Misión 6: ácidos nucleicos
- concepcioncostalopez
- 17 nov 2018
- 7 Min. de lectura
¡Hola a todos!
Hoy os voy a hablar de una biomolécula orgánica diferente de las anteriores. Sí, me refiero a los ácidos nucléicos.
Los ácidos nucleicos son macromoléculas biológicas que están relacionadas con la información genética de los seres vivos, tienen un carácter ácido, debido al ácido fosfórico. Contienen en su composición C, H, O, N y P.
Están formados por la unión de nucleótidos, unidades sencillas que se van repitiendo a lo largo de una cadena. Están formados por una pentosa, una base nitrogenada y un ácido ortofosfórico.
Las pentosas que forman los ácidos nucleicos son aldopentosas y pueden ser D-ribosa en el ARN y D-2-desoxirribosa en el ADN. Tiene forma de furanósica y el anómero que forma los ácidos nucleicos es el beta (beta-D-ribofuranosa y beta-D-2-desoxirribofuranosa.
Las bases nitrogenadas son compuestos heterocíclicos con átomos de nitrógeno y con un carácter básico. Entre las bases nitrogenadas, hay dos tipos; púricas y pirimidíricas.
Los nucleótidos además, están formados por nucleósidos, formados por la unión de una pentosa y una base nitrogenada, originando así un enlace llamado N-glucosídico (entre el C 1’ de la pentosa y un N de la base nitrogenada, N-1 si es pirimidírica o N-9 si es púrica, y se desprende una molecula de H2O).
A través de un enlace tipo éster se forman los nucleótidos. Se unen una molécula de ácido fosfórico con la pentosa de un nucleótido. Este enlace se da al esterificarse un OH del carbono 5’ de la pentosa, donde también se libera una molécula de agua.
De los nucleótidos podemos hacer una clasificación, los nucleótidos nucleicos (forman parte de los ácidos nucleicos), y los nucleótidos no nucleicos (no forman parte de los ácidos nucleicos).
Finalmente, los ácidos nucleicos tienen cadenas que presentan 2 extremos, el extremo 5’, donde hay un grupo fosfato unido al carbono 3’ del primer nucleótido, y el extremo 3’, donde hay un radical hidroxilo unido al carbono 3’ del último nucleótido. Enlace enlace fosfodiéster 5’-3’.
Según cuales sean nos nucleótidos que los constituyen, los ácidos nucleicos se dividen en dos grupos, ADN y ARN.
El ácido desoxirribonucleico está constituido por dos cadenas de nucleótidos enrolladas formando una doble hélice. Cada cadena está formada por un polímero de desoxirribonucleótidos de adenina, timina, citosina y guanina. En la mayoría de casos es bicatenario, pero en los virus es monocatenario, en las células procariotas es circular y en las células eucariotas es lineal. La mayor parte del ADN se localiza en el núcleo, en las mitocondrias y en los cloroplastos.
En función del nivel de dificultad, el ADN se clasifica en distintos niveles:
La estructura primaria es la secuencia de nucleótidos de una sola hebra.
La estructura secundaria es la disposición en el espacio de una doble hélice. Esta estructura se dedujo a partir de diversos datos aportados por investigadores, como es que la densidad y viscosidad de las dispersiones acuosas del ADN eran superiores a las esperadas, que la molécula de ADN sería antiparalela y complementaria y que ambas cadenas se unirían mediante enlaces de hidrógeno, que todos los ADN tienen tantas adeninas como timinas y tantas citosinas como uracilos, por último que el ADN tiene una estructura fibrilar de 20 Aº de diámetro.
La estructura terciaria es aquella en la que la fibra de 20 Aº se encuentra retorcida sobre si misma formando una súper hélice. El súper enrollamiento se produce porque una de las cadenas da más vueltas a la derecha que la otra y la tensión aumenta.
Gracias a la asociación del ADN con las proteínas, este se puede presentar en diferentes niveles de empaquetamiento:
Primer nivel de empaquetamiento o fibra de cromatina de 100 Aº. Es la fibra de cromatina de 100 A asociada a histonas. Se encuentra en el núcleo durante la interfase. Esta fibra de cromatina está constituida por una sucesión de partículas de 100ª de diámetro llamada nucleosoma. Cada uno de ellos está formado por un octómero de histonas y una fibra de ADN. El ADN entre un octómero y el siguiente se llama ADN espaciador. La fibra de cromatina de 100 A también se llama filamento nucleosómico o nucleofilamento.
Segundo nivel de empaquetamiento o fibra de cromatina de 300 A. Se forma a partir de la fibra de 100 A condensada. En cada vuelta hay 6 nucleosomas y 6 H1 que forman la fibra de 300 A. Esto hace que se acorte la cadena desapareciendo el ADN espaciador.
Tercer nivel de empaquetamiento o dominios en forma de bucle. La fibra de 300 A forma una serie de bucles que están estabilizados por un andamio proteico.
Niveles superiores de empaquetamiento. Se reduce la longitud de la fibra de cromatina.
El ADN se puede clasificar atendiendo a diversos criterios: según el número de cadenas que se forman puede ser ADN monocatenario, ADN bicatenario, lineal y circular.
Según el tipo de moléculas que intervienen en su empaquetamiento, ADN asociado a histonas, ADN asociado a protaminas y ADN procariota.
El ácido ribonucleico, esta constituido por nucleótidos de ribosa y cuatro bases nitrogenadas (adenina, uracilo, citosina y guanina). Estos ribonucleótidos se unen entre sí por enlaces fosfodiéster 5’-3’. El ARN es casi siempre monocatenario, excepto en algunos casos que es bicatenario.
Se diferencian varios tipos de ARN: ARNr, ARNt, ARNm y ARNn.
El ARN mensajero es monocatenario y generalmente lineal. Copia la información contenida en el ADN y la lleva hasta los ribosomas, para que se sinteticen las proteínas a partir de los aminoácidos que aportan ARNt. Según el tipo de célula el ARNm es diferente: ARN ecariótico y ARN procariótico.
El ARN de transferencia tiene entre 70 y 90 nucleótidos. Transporta aminoácidos determinados hasta los ribosomas, donde según la secuencia especificada en un ARN mensajero, se sintetizan las proteínas. Presenta dos tipos de zonas distintas, unas con estructura secundaria en doble hélice y otra en estructura monocatenária.
El ARN ribosómico está unido a las proteínas para la unión con el ARNm y de estos con los ARNt, que son los portadores de los aminoácidos que forman las proteínas. Este tipo de ARN presenta segmentos monocatenarios y segmentos en doble hélice. Presentan ribosomas de 70 S (50 S y 30 S) y de 80 S (60 S y 40 S).
El ARN nucleolar es componente principal del nucléolo. Primero se forma en el nucléolo un ARN de 45 S asociado a proteínas del citoplasma y forma una ribonucleoproteína, que se rompe y se asocia a un ARN de 5 S con proteínas.
El ARN pequeño nuclear es de tamaño muy pequeño y se encuentra en el núcleo de células eucariotas. Forman las ribonucleoproteínas que eliminan los intrones.
El ARN de interferencia es de doble cadena y es utilizado para reconocer ARNm, después los degrada, impidiendo que formen proteínas. Constituye un mecanismo de autocontrol de la célula.
A continuación os dejo un esquema de todo lo que os he ido contado.
ACTIVIDADES DE ÁCIDOS NUCLEICOS
1. En relación a la siguiente figura:
a) Indica qué molécula representa y cuál es la composición de los monómeros que la forman.
Es un ácido ribonucleico de transferencia. Es un tipo de ARN cuyas moléculas son pequeñas, entre 80-100 nucleótidos. El ARN está constituido por nucleótidos de ribosa y cuatro de bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y uracilo. No hay timina, como en el ADN.
b) Explica qué tipo de interacciones se producen para formar la estructura secundaria de la molécula.
Esta cadena de ARN transferente está formada por una sola cadena de ribonucleótidos que está doblada y en algunas zonas las bases complementarias están enfrentadas y se unen por puentes de hidrógeno presentando estructura secundaria de doble hélice. Los ribonucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster (2 enlaces seguidos) en sentido 5’à3’ como el ADN.
c) Indica en qué proceso biológico está implicada y cuál es su función, explicando el papel de las zonas marcadas como A y B.
Existen unos 50 tipos diferentes de ARNt. Se sintetizan en el núcleo por la transcripción de zonas concretas del ADN, una vez formados, salen al citoplasma donde realizan su función. Esta consiste en captar aminoácidos en el citoplasma y transportarlos a los ribosomas, colocándolos según indica la secuencia del ARNm para sintetizar las proteínas.
En la imagen, la zona marcada con una A es el lugar donde se enlaza el aminoácido al OH, es extremo 3’. Luego los aminoácidos, como ya hemos comentado con anterioridad, son transportados hasta los ribosomas, etc.
La zona marcada como B es un anticodón, que contiene un triplete de nucleótidos, donde se encuentra la secuencia específica de amioácidos en un ARN mensajero (transcrito, a su vez, del ADN).
2. Explica, basándote en su estructura, por qué el ADN es una molécula que contiene información.
La estructura primaria del ADN es la secuencia de nucleótidos de una sola hebra que puede presentarse como un simple filamento extendido o ligeramente doblado sobre sí mismo. Posee un esqueleto de polidesoxirribosas-fosfato y una secuencia de bases nitrogenadas. Existen innumerables combinaciones de ADN jugando con los 4 tipos de nucleótidos (A,G,C,T). Precisamente estas combinaciones permiten estructurar una determinada información, la llamada información genética.
3. En la siguiente figura se muestran las fórmulas químicas de algunas biomoléculas. Indica:
a) Cuál corresponde a un ácido graso insaturado: la número 3
b) Cuál es una piranosa: la número 5
c) Cuáles forman parte del ADN: la 2 y la 6
d) Cuál corresponde a un ácido graso saturado: la número 4
e) Cuál forma parte de las proteínas: la número 1
4. Explica las diferencias químicas y estructurales entre el ADN y el ARN.
En referencia a la estructura química, el ADN es de doble cadena, lo que confiere protección a la información contenida en él. El ADN está compuesto por desoxirribosa, y el ARN por ribosa. El ADN compuesto por adenina, citosina, guanina y timina, mientras que en el ARN, se cambia la timina por uracilo.
La estructura del ADN es de doble cadena de desoxirribonucleótidos, lo que confiere una mayor protección a la información contenida en él. La estructura de los ARN es monocatenaria, aunque puede presentarse en forma lineal, como el ARNm, o en forma plegada como el ARNt y ARNr.
Por otro lado, respecto a la función también hay diferencias. El ADN tiene como función almacenar, conservar y transmitir la información genética entre las células. El ARNm y el ARNt tienen como función básica articular los procesos de información genética del ADN en la síntesis de proteínas.
TEST DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
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