Biomoléculas

1. Biomoléculas Ácidos nucleicos Prof: Ana Vallejo G.

2. Características generales • Los ácidos nucleicos fueron descubiertos por Freidrich Miescher en 1869. . • Hay 2 tipos de ácidos nucleicos (AN): • el ácido desoxirribonucleico (DNA) • ácido ribonucleico (RNA) • están presentes en todas las células.

3. Estructura química • Los AN son polímeros lineales en los que la unidad repetitiva, llamada nucleótido

4. nucleótidos • Cada nucleótido está constituído por: • (1) una pentosa (la ribosa o la desoxirribosa), • (2) ácido fosfórico y • (3) una base nitrogenada (purina o pirimidina). • La unión de la pentosa con una base constituye un nucleósido . La unión mediante un enlace éster entre el nucleósido y el ácido fosfórico da lugar al nucleótido.

6. Estructura del nucleótido

7. Purinas Pirimidinas

8. Adenina: 6-amino purina Guanina: 2-amino 6-oxo purina

9. Citosina: 2-oxo 4-amino pirimidina Uracilo: 2,4-dioxo pirimidina Timina: 2,4-dioxo 5-metil pirimidina

10. El DNA y el RNA se diferencian porque: • el peso molecular del DNA es generalmente mayor que el del RNA • el azúcar del RNA es ribosa, y el del DNA es desoxirribosa • el RNA contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el DNA presenta timina • la configuración espacial del DNA es la de un doble helicoide, mientras que el RNA es un polinucleótido lineal, que ocasionalmente puede presentar apareamientos intracatenarios

11. Nucleótidos cíclicos 3’,5’ Adenosin monofosfato cíclico, cAMP

12. ATP como donador de energía

13. Configuración de alta energía (anhídrido) Configuración de baja energía (éster)

15. 5’-Adenosina monofosfato, AMP 5’-Adenosina difosfato, ADP 5’-Adenosina trifosfato, ATP Nucleósido polifosfatos

16. Polinucleótidos

17. Extremo 5’ Polinucleótido Enlace fosfodiéster Extremo 3’

19. DNA de Escherichia coli Una sola molécula circular cuya circunferencia mide 1 mm Tiene un peso molecular de aproximadamente 109

20. Composición en bases del DNA en algunas especies A G C T Hombre, H.sapiens 0.29 0.18 0.18 0.31 Bovino, Bos taurus 0.26 0.24 0.23 0.27 Levadura, S.cerevisiae 0.30 0.18 0.15 0.29 Mycobacterium sp. 0.12 0.28 0.26 0.11

21. Reglas de Chargaff 1. La relación purinas/pirimidinas es igual a 1 Es decir, A+G = C+T 2. En todos los DNA estudiados, la proporción molar de A es igual a la de T, y la de G igual a la de C. Es decir, A = T y G = C

22. El DNA-B 1. Estructura helicoidal 2. Periodicidad a 3.4 nm 3. Periodicidad a 0.34 nm 4. R.E.Franklin sugiere que el eje ribosa-fosfato está hacia fuera y las bases hacia dentro. Igualmente sugiere que se trata de una doble hélice, y no triple Con estos datos, y teniendo en cuenta las reglas de Chargaff, Watson y Crick elaboraron su modelo en doble hélice

23. Modelo de Watson - Crick, A 3.4 nm 1. El DNA es una doble hélice plectonémica y dextrógira, con un paso de rosca de 3.4 nm

24. 5’ 3’ Modelo de Watson-Crick, B 3’ 5’ 2. Cada una de las dos hélices es un polinucleótido entrelazado con el otro de manera que su polaridad es opuesta (es decir, corren en sentido antiparalelo)

25. Modelo de Watson-Crick, C 3. El eje ribosa-fosfato se sitúa hacia el exterior de la doble hélice, en contacto con el solvente 4. Mientras que las bases nitrogenadas (anillos planares) se sitúan, apiladas, hacia el interior de la estructura, en un entorno hidrofóbico

26. Modelo de Watson-Crick, D 0.34 nm 5. Las bases están situadas en planos aproximadamente perpendiculares al eje mayor de la doble hélice. La distancia entre planos es de 0.34 nm

27. Modelo de Watson-Crick, E 6. Cada base interacciona con su opuesta a través de enlaces de hidrógeno, y de manera que: (a) Adenina (A) sólo puede interaccionar con timina (T) (y viceversa), a través de dos puentes de hidrógeno, y

28. (b) Guanina (G) sólo puede interaccionar con citosina (C) (y viceversa), a través de tres puentes de hidrógeno

29. Modelo de Watson-Crick, F 7. La base está situada en posición anti- 8. La desoxirribosa en forma furanósica 5’ 1’ 4’ 2’ 3’ 9. El anillo furanósico está en conformación endo-2’

30. Surco estrecho 10. El eje de la doble hélice no pasa por el centro geométrico del par de bases. Esto determina que la hélice presente un surco ancho y un surco estrecho Surco ancho Modelo de Watson-Crick, G

31. Geometría de la doble hélice (DNA-B) 3.4 Paso de rosca 3.4 nm Distancia entre 0.34 nm planos de bases Pares de bases/vuelta 10 Anchura 2.4 nm 0.34 2.4

32. Interacciones débiles que mantienen la estructura del DNA 1. Enlaces de hidrógeno entre bases complementarias 2. Interacciones hidrofóbicas entre planos de bases contiguos (int. de apilamiento, stacking) 3. Interacciones iónicas del fosfato con moléculas electropositivas (histonas, poliaminas, etc.)

34. Desnaturalización del DNA % Incremento Absorbancia a 260 nm La desnaturalización térmica del DNA sigue una curva sigmoide. El punto medio, Tm, está relacionado con el conte- nido en G+C. Así, la muestra B tiene un mayor contenido en G+C que A. T, ºC

35. Superhélices de DNA El DNA se presenta habitualmente en forma de superhélices, cuando la doble hélice, a su vez, se enrolla sobre sí misma. Esto permite el empaquetamiento de la molécula en el interior de la célula o del núcleo celular.

36. DNA circular, relajado DNA circular, con superhélice negativa

37. Se produce superhelicidad negativa cuando desenrollamos unas cuantas vueltas de doble hélice en un DNA circular.

38. Principales características del DNA eucariótico 1. Cromatina en el núcleo celular 2. Nucleosomas e histonas 3. Secuencias repetidas 4. Genes repetidos y seudogenes 5. Discontinuidad en genes

39. 7. Funciones y tipos de RNA, 1 Los distintos tipos de RNA permiten la expresión fenotípica del DNA: - Como mensaje genético que determina la secuencia de amino- ácidos en la síntesis de proteína: RNA mensajero o mRNA - Como molécula que activa a los aminoácidos para poder ser incorporados en una nueva proteína: RNA de transferencia o tRNA - Como elemento estructural básico de las partículas encargadas de llevar a cabo la síntesis proteica, los ribosomas: RNA ribosómico o rRNA

40. 7. Funciones y tipos de RNA, 2 - Participa en el procesado del transcrito primario (HnRNA) para dar lugar al RNA mensajero o mRNA, mediante los snRNA (RNAs nucleares pequeños) - Opera como enzima (ribozimas) en el procesado del HnRNA y en la formación de enlace peptídico en las proteínas. - Es el material genético de algunos virus.

41. 3’ Extremo aceptor 5’ Lazo T-Y-C Lazo DHU Lazo variable tRNA Lazo anticodon