lunes, 7 de abril de 2008

INDICE:

  1. Composicion de los Acidos Nucleicos
  2. Tipos de Acidos Nucleicos
  3. Acido Desoxirribonucleico
  4. Acido Ribonucleico
  5. Funciones de los Acidos Nucleicos
  6. Test de conocimientos
  7. Glosario
  8. Bibliografia

ACIDOS NUCLEICOS

Son biopolímeros, de elevado peso molecular, formados por otras subunidades estructurales o monómeros, denominados nucleótidos.

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Meischer (1869), el cual trabajando con leucocitos y espermatozoides de salmón, obtuvo una sustancia rica en carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y un porcentaje elevado de fósforo. A esta sustancia se le llamó en un principio nucleina, por encontrarse en el núcleo.
Años más tarde, se fragmentó esta nucleina, y se separó un componente proteico y un grupo prostético, este último, por ser ácido, se le llamó ácido nucleico.

En los años 30, Kossel comprobó que tenían una estructura bastante compleja.

En 1953, James Watson y Francis Crick, descubrieron la estructura tridimensional de uno de estos ácidos, concretamente del ácido desoxirribonucleico (ADN).

COMPOSICION DE LOS ACIDOS NUCLEICOS

Son biopolímeros formados por unidades llamadas monómeros, que son los nucleótidos.
Los nucleótidos están formados por la unión de:

a) Una pentosa, que puede ser la D-ribosa en el ARN; o la D-2- desoxirribosa en el ADN



b) Una base nitrogenada, que puede ser:

- Púrica, como la Guanina (G) y la Adenina (A)
- Pirimidínica, como la Timina (T), Citosina (C) y Uracilo (U)

c) Ácido fosfórico, que en la cadena de ácido nucleico une dos pentosas a través de una unión fosfodiester. Esta unión se hace entre el C-3´de la pentosa, con el C-5´de la segunda.
A la unión de una pentosa con una base nitrogenada se le llama nucleosido.

Esta unión se hace mediante un enlace -glucosídico.
- Si la pentosa es una ribosa, tenemos un ribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, guanina, citosina y uracilo.
- Si la pentosa es un desoxirribosa, tenemos un desoxirribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, citosina, guanina y timina.

El enlace -glucosídico se hace entre el
a) C-1´de la pentosa y el N-9 de la base púrica, como la guanina y la adenina-

b) C-1´de la pentosa y el N-1 de la base pìrimidínica, como la timina y citosina.

TIPOS DE ACIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos están formados, como ya se ha dicho anteriormente, por la polimerización de muchos nucleótidos, los cuales se unen de la siguiente manera: 3´-pentosa-5´-fosfato---3´-pentosa-5´fosfato-----


Cada molécula tiene una orientación definida, por lo que la cadena es 5´-> 3´.


Atendiendo a su estructura y composición existen dos tipos de ácidos nucleicos que son:

a) Ácido desoxirribonucleico o ADN o DNA
b) Ácido ribonucleico o ARN o RNA

ESTRUCTURA DEL ADN

Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas ( una 5´-3´y la otra 3´-5´) unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por medio de puentes de hidrógeno.
La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de hidrógeno.
El ADN es el portador de la informacion genética, se puede decir por tanto, que los genes están compuestos por ADN.


ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ADN
Se trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos.

ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN
Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fué postulada por Watson y Crick,basandose en:
- La difracción de rayos X que habían realizado Franklin y Wilkins
- La equivalencia de bases de Chargaff,que dice que la suma de adeninas más guaninas es igual a la suma de timinas más citosinas.
Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina de una se une a la timina de la otra, y la guanina de una a la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3´de una se enfrenta al extremo 5´de la otra.
Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick.

ESTRUCTURA TERCIARIA DEL ADN.
Se refiere a como se almacena el ADN en un volumen reducido. Varía según se trate de organismos procariontes o eucariontes:

a) En procariontes se pliega como una super-hélice en forma, generalmente, circular y asociada a una pequeña cantidad de proteinas. Lo mismo ocurre en la mitocondrias y en los plastos.

b) En eucariontes el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto y para esto necesita la presencia de proteinas, como son las histonas y otras de naturaleza no histona (en los espermatozoides las proteinas son las protaminas). A esta unión de ADN y proteinas se conoce como cromatina, en la cual se distinguen diferentes niveles de organización:



  • Nucleosoma

  • Collar de perlas

  • Fibra cromatinica

  • Bucles radiales

  • Cromosoma

DESNATURALIZACION DEL ADN

Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión del ADN, la agitación térmica es capaz de separar las dos hebras y producir una desnaturalización.

Este es un proceso reversible, ya que al bajar la temperatura se puede producir una renaturalización.

En este proceso se rompen los puentes de hidrógeno que unen las cadenas y se produce la separación de las mismas, pero no se rompen los enlaces fosfodiester covalentes que forman la secuencia de la cadena.

La desnaturalización del ADN puede ocurrir, también, por variaciones en el pH.

Al enfriar lentamente puede renaturalizarse.

ESTRUCTURAS DEL ARN


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 ).
Están formados por una sola cadena, a excepción del ARN bicatenario de los reovirus.

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 al estructura secundaria.

CLASIFICACIÓN DE LOS ARN.

Para clasificarlos se adopta la masa molecular media de sus cadenas, cuyo valor se deduce de la velocidad de sedimentación. La masa molecular y por tanto sus dimensiones se miden en svedberg (S). Según esto tenemos:

ARN MENSAJERO (ARNm)
Sus características son la siguientes:
- Cadenas de largo tamaño con estructura primaria.
- Se le llama mensajero porque transporta la información necesaria para la síntesis proteica.
- Cada ARNm tiene información para sintetizar una proteina determinada.
- Su vida media es corta.

a) En procariontes el extremo 5´posee un grupo trifosfato
b) En eucariontes en el extremo 5´posee un grupo metil-guanosina unido al trifosfato, y el el extremo 3´posee una cola de poli-A

En los eucariontes se puede distinguir también:
- Exones, secuencias de bases que codifican proteinas
- Intrones, secuencias sin información.

Un ARNm de este tipo ha de madurar (eliminación de intrones) antes de hacerse funcional. Antes de madurar, el ARNm recibe el nombre de ARN heterogeneonuclear (ARNhn ).

ARN RIBOSÓMICO (ARNr)
Sus principales características son:
- Cada ARNr presenta cadena de diferente tamaño, con estructura secundaria y terciaria.
- Forma parte de las subunidades ribosómicas cuando se une con muchas proteinas.
- Están vinculados con la síntesis de proteinas.

ARN NUCLEOLAR (ARNn)
Sus características principales son:
- Se sintetiza en el nucleolo.
- Posee una masa molecular de 45 S, que actua como recursor de parte del ARNr, concretamente de los ARNr 28 S (de la subunidad mayor), los ARNr 5,8 S (de la subunidad mayor) y los ARNr 18 S (de la subunidad menor) ARNu

Sus principales características son:
- Son moléculas de pequeño tamaño
- Se les denomina de esta manera por poseer mucho uracilo en su composición
- Se asocia a proteinas del núcleo y forma ribonucleoproteinas pequeño nucleares (RNPpn) que intervienen en:

a) Corte y empalme de ARN
b) Maduración en los ARNm de los eucariontes
c) Obtención de ARNr a partir de ARNn 45 S.

ARN TRANSFERENTE (ARNt)
Sus principales características son.
- Son moléculas de pequeño tamaño
- 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 trebol.
- Los plegamientos se llegan a hacer tan complejos que adquieren una estructura terciaria
- Su misión es unir aminoácidos y transportarlos hasta el ARNm para sintetizar proteinas.
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).

SINTESIS Y LOCALIZACIÓN DE LOS ARN

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 sinteis 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

FUNCIONES DE LOS ACIDOS NUCLEICOS

Entre las principales funciones de estos ácidos tenemos:
- Duplicación del ADN
- Expresión del mensaje genético:
- Transcripción del ADN para formar ARNm y otros
- Traducción, en los ribosomas, del mensaje contenido en el ARNm a proteinas.

TEST DE CONOCIMIENTOS

1ª.- El sacárido que forma parte de los ácidos nucleicos es :
fructosa
glucosa
ribosa

2ª.- Las bases nitrogenadas propias del ADN son:
adenina,timina,guanina,uracilo
citosina,uracilo,guanina,timina
adenina,guanina, citosina, tinima

3ª.- Un nucleótido está formado por:
fosfato,purina,base nitrogenada
fosfato,fructosa,base nitrogenada
fosfato,pentosa,base nitrogenada

4ª.- En el ADN, las bases nitrogenadas se emparejan:
A-T y C-G
A-C y T-G
A-G y T-C

5ª.- Una de las siguientes afirmaciones es falsa:
El ARN contiene uracilo, El ADN contiene timina
El ARN es de cadena sencilla, el ADN es de cadena doble
El ARN nunca se encuentra en el núcleo,el ADN nunca se encuentra en el citoplasma

6ª.- La elaboración de uno de estos ARN, no necesita un proceso de maduración:
ARNr
ARNm
ARNt

7ª.- Los enzimas de naturaleza no proteíca se denominan:
Ribozimas
Polimerasas
Ribosomas

8ª.-Los ARNm de las células eucarioticas poseen un extremo 5' un grupo:
Metil guanosina.
Trifosfato.
Metil citosina

9ª.- Una desnaturalización del ADN se puede producir por:
Cambios de temperatura
Agregar un ácido
Las anteriores son ciertas..

GLOSARIO:

Ácido nucleico: Nombre genérico que se aplica indistintamente al ADN o ARN, las dos moléculas que portan información genética en los seres vivos.

ADN (ácido desoxirribonucleico): Molécula que almacena la información genética.

ADN recombinante: Término que se usa en la tecnología aplicada para obtener moléculas de ADN híbridas, por ejemplo, provenientes de diversos seres vivos.

Aminoácido: Unidad monomérica fundamental de las proteínas. Existen 20+2 tipos diferentes.

ARN (ácido ribonucleico): Molécula que transmite información genética. Además cumple con funciones estructurales y de mensajero para la maquinaria de traducción de la información.

ARN mensajero: Molécula de ARN, copia de un gene, que lleva la información desde el genoma hasta donde se realiza la traducción.

Bioquimica: Es el estudio químico de los seres vivos, especialmente de la estructura y función de sus componentes químicos específicos, como son las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucléicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células.

Molécula: Conjunto de átomos unidos unos con otros por enlaces fuertes. Es la expresión mínima de un compuesto o sustancia química. Trabajar con estas entidades primordiales justifica el uso del término "molecular" para denominar diversas áreas de la investigación en biología. (Entidad química constituida por la unión de varios átomos. Es la expresión mínima de un concepto químico. Una macromolécula puede estar constituida por miles o hasta millones de átomos, típicamente enlazados en largas cadenas.)

Traducción: Proceso por medio del cual se lee la secuencia de codones del ARN y se elabora una cadena de proteína, con la secuencia correspondiente, de acuerdo con el código genético.

Transcripción: Proceso por el que un gene se expresa mediante la síntesis de un ARN que contiene la misma secuencia del gene.

Transformación: Procedimiento que permite introducir, directamente a células vivas, moléculas de ADN. Existen varios procedimientos que pueden lograr este objetivo: tratamiento con calcio, descarga eléctrica, pistolas génicas, etcétera.

BIBLIOGRAFIA:

  1. Boyer, R. Conceptos de Bioquímica. International Thompson Eds. México; 2000
  2. Bohinski, R.C. Bioquímica. 5ª Ed. Addison- Wesley Iberoamericana, E.U.A. ; 1991
  3. Díaz Zagoya J.C. Hicks-Goméz J.J. Bioquímica. 2ª ed. Ed. Interamericana Mc Graw-Hill, México; 1995
  4. Horton, R. Bioquímica. Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana, México; 1995
  5. Murray K.R. Granner D.K., Mayes,P.A. Rodwell V.W. Bioquímica de Harper.14a ed. Ed. El Manual Moderno, México; 1997
  6. Mathews C.K., Van Holde K.E. Bioquímica. 2ª ed. Ed. McGraw-Hill.Interamericana, España; 1998
  7. Stryer, L. Bioquímica. 4ª ed. Ed. Reverté, México; 1995


CONCLUSIONES:

Como conclusión podemos decir que con este trabajo tenemos una vista mas amplia de lo que son los ácidos nucleicos.

Asi como una información mas profunda desde su formula molecular y sus componentes mas pequeños. Tambien definirlo como la bioquímica de los ácidos nucleicos, puesto que los estamos estudiando desde su nivel molecular, y de la manera mas sencilla