Nucleótidos y Ácidos Nucléicos: estructura y función del ADN y ARN

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Nucleótidos y Ácidos Nucleicos

Presentación por los estudiantes

Objetivo específico: Analizar y comprender la estructura y función de nucleótidos y Ácidos nucléicos.

Acido Desoxirribonucleico (ADN)

Par de Bases P A C T S S Enlaces de Hidrógeno P G A Adenina P Par de Bases S T Thimina S P C Citosina T A G Guanina P S S P C G P S S P Nucleotido Grupo Fosfato C Base Nitrogenada Cytosine S Nucleótido Azúcar https://www.google.com/searc h?q=nucle%C3%B3tidos+que+e s&rlz=1C1GCEU_esMX888MX88 8&source=lnms&tbm=isch&sa= X&ved=2ahUKEwj0_aiR4PbsAhX MXM0KHeEfB1MQ_AUoAXoECC oQAw&biw=1304&bih=665#img rc=baebAxmW1M06_M f in uag.mx

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Acido Nucleico

Índice

1. LOS NUCLEÓTIDOS.
2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL ADN
3. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL RNA
4. NUCLEÓTIDOS CON OTRAS FUNCIONES

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Parte I

Introducción

Los nucleótidos participar en multitud de funciones celulares:

• Colaboran en funciones de oxidorreducción, transferencia de energía, señales intracelulares y reacciones de biosíntesis.
• Son constituyentes de los ácidos nucleicos: (ADN) y (RNA).
• Ninguna otra biomolécula participa en funciones tan variadas o en tantas funciones esenciales para la vida.

H2N Nucleótido N N 11 O N N HO-P-O- 1 O O OHOH Citosina Guanina Adenina Uracilo ARN Base nitrogenada Esqueleto azúcar-fosfato ADN Citosina Guanina Adenina Timina f in uag.mx

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Funciones ADN y RNA

Almacenamiento y transformación de la información biológica.

• Se encuentran especificadas las secuencias de aminoácidos de todas las proteínas y las secuencias de nucleótidos de todas las moléculas de RNA.
• Se le denomina gen a un segmento de ADN que contiene la confirmación necesaria para la síntesis de un producto biológico funcional.

Segunda Letra U C A G UUU Phe UCU Ser UAU Tyr UGU Cys U UUC Phe UCC Ser UAC Tyr UGC Cys C UUA Leu UCA Ser UAA STOP UGA STOP A UUG Lev UCO Ser VAO STOP UGG Try G CUU Leu CCU Pro CAU His COU Arg U CUC CCC Pro CAC His CGC Arg c C CUA Leu CCA Pro CAA Gin CGA Arg A CUG Leu CCO Pro CAG Gin CGG Arg G AUU Iso ACU The AAU Asn AGU Ser U AUC Iso ACC The AAC Asn AGC Ser C A AUA ACA The AAA Lys AGA Arg A AUG Met ACG The AAG Lys AGG Arg G GUU Val GCU Ala GAU Asp GGU Gly U GUC Val GCC Ala GAC Asp GGC Gly C G GUA Val GCA Ala GAA Giu GGA Gly A GUG Val GCG Ala GAG Giu GGG Gly G Tercera Letra f in uag.mx

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Primera Letra

Nucleótidos

Composición Química y Estructura Nucleótidos

• Están construidos por tres componentes característicos:
  1. Una base nitrogenada
  2. Una pentosa
  3. Y por lo menos un grupo fosfato

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Bases Nitrogenadas

• Son moléculas planas, aromáticas, heterocíclicas que derivan de la purina o de la pirimidina.
• Purinas NH2 N N H N H N Adenine (A) O N N H N NH2 Guanine (G) f in uag.mx

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Bases Nitrogenadas

• Son moléculas planas, aromáticas, heterocíclicas que derivan de la purina o de la pirimidina.
• Pirimidinas NH2 1 C HC 1 HC C=0 Z-I CITOCINA C NH NH O C ZI N ZI TIMINA URACILO f in uag.mx

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Grupo Fosfato

• El grupo fosfato se une en la posición 5' de la pentosa por lo regular, pero, aun así, puede aparecer en otras posiciones.
• La base más la penosa más el fosfato constituyen el nucleótido.

Ejemplo de Nucleótido

PENTOSA NH2 0-P-0 I N 0 5CHz N 0 N N H GRUPO FOSFATO 1 3 BASE NITROGENADA HO OH f in uag.mx

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Análogos de Bases o Nucleósidos como Agentes Terapéuticos

Existen muchos compuestos (naturales o sintéticos) que son análogos estructurales de las bases o de los nucleósidos utilizados en muchas reacciones metabólicas. Estos compuestos son inhibidores relativamente específicos de enzimas implicadas en el metabolismo de los nucleótidos, y se emplean en el tratamiento de diversas patologías. Para el tratamiento del VIH y del herpes, se utilizan el aciclovir y el 3'-axido-3'-desoxitimidina (AZT). O N HN N H2N N H Guanina O OH Aciclovir https://www.google.com/search?q=aciclovir&rlz=1C1GCE U_esMX888MX888&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved= 2ahUKEwiZs7G47fjsAhWDXM0KHWnsADUQ_AUoAXoECC kQAw&biw=1304&bih=665#imgrc=rcSIpVPyWMMvUM f in uag.mx

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H. N N H H2N N N

Análogos de Bases o Nucleósidos como Agentes Terapéuticos

CH3 CH3 N N O N 0 N HO C HO O NH3 Azidothymidine (AZT) OH Thymidine AZT, la historia del primer fármaco contra el SIDA: http://marcojueputa.com/azt-la-historia- del-primer-farmaco-contra-el-vih/ https://www.google.com/search?q=AZT&tbm=isch&ved=2ahUKEwjGg4277fjsAhUDNa0KHTe2CnIQ2- cCegQIABAA&oq=AZT&gs_lcp=CgNpbWcQAzIFCAAQsQMyBQgAELEDMgUIABCxAzICCAAyAggAMgIIADICCAAyAggAMgIIADIFCAAQsQM6BAgAEEM 6BwgAELEDEENQiqxMWI- wTGCT1UxoAHAAeACAAYYBiAHOApIBAzEuMpgBAKABAaoBC2d3cy13aXotaW1nwAEB&sclient=img&ei=Sv2qX8a2A4PqtAW37KqQBw&bih=665&b iw=1304&rlz=1C1GCEU_esMX888MX888#imgrc=tyP77qC2tgxbdM f in uag.mx

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Los Nucleótidos de los Ácidos Nucleicos están Unidos por Enlaces Fosfodiéster

Los nucleótidos pueden unirse unos a otros para formar el ADN o el RNA. La unión se realiza mediante "puentes" de grupos fosfato, en los cuales el grupo -OH en la posición 5' de un nucleótido está unido al grupo -OH del siguiente mediante un enlace fosfodiester. 0 6 -I I OH U H O 0 H -o-x 0 H O 0-4 I H -O I 0- O H.CX fosfodiéster G H T H 0 I A H 0 I I I 0 0 I 0 0 H H 0 0 H 0 0 H 0-P=0 0-P=0 H.C" Extremo 5' 0-P=0 H.C" 5' 1 3" DNA Por convención, la secuencia de residuos nucleotídicos en un ácido nucleico se escribe, de izquierda a derecha, desde el extremo 5' hasta el 3'. Un ácido nucleico de cadena corta se denomina oligonucleótido (generalmente hasta 50 nucleótidos). Los ácidos nucleicos de mayor longitud se denominan polinucleótidos. f in uag.mx

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I OH 0-P=0 Extremo 3' RNA Extremo 5' 0 0-P=0 H.C" I 0-P=0 Enlace O. I CO-I Extremo 3º H.C. OH

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Parte II

Estructura y Función del ADN

El Descubrimiento del Material Genético

Diversos investigadores realizaron una serie de experimentos en los que demostraron que el ADN es la molécula que almacena y transmite la información genética El ADN, o ácido desoxirribonucleico https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=Y6ZQVzy7&id=4E89979E027F037991D57622A5EA53B173BE478D&thid=OIP.Y 6ZQVzy7uTIMvsOMtZVn2wHaDt&mediaurl=https%3a%2f%2fokdiario.com%2fimg%2f2017%2f09%2f13%2fadn- e1505286935932.jpg&exph=600&expw=1200&q=ADN&simid=608021404992341350&ck=F803560FB4DA13D3061E7D0D10C9A05A&selec tedIndex=8&FORM=IRPRST&ajaxhist=0 f in uag.mx

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El Descubrimiento del Material Genético

• La investigación de la bioquímica del ADN comenzó con Friedrich Miescher, un biólogo suizo, que realizó, en 1868, los primeros estudios químicos sistemáticos de los núcleos celulares
• En su estudio, Miescher aisló una sustancia y la denominó nucleína. Después demostró que dicha nucleína consistía en una porción ácida, que hoy se conoce como ADN, y una porción básica en la que se encuentra la proteína.

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El Descubrimiento del Material Genético

• En 1928, el microbiólogo Frederick Griffith, de nacionalidad inglesa, estudió las bases de la patogenidad de la bacteria Diplococcus pneumoniae, que causa la neumonía.
• Este estudio fue muy interesante ya que observó que las células de cepas patogenas, llamadas "S" (Smooth), estaban rodeadas de una cápsula formada por una cubierta delgada de polisacáridos, y que las cepas mutantes, que carecen de cápsula "R" (Roug), no eran patog f in uag.mx

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El Descubrimiento del Material Genético

• Descubrió también que, si la cepa bacteriana R se mezcla con células S muertas por calor, y después se inyectan a ratones, éstos se infectan y mueren, pero ni las cepas S muertas por calor, ni las cepas R vivas fueron capaces de infectar cuando se inyectaron de forma separada.
• Dedujo entonces que las células S muertas por calor tenían algo que transformaba a las células R vivas en células S. Al factor causante de la transformación lo denominó "principio transformante", pero no puedo- identificarlo.

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El Descubrimiento del Material Genético

• En 1944, Oswald Avery, Colin Macleod y Maclyn McCarty encontraron que el principio transformante del que hablaba Griffith residía en el ADN.
• Posteriormente, Martha Chase y Alfred D. Hershey realizaron estudios con un bacteriófago que infecta a la bacteria E. coli en donde demostraron que, cuando el bacteriófago infecta a su célula huésped es el ADN de la partícula vírica y no la proteína de la cápsida del virus quien penetra en la célula huésped y aporta la información genética para la replicación del virus.

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Experimento de Hershey y Chase

DNA viral marcado con "P Proteína viral marcada con "'s (a) Unión Bacteria (b) Inyección (c) Agitación (d) Separación (por centrifugación) Radiactivo a bacteria infectada contiene 37P) No radiactivo No radiactivo Radiactivo (cubiertas virales vacías con "s) f in uag.mx

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Las Moléculas de ADN Tienen Diferente Composición de Bases

• A finales de los años 40's Erwin Chargaff y sus colaboradores encontraron que las cantidades de las cuatro bases de los nucleótidos del ADN variaban según el organismo y que las cantidades relativas de ciertas bases estaban muy relacionadas.
• En base a este descubrimiento surgieron las reglas de Chargaff que se mencionan a continuación:

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Las Moléculas de ADN Tienen Diferente Composición de Bases

• 1 .- La composición de las bases del ADN generalmente varía de una especie a otra.
• 2 .- Las muestras de ADN aisladas de los diferentes tejidos de la misma especie se componen de las mismas bases.
• 3. La composición de bases del ADN de una determinada especie no varía con la edad del organismo, ni con su estado nutricional, ni con las variaciones ambientales.
• 4 .- En todos los ADN de diferentes especies, el número de los residuos de adenina es igual al de los residuos de timina, y el número de residuos de guanina es igual al número de residuos de citosina.

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