gracias a un fenómeno de resonancia en las bases. (Todos
los enlaces que forman a las bases tienen carácter de doble enlace parcial)
→ Presentan tautomerismo: plantea un nuevo tipo de isomería que puede ser
Amino----Imino y Keto----Enol (alcohol). Con esta isomería podemos ver que
gracias a este movimiento de electrones del ultimo nivel energético (resonancia) se
mueven las uniones y eso termina generando que se mueva algún átomo. (tipo de
isomería donde se mueve un solo átomo)
→ Conformación syn y anti: En los nucleótidos se genera otro tipo de “isomería”.
Esta nace del enlace Beta N glicosídico que tiene limitantes en cuanto a la libre
rotación de los átomos alrededor. Limita el movimiento de libre rotación de los
enlaces simples quedando la base nitrogenada en posición ANTI (la más estable) o SYN
Nucleótidos de importancia:
• Unidades estructurales de ácidos nucleicos: ADN, ARN.
No forman ácidos nucleicos, son los que tienen función propia:
• Transportadores de energía química: ATP.
• Funciones reguladoras: ADP.
• Segundos mensajeros: AMPc, GMPc.
• Transportadores de moléculas activadas: UDPglucosa.
• Forman parte de coenzimas: NAD, FAD, CoA.
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→ ATP: Recoge la energía liberada de reacciones y la transporta hacia
reacciones que la necesiten. El ATP, ADP y AMP se Interconvierten entre sí.
→ Coenzimas:
NAD+: Deriva de la vitamina B3. Participa en reacciones de oxido reducción.
Tiene dos nucleótidos en su estructura.
Coenzima A: Deriva de la vitamina B5. Son nucleótidos “modificados”.
Participa en muchas reacciones metabólicas, principalmente asociadas a la
producción de energía.
→ Segundos mensajeros:
Hay hormonas que no pueden atravesar las membranas de las células
y por lo tanto no pueden generar un efecto en su interior.
Esas hormonas que no pueden ingresar a la célula son generalmente
hormonas de naturaleza proteica por lo tanto como las proteínas son
muy solubles en agua y son moléculas bastante grandes y la bicapa
lipídica es muy insoluble en agua se dificulta su ingreso por lo que estas
hormonas proteicas como por ejemplo la insulina y el glucagón.
Lo que hacen es unirse a un receptor en la cara externa de la membrana
plasmática. El ligando que sería la hormona se une a ese receptor, hasta
ahí llega no puede entrar, pero lo que genera es una cascada de eventos
en el lado interno en la célula (citoplasma) y esa cascada de eventos
se logran gracias a la producción de un segundo mensajero.
¿por qué se llama segundo mensajero? porque justamente la
hormona es el primer mensajero, pero como no puede atravesar la
membrana la unión a su receptor genera que del lado interno se
genere el segundo mensajero.
Importancia médica y nutricional:
→ Los nucleótidos tienen gran capacidad para absorber luz ultravioleta, de allí la
posibilidad de sufrir alteraciones o formar asociaciones carcinogénicas (dímeros
de timina).
→ En patologías como Gota e Hiperuricemia es necesario controlar el aporte de
PURINAS con la alimentación.
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Ácidos nucl eicos
→ Son macromoléculas formadas por cadenas de nucleótidos
→ ADN y ARN (transferencia, mensajero y ribosomal)
→ Tienen un extremo 5’ y un extremo 3’
→ ¿Cómo se unen los nucleótidos entre sí para formar estas
largas cadenas?
OH del C3’ de la ALDOPENTOSA de un nucleótido + OH
del ÁCIDO FOSFÓRICO
de otro nucleótido por una unión
de tipo FOSFO-DI-ÉSTER, unión que permite la
polimerización de muchos nucleótidos.
→ El extremo 3’ es el extremo que tiene el OH del carbono 3’
de la aldopentosa libre
→ El extremo 5’ es el extremo que tiene el ácido fosfórico de
la aldopentosa libre, sin unirse a otro nucleótido.
Dogma central de la biología molecular: trata de ilustrar
como todas las células de nuestro organismo a partir del ADN en
el núcleo puede sintetizar proteínas en el citoplasma.
→ El ADN es la información genética que nos va a permitir
sintetizar todas las proteínas. Se encuentra en el núcleo y no
se puede movilizar, pero si autorreplicar.
→ En cuanto a la síntesis de proteínas el ADN se puede
transcribir a otro tipo de ácido nucleico que, si puede salir del
núcleo, este es el ARNmensajero. Este proceso se llama
TRANSCRIPCIÓN. En el citoplasma ocurre el proceso de
traducción, es decir, la cadena del ácido nucleico que es un
ARNm se traduce a AA.
→ Existe a su vez un proceso denomina transcripción inversa
que aplica para algunos organismos, donde a partir de ARNm
pueden generar ADN.
ADN (ácido desoxirribonucleico)
•
En el núcleo → información genética.
• 2 cadenas de polinucleótidos (2 hebras) → entre sí son antiparalelas y complementarias → terminan formando una Doble hélice
enrollada entre sí. CADENA DOBLE
• Concentración equimolar de bases púricas y pirimidínicas.
• Buena parte del genoma no se transcribe.
• Más del 50% del ADN tiene secuencias únicas.
• Un 20 a 30% del genoma consiste en secuencias repetitivas.
Características generales:
→ Presenta hendidura mayor y menor en la Doble Hélice dextrógira.
→ Se enrolla alrededor de proteínas (histonas) → permiten la compactación del ADN.
→ La desnaturalización se utiliza para analizar su estructura.
→ Proporciona la plantilla para la replicación y la transcripción.
→ Replicación semiconservativa. (una hebra nueva y una vieja)
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Nucleótidos que lo forman:
→ No va a contener uracilo
→ Las uniones presentes entre estos componentes van a ser las mismas:
Desoxirribosa + base nitrogenada BETA-N-GLICOSIDICA
Aldopentosa + ácido fosfórico ÉSTER FOSFÓRICO
ADN- COMPLEMENTACIÓN:
→ Son antiparalelas
→ Se complementan entre sí a través de sus bases nitrogenadas:
Entre la adenina y la timina se generan 2 puentes de H, es decir
se complementan entre sí, atrayéndose las cargas opuestas. En
la guanina y la citocina se van a complementar y generar entre
sí 3 puentes de H entre 3 pares de densidades opuestas. Los
puentes de H son necesarios para mantener a las dos hebras
unidas.
ADN- Compactación
→ Se unen a histonas (proteínas compuestas por muchos AA
básicos con carga positiva, forma en la que se unen al ADN).
→ Forman cromatina.
→ Máxima compactación → cromosomas (cada célula de
nuestro cuerpo va a tener 23 pares de cromosomas)
ARN (Ácido ribonucleico):
→ Se sintetizan en el núcleo a partir del ADN → ARNm, ARNt y ARNr → Síntesis de
proteínas.
→ 1 cadenas de polinucleótidos (Una sola hebra). CADENA SIMPLE
→ NO tiene concentración equimolar de bases púricas y pirimidínicas. (al haber una sola
hebra)
→ Tiene un solo ácido fosfórico
→ La aldopentosa es la ribosa
→ Las uniones son las mismas, Beta-N-Glicosídica y Éster fosfórico
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ARN-Tipos:
ARN mensajero
• Función: transporta la información genética desde el ADN nuclear, hasta el sistema de síntesis de proteínas en el citoplasma.
CODÓN=AMINOÁCIDO
Codón: secuencia de 3 nucleótidos. Cada codón va a codificar para un AA
• Molécula lineal (no se compacta ni se enrolla).
• Heterogéneos pero estables.
• Se sintetizan como largos precursores (pre-ARN mensajeros) y luego sufre modificaciones post-transcripcionales que generan el
ARNm maduro listo para salir al citoplasma y desempeñar su función.
Modificaciones para pasar de pre-ARNm a ARN:
1. En el extremo 5´ se le agrega trifosfato de 7-metilguanosina (CAP).
Funciones:
-Reconocimiento del ARNm por el ribosoma.
-Estabilización del ARNm.
-Evitar el ataque por 5-exonucleasas (enzimas que rompen el extremo 5’ del ARNm)
2. Extremo 3´se agrega la cola poli A o de poliadenilatos. (secuencia de nucleótidos de adenina)
Funciones:
-Estabilidad intracelular del ARNm.
-Evitar el ataque por 3-exonucleasas.
-Permitir el pasaje del ARNm al citoplasma
3. Splicing (corte y empalme): Remoción de intrones. (zonas que no
codifican para AA) Permite que el ARNm tenga todas las zonas
codificantes.
4. Splicing alternativo: los exones se ordenan de forma libre.
ARN de transferencia
→ Generado en núcleo y transportado al citoplasma para desempeñar su función.
→ Función: transporte de los aminoácidos libres en el citoplasma hasta el lugar de
ensamble con el ARNm, el sitio de formación de proteínas, es decir los ribosomas →
moléculas adaptadoras.
→ Existen diferentes ARNt específicos para cada AA (20 especies distintas). Cada ARNt
transporta un solo AA.
→ Poseen aproximadamente 75 nucleótidos.
→ Poca estabilidad en eucariontes.
→ Formado por una sola hebra no lineal si no plegada llamada Hoja trilobulada con Asas
principales (las globulares) y un asa adicional.
→ Pareamiento de las bases en los brazos → puente de hidrógeno.
→ Asa particular llamada anticodón, región que se une al codón del ARNm por
complementariedad de bases.
→ Se une por su Extremo 3´ CCA → Unión al AA (éster). (OH del extremo 3’ con el
carboxilo del AA)
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ARN ribosomal:
→ Generado en núcleo y transportado al citoplasma.
→ Función: forma parte del Núcleo prostético de nucleoproteínas. ARNr+proteína=ribosoma.
Ribosoma: sitio donde se ensambla el ARNm y se produce la traducción. (lugar donde se sintetizan las proteínas)
Formados por dos sub-unidades compuestas por proteínas y ARNr: 60S y 40S
→ Es en ARN más abundante (80%).
→ Participa en el ensamblaje ribosómico y en la fijación ribosomal del ARNm.
→ No es lineal.
ARN pequeños y estables
→ Ribonucleoproteínas pequeñas.
→ Distribuidas en núcleo, citoplasma o ambos.
→ Participan en la regulación del gen:
- Remoción del intrón.
- Procesamiento de ARNm precursor.
- Procesamiento del poli A
Diferencias entre el ARN y el ADN:
• Diferente cantidad de hebras que lo forman:
-ARN: 1 hebra de polinucleótidos que pueden contar con forma lineal o no dependiendo el ARN
-ADN: 2 hebras de polinucleótidos antiparalelas y complementarias por sus bases nitrogenadas, las cuales se unen entre sí por
puentes H y generaran un centro hidrofóbico.
• Tipos de bases nitrogenadas que forman a los nucleótidos:
-ARN: formados por citosina, guanina, adenina o uracilo
-ADN: formados por citosina, guanina, adenina o timina
• Cantidad de bases púricas en comparación con las pirimidínicas:
-ARN: no hay misma cantidad
-ADN: misma concentración equimolar dada por la complementación
• Aldopentosa en los nucleótidos:
-ARN: ribosa
-ADN: desoxirribosa
-Similitud entre los nucleótidos: ambos contienen un solo ácido fosfórico.
• Ubicación:
-ADN: dentro del núcleo en todas las células con diferentes grados de compactación y no puede salir
-ARN: se produce en el núcleo a partir del ADN y luego sale al citoplasma donde desempeña su función
• Función:
-ADN: contiene toda la información genética
-ARN: permite que esa información genética que no puede salir del núcleo se termine transcribiendo y traduciendo a una proteína.
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Código genético: 64 tipos de codones, 61 se traducen en AA y 3 no (los de terminación)
→ El código genético es degenerado: hay más de un codón por cada AA
→ No es ambiguo: cada codón solo va a traducirse en un 1 AA
Un ribonucleótido es un nucleótido del ARN que está formado por una molécula de fosfato, un azúcar (la ribosa) y una
base que puede ser: uracilo, la adenina, la citosina o la guanina.
Tipo de unión
Partes implicadas
Base nitrogenada (purinas y
pirimidinas)
+
pentosa
Enlace Beta-N-Glicosidico
La unión entre estos dos componentes va
a ser a través del OH del C1’ de la
aldopentosa hacia un nitrógeno con el H
de la base nitrogenada:
-N1 si la base nitrogenada es pirimidica
-N2 si la base nitrogenada es púrica
Base nitrogenada y pentosa
+
ácido fosfórico
ÉSTER FOSFÓRICO
El A.F se va a unir a partir de uno de sus
OH ácidos al OH del C5’ de la
aldopentosa.
Base nitrogenada, pentosa y ácido
fosfórico
+
ácido fosfórico
La unión entre los ácidos fosfóricos es
ANHIDRIDO fosfórico
El enlace que une los dos átomos de
fósforo a través de un átomo de oxígeno
Nucleósido
+
ácido fosfórico
enlaces fosfodiéster
entre los carbonos de las posiciones 3’ de
un nucleótido con la 5’ del siguiente.
Entre bases nitrogenas de cadenas
polinucleotídicas diferentes o de una
cadena doblada sobre sí misma
Puentes de hidrogeno
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