Universidad Autónoma “Benito Juárez” de Oaxaca

Posgrado de OdontologíaBiología Celular

Profesor: Dr. Juan José Alpuche

ADN y ARNAlumnos:

Cruz Reyes Luis AlbertoMatus Alvarado Alejandra

Orozco Fuentes Jesús FranciscoRuiz Pichardo Yael

Vásquez Melgar Oscar

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos fueron descubiertos por Freidrich Miescher en 1869

La información genética o genoma, está contenida en unas moléculas llamadas ácidos nucleicos.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN.

El ADN guarda la información genética en todos los organismos celulares, el ARN es necesario para que se exprese la información contenida en el ADN

COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

• Los ácidos nucléicos resultan de la polimerización de monómeros complejos denominados nucleótidos.

• Un nucleótido está formado por la unión de un grupo fosfato al carbono 5’ de una pentosa. A su vez la pentosa lleva unida al carbono 1’ una base nitrogenada.

Estructura del nucleótido monofosfato de adenosina (AMP)

NUCLEÓTIDO

• Aquellas bases formadas por dos anillos se denominan bases púricas (derivadas de la purina). Dentro de este grupo encontramos: Adenina (A), y Guanina (G).

• Si poseen un solo ciclo, se denominan bases pirimidínicas (derivadas de la pirimidina), como por ejemplo la Timina (T), Citosina (C), Uracilo (U).

BASES NITROGENADAS

ATP (adenosin trifosfato): Es el portador primario de energía de la célula. Esta molécula tiene un papel clave para el metabolismo de la energía. La mayoría de las reacciones metabólicas que requieren energía están acopladas a la hidrólisis de ATP.

Nucleótidos de importancia biológica

ATP (Adenosin trifosfato)

Mirel Nervenis

• AMP cíclico: Es una de las moléculas encargadas de transmitir una señal química que llega a la superficie celular al interior de la célula.

• NAD+ y NADP+: (nicotinamida adenina dinucleótido y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato). Son coenzimas que intervienen en las reacciones de oxido-reducción, son moléculas que transportan electrones y protones. Intervienen en procesos como la respiración y la fotosíntesis.

POLINUCLEÓTIDOS

• Existen dos clases de nucleótidos, los ribonucleótidos en cuya composición encontramos la pentosa ribosa y los desoxirribonucleótidos, en donde participa la desoxirribosa.

• Los nucleótidos pueden unirse entre sí, mediante enlaces covalentes, para formar polímeros, es decir los ácidos nucleicos, el ADN y el ARN.

• Dichas uniones covalentes se denominan uniones fosfodiéster. El grupo fosfato de un nucleótido se une con el hidroxilo del carbono 5’ de otro nucleótido, de este modo en la cadena quedan dos extremos libres, de un lado el carbono 5’ de la pentosa unido al fosfato y del otro el carbono 3’ de la pentosa.

Estructura de un Polirribonucleótido

ADN – ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO

• En 1953 Watson y Crick propusieron el modelo de doble hélice, para esto se valieron de los patrones obtenidos por difracción de rayos X de fibras de ADN.

• Este modelo describe a la molécula del ADN como una doble hélice, enrollada sobre un eje, como si fuera una escalera de caracol y cada diez pares de nucleótidos alcanza para dar un giro completo.

Modelo de la doble hélice de ADN Representación abreviada de un segmento de ADN

• El modelo de la doble hélice establece que las bases nitrogenadas de las cadenas se enfrentan y establecen entre ellas uniones del tipo puente de hidrógeno. Este enfrentamiento se realiza siempre entre una base púrica con una pirimídica, lo que permite el mantenimiento de la distancia entre las dos hebras.

• La Adenina se une con la timina formando dos puentes de hidrógeno y la citosina con la guanina a través de tres puentes de hidrógeno. Las hebras son antiparalelas, pues una de ellas tiene sentido 5’ ® 3’, y la otra sentido 3’ ® 5’.

Pares de bases del ADN: La formación específica de enlaces de hidrógeno entre G y C y entre A y T genera los pares de bases complementarias

Las hebras son antiparalelas, pues una de ellas tiene sentido 5’ - 3’, y la otra sentido 3’ - 5’.

Una corta sección de la doble hélice de ADN

ARN – ÁCIDO RIBONUCLEÍCO

El ácido ribonucleíco se forma por la polimerización de ribonucleótidos. Estos a su vez se forman por la unión de:

• a) un grupo fosfato. • b) ribosa, una aldopentosa cíclica y • c) una base nitrogenada unida al carbono 1’ de la ribosa, que

puede ser citocina, guanina, adenina y uracilo. Esta última es una base similar a la timina.

• En general los ribonucleótidos se unen entre sí, formando una cadena simple, excepto en algunos virus, donde se encuentran formando cadenas dobles.

• La cadena simple de ARN puede plegarse y presentar regiones con bases apareadas, de este modo se forman estructuras secundarias del ARN, que tienen muchas veces importancia funcional, como por ejemplo en los ARNt (ARN de transferencia).

Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis de las proteínas. Ellos son:

•ARN mensajero (ARNm) •ARN ribosomal (ARNr) •ARN de transferencia (ARNt).

ARN MENSAJERO (ARNm)

• Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN.

• El ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. Las instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos codones. Son los ARN más largos y pueden tener entre 1000 y 10000 nucleótidos

ARN RIBOSOMAL (ARNr)

• Este tipo de ARN una vez transcripto, pasa al nucleolo donde se une a proteínas. De esta manera se forman las subunidades de los ribosomas. Aproximadamente dos terceras partes de los ribosomas corresponde a sus ARNr.

ARN DE TRANSFERENCIA (ARNt)

• Este es el más pequeño de todos, tiene aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo que se conoce con forma de hoja de trébol plegada. El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos anticodón.

Molécula de ARNt

El ADN y el ARN se diferencian:

• el peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN

• el azúcar del ARN es ribosa, y el del ADN es desoxirribosa

• el ARN contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el ADN presenta timina

• la configuración espacial del ADN es la de un doble helicoide, mientras que el ARN es un polinucleótido lineal monocatenario, que ocasionalmente puede presentar apareamientos intracatenarios

Diferencias estructurales entre el DNA y el RNA

pentosa bases nitrogenadas estructura

DNA

RNA                

Estructura y tipo de cromosoma

Fleming (1882) "la sustancia que constituye los núcleos interfásicos y que muestra determinadas propiedades de tinción"

• ADN• Proteínas no histónicas• Proteínas histónicas• ARN

En las células eucariotas el ADN se encuentra compartimentado en el núcleo en forma de numerosas moléculas lineales, que junto con determinadas proteínas, forman la cromatina. Cuando la célula entra en división, la cromatina se condensa formando los cromosomas.

ESTRUCTURA DEL CROMOSOMA

TIPOS DE CROMOSOMAS

Estructura del cromosoma

Brazo corto• Un cromosoma tiene dos brazos separados por un centrómero.

• Los extremos de los brazos se llaman telómeros.

• Los brazos se encuentran divididos en dos, cada una de las partes se conoce como cromátida.

Brazo largo

Telómero

Centrómero

Cromátidas

METACÉNTRICO

El centrómero esta en la mitad del cromosoma y los dos brazos tienen la misma longitud.

SUBMETACÉNTRICO

La longitud de un brazo es mayor que la del otro. En la división toman aspecto de L al ser arrastrados.

ACROCÉNTRICO

El centrómero esta muy cerca del extremo por lo que la longitud de un brazo es mucho menor que la del otro.

TELOCÉNTRICO

El centrómero se sitúa en el extremo del cromosoma, presentando éste un solo brazo.

• Según la posición del centrómero se distinguen distintos tipos de cromosomas:

Tipos de cromosoma

Algunos cromosomas eucarióticos, además de la constricción primaria o centrómero, poseen constricciones secundarias, la más importante es la Región Organizadora del Nucleolo (abreviadamente NOR).

Contiene la información para producir el ARN-ribosómico

Cromatina y su correlacion con el ADN Y ARN

Que es la cromatina•  es una estructura dinámica que adapta su estado de compactación y

empaquetamiento para optimizar los procesos de replicación, transcripción y reparación del ADN.

• Todo ser vivo, procariótico y eucariótico posee una cierta cantidad de ADN organizado en mayor a menor grado dentro de estructuras celulares denominadas cromosomas

• los cuales poseen una constitución y un comportamiento variable dado el tipo de célula y el estadío del ciclo celular en el cual se estudien.

• La unidad básica de la cromatina es el nucleosoma que consiste en un fragmento de ADN

• El ADN tiene un grado de compactación de 10.000 veces con respecto a la longitud del cromosoma (10 µm)

• Vale decir que un cromosoma humano de 5 µm de longitud posee en cada cromátida una cadena de ADN de 50.000 µm = 5 cm de largo.

• El núcleo celular están compuestos por fibras de cromatina altamente condensadas.

• A su vez la cromatina es un complejo constituido por ADN, proteínas, ARN y ciertos polisacáridos.

Proteínas cromosomáti

cas

Ph básico con carga

positivaHistonas

Carga positiva baja y ph acido

No histonas

POSEEN AMINOÁCIDOS LISINA HISTONA

S

PERMITEN UNIONES

ELECTROLÍTICAS

CON LOS GRUPOS FOSFATOS

arginina

HAY 5 CLASES DE LISINA H1,H2A,H2B,H3,H4 Y H5

EN NUCLEÓTIDOS DEL ADN

CON CARGA NEGATIVA

FUNCIONES: ESTRUCTURALES, ENZIMATICAS Y REGULATORIAS

INVOLOCRADAS EN EL METABOLISMO

NO HISTONICA

S

ESTRUCTURA CROMOSOMICA EXPRESION GENETICA CROMOSOM

AL

CAMBIANDO SU CONFIGURACION

PARA REGULAR SU TRANSCRIPCION

REGULA LA

CROMATINA ACTIVA

Bibliografía

• Karp G. Biología celular y molecular. 5° ed. McGraw Hill, 2005• Alberts. Molecular Biology of the Cell. 4° ed. Garland

Publishing, 2002