Breve explicación acerca de los ácidos nucleicos

2. PROFESORA: CANDIDA BARRIOS

3. MONITORES: DAYRO DE LA CRUZ OSCAR MEJIA YANNA BELL ROMERO FACULTAD DE INGENIERAS AGROINDUSTRIA

5. APLICAR LAS NUEVAS TECNICAS DE LA INFORMACIÓN Y LA COMUNICACIÓN.

8. Expresión del mensaje genético:

9. Transcripción del ADN para formar ARN y otros- Traducción, en los ribosomas, del mensaje contenido en el ARN a proteínas. - Sirven de intermediarios en las transferencias de energía en las células (ATP, ADP y otros) o en las transferencias de electrones (NAD+, NADP+, FAD, etc.).

10. HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO DE LA ESTRUCTURA DEL ADN

11. CLASIFICACION DE LOS ACIDOS NUCLEICOS De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en ácidos desoxiribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, y en ácidos ribonucleicos (ARN) que actúan en el citoplasma. Se conoce con considerable detalle la estructura y función de los dos tipos de ácidos.

12. ESTRUCTURA MOLECULAR DEL ADN Y ARN ADN ARN

13. ESTRUCTURA El conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos permitió la elucidación del código genético, la determinación del mecanismo y control de la síntesis de las proteínas y el mecanismo de transmisión de la información genética de la célula madre a las células hijas. A las unidades químicas que se unen para formar los ácidos nucleicos se les denomina nucleótidos y al polímero se le denomina polinucleótido o ácido nucleico.

14. ESTRUCTURA Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un grupo fosfato y un azúcar; ribosa en caso de ARN y desoxiribosa en el caso de ADN. Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el esqueleto del polinucleótido. En el caso del ADN las bases son dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina) . En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).

15. ESTRUCTURA

17. Ambas cadenas se unen por sus bases nitrogenadas.

18. Entre las bases nitrogenadas enfrentadas se forman uniones fácilmente rompibles llamadas puentes de hidrógeno.Función del ADN: La información genética almacenada en la secuencia de nucleótidos de ADN sirve para dos propósitos: # Es la fuente de información para la síntesis de todas las moléculas de proteínas de la célula y el organismo. # Provee la información heredada por las células hijas de la progenie. Ambas funciones requieren que las células del ADN sirva como molde, en el primero de los casos para la transcripción de información al ARN y en el segundo, para la replicación de la información en las moléculas hijas de ADN.

20. Soluble en soluciones concentradas de NaCl

21. Insoluble en alcohol

23. 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

24. - 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.

25. 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.

26. 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 cromatínica - Bucles radiales - Cromosoma.

27. DESNATURALIZACIÓN DEL ADN. Al enfriar lentamente puede renaturalizarse.

29. MONOCATENARIO

30. BICATENARIO

31. SEGÚN FORMA DE EMPAQUETARSE

32. ADN MAS HISTONAS

34. Esa cadena forma una hélice simple.

35. Presenta iguales bases nitrogenadas que el ADN, pero reemplaza a la timina (T) por el uracilo (U).

36. La pentosa que posee es la ribosa, de ahí el nombre del nucleótido.

38. Insoluble en alcohol

40. ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ARN Alguna vez, en una misma cadena, existen regiones con secuencias complementarias capaces de aparearse.

41. ESTRUCTURA TERCIARIA DE ARN Es un plegamiento, complicado, sobre al estructura secundaria.

42. 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

43. 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 ).

44. 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.

45. 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.

46. 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.

48. 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.

49. NUCLEOTIDOS

50. COMPONENTES Los nucleótidos están formados por: una base nitrogenada (BN), un azúcar (A) y ácido fosfórico (P); unidos en el siguiente orden: P-A-BN LAS BASES NITROGENADAS Estructura de las Bases Nitrogenadas.

51. EL AZÚCAR (PENTOSA)

52. ACIDO FOSFORICO Unión Fosfodiester en los Ácidos Nucleicos.

53. Figura 1.1.1.G.-Estructura de los Pares de Bases.

54. NUCLEOSIDOS

57. Formas de representación de polinucleótidos 5’- CpApTpTpGpCpGpGpApApTpGpCpCp -3’ 5’-CATTGCGGAATGCC-3’ 3’-GTAACGCCTTACGG-5’

58. 3’ 5’ Polinucleótido en doble hélice 5’ 3’

59. Propiedades de los polinucleótidos, 1 1. Absorción de luz UV a 260 nm Hipocromismo % A260, 120 En el DNA doble hélice se da el fenómeno de hipocromismo: el DNA desnaturalizado por el calor absorbe un 20-30 % más que el DNA nativo 110 100 T (ºC)

60. Propiedades de los polinucleótidos, 2 2. Reacción positiva de los polidesoxirribonucleótidos a la difenilamina y al reactivo de Schiff 3. Reacción positiva de los polirribonucleótidos al orcinol 4. Reacción con agentes intercalantes (acridinas) 5. Hidrólisis completa del RNA con álcali; el DNA es resistente a álcali.

61. Rotura química de polinucleótidos - Tratando un polinucleótido (DNA) con dimetil sulfato (DMS) tiene lugar la metilación de purinas; por calentamiento a pH neutro se rompe el enlace glicosídico y queda un sitio apurínico; el tra- tamiento ulterior con ácido diluído rompe la cadena por el sitio apurínico. - Tratando un polinucleótido (DNA) con hidrazina se rompe el enlace glicosídico de las pirimidinas, quedando un sitio apirimi- dínico; el tratamiento ulterior con piperidina rompe la cadena por el sitio apirimidínico.

63. Calentamiento

65. Rotura enzimática de polinucleótidos Endonucleasas: atacan enlaces fosfodiéster situados en el interior de una cadena polinucleotídica, y suelen ser específicas de cada ácido nucleico: - Ribonucleasas - Desoxirribonucleasas Exonucleasas: atacan enlaces fosfodiéster situados en los extremos (3’ o 5’) de una cadena polinucleotídica, y suelen atacar indistintamente ambos tipos de ácidos nucleicos: - Exonucleasa de bazo (rotura tipo b) - Exonucleasa de veneno de serpiente (rotura tipo a)

66. Rotura tipo a: Da lugar a una mezcla de 5’-nucleótidos

67. Rotura tipo b: Da lugar a una mezcla de 3’-nucleótidos

68. Endonucleasas: DNAasa I: rotura completa, tipo a DNAasa II: rotura completa, tipo b RNAasa pancreática: rompe (b) enlaces Py-X RNAasa T-1: rompe (b) enlaces G-X Endonucleasas de restricción Exonucleasas: Exonucleasa de bazo: libera 3’-nucleótidos Exonucleasa de veneno de serpiente: libera 5’-nucleótidos

69. Endonucleasas de restricción, 1: 1. Reconocen secuencias específicas, por lo general palindrómicas: 5’- ATCGTTGCCTACAATTGAATTCCCAATAACCCTT -3’ 3’- TAGCAACGGATGTTAACTTAAGGGTTATTGGGAA -5’ La secuencia reconocida en este caso es GAATTC

70. Endonucleasas de restricción, 2: 2. Suelen romper el polinucleótido dejando extremos cohesivos: 5’- ATCGTTGCCTACAATTGAATTCCCAATAACCCTT -3’ 3’- TAGCAACGGATGTTAACTTAAGGGTTATTGGGAA -5’ AATTCCCAATAACCCTT -3’ GGGTTATTGGGAA -5’ 5’- ATCGTTGCCTACAATTG 3’- TAGCAACGGATGTTAACTTAA Lo que permite la soldadura de fragmentos de DNA rotos por la misma endonucleasa de restricción

71. Endonucleasas de restricción, 3: 3. Al reconocer secuencias relativamente largas, cortan el DNA por un número muy limitado de sitios, lo que facilita la manipula- ción experimental del mismo. Algunas endonucleasas de restricción: EcoRI GAATTC ClaI ATCGAT HaeIII GGCC RsrII CGGATCCG

72. Supongamos la secuencia reconocida por la endonucleasa de restricción EcoRI, que es 5’-GAATTC-3’ En un DNA que contenga 30% de A, 30 % de T, 20 % de G y 20 % de C, la probabilidad de encontrar esta secuencia al azar sería de 0.2 x 0.3 x 0.3 x 0.3 x 0.3 x 0.2 = 0.000324 O lo que es lo mismo, aproximadamente una cada 3086 nucleótidos

73. MECANISMOS DE REPLICACÓN, TRANSCRIPCION, TRADUCCIÓN

75. LAS BASES NITROGENADAS SE AGREGAN

76. FORMACION DE ARN MENSAJERO

78. TRANSCRIPCIÓN ES EL PROCESO DE COPIADO DE LA INFORMACION CONTENIDA EN EL ADN CROMOSOMAL DURANTE LA SINTESIS DEL ARN MENSAJERO http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2BCH/B4_INFORMACION/T404_TRAS_TRADU/animaciones/Presentacion1.pps

79. TRADUCCIÓN Síntesis de proteínas ES EL PROCESO DE LECTURA EN EL RIBOSOMA DE LA INFORMACION TRANSPORTADA POR EL ARN MENSAJERO DURANTE LA SINTESIS DE PROTEINAS http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2BCH/B4_INFORMACION/T404_TRAS_TRADU/animaciones/Presentacion3.pps

80. MODIFICADORES RECOMBINACION : Es cuando se modifica la molecula de ADN provenientes de otro organismo. TRANSICION: Cuando es cambiada una pirinida por otra purina. TRANSVERSION: Cuando es cambiada una purina por pirimida. CAMBIO DE MARCO: Cuando se agrga o disminuye bases nitrogenadas. Asi es que se presentan las mutaciones.

81. MUCHAS GRACIAS