Durante las últimas semanas en clase hemos trabajado la última de las biomoléculas: los ácidos nucleicos.
Los ácidos nucleicos son sustancias ácidas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Son macromoéculas complejas y con un elevado peso molecular constituidas por subunidades llamadas nucleótidos.
Estos nucleótidos están formados esencialmente por un azúcar de cinco átomos de carbono, un grupo fosfato y una base nitrogenada. El azúcar y la base nitrogenada se unen entre sí mediante un enlace N-glucosídico, formado el nucleósido. Este se une al grupo fosfato mediante un enlace éster, formando el nucleótido
Los azúcares que forman los ácidos nucleicos son la ribosa, que froma el ARN y la 2-desoxiribosa que forma el ADN. Por otra parte las bases nitrogenadas son compuestos cíclicos divididos en dos distintos tipos. Las púricas que son Adenina y Guanina, formadas por tres anillos y encontradas tanto el adn como en el ARN. Y las pirimidínicas que son la Timina, Citosina y Uracilo, formadas por dos anillos y por tanto, más simples que las púricas. La timina es exclusiva del ADN , el uracilo es exclusivo del ARN y la citosina la encontramos en ambas.
La unión entre nucleótidos se produce entre el OH del grupo fosfato unido al carbono 5 de la molécula y el OH del carbono 3 de la molécula siguiente. Se libera una molécula de agua y el enlace recibe el nombre de enlace fosfodiéster.
Así pues, el ADN esta formado por desoxiribonucleótidos y el ARN por ribonucleótidos. Cada uno de ellos presentan una estructura, funciones y propiedades distintas.
El ADN es el encargado de guardar la información genética de los organismos vivos y, por tanto, regula las funciones celulares. Tiene un peso molecular muy elevado. En la mayoría de los casos es bicatenario es decir, está formada por dos cadenas de nucleótidos y en las células eucariotas es lineal. En las células eucariotas la mayor parte del ADN se localiza en el núcleo formando la cromatina y los cromosomas, pero también hay una pequeña cantidad en las mitocondrias (ADN mitocondrial) y cloroplastos (ADN plastidial), este es similar al de las células procariotas. Presenta además distintas estructuras. La estructura primaria corresponde a la secuencia lineal de aminoácidos. La secundaria corresponde a la disposición de estas cadenas en el espacio y la doble hélice antiparalela, plectonímica y con capacidad de desnaturalización. La estructura terciaria a la doble hélice superenrrollada ya que una de las cadenas gira más rápido que la otra. Esta estructura se empaqueta todavía más gracias a las histonas que permiten formar cromosomas a partir de las fibras de cromatina.
El ARN se encarga de la síntesis de proteínas en los ribosomas a partir de la información genética contenida en el ADN. Es monocatenario excepto en algunos virus en los que es bicatenario y en algunas zonas de ciertos ARN como el ARNt. A estas zonas se las denomina horquillas. Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN y tienen un peso molecular más pequeño; pueden localizarse tanto en el núcleo como en el citoplasma. Se diferencian varios tipos de ARN: ARNr, ARNt, ARNm y ARNn .
El ARNm corresponde a la copia complementaria de una de las ebras del ADN, es creado en el núcleo y viaja hasta los ribosomas para formar la proteina. Una vez en el risosoma el ARNm se acopla a él y espera la llegada del ARNt, un ARN de estructura cruciforme con dos extremos. En uno de ellos posee un aminoácido que será codificado y quedará unido al resto de la cadena peptídica en la parte superior del ribosoma y en el otro extremo un anticodón que buscara en la ebra de ARNm su codón complementario para unirse a él y permitir la codificación del aminoácido. El ARNr es el que constituye estructuralmente los ribosomas y corresponde al 80% del total de todos los ARN. El ARNn que se encuentra en el nucleolo y se encarga de la síntesis de los ribosomas. El ARNpn se encarga de la eliminación de los intrones del ARNm y, por último el ARNi que se encarga del autocontrol de la célula.
Actividades pau ácidos nucleicos
1. a)Se trata de una molécula de ARNt. El ARNt está formando por una única ebra de nucleotidos que adopta una estructura cruziforme. Al extremo 3’ de la cadena (-OH) se le une un aminoácido, este será codificado y unido al resto de la cadena peptidica durante la síntesis de proteínas que tiene lugar en los ribosomas, donde el anticodon el ARNt busca su codon complementario en la cadena de ARNt y se une a el permitiéndose la formación del peptido en la parte superior. Al igual que el resto de ARN el transferente está formado por nucleotidos. Los nucleotidos están formados por una pentosa es decir un azúcar de 5 carbonos que en el caso del ARN es la ribosa, unida por medio de un enlace N-glucosidico a una base nitrogenada. En el ARN las bases pueden ser Timina, Uracilo, Citosina y Guanina. Azúcar y base nitrogenada forman el núcleosido, que de une al ácido fosfórico mediante el C5 del azúcar por medio de un enlace ester en el que se pierde una molécula de agua. Así pues los nucleotidos se unen los unos a los otros mendinte enlaces fosfodiester que se producen entre el OH del carbono 3 de la pentosa del primer nucleotido y el ácido fosfórico del siguiente.
b) Para formar esta estructura cruziforme se producen interacciones mediante puentes de hidrógeno entre los distintos nucleotidos de la molécula. Adquiere una estructura similar a la de una doble ebra como ocurre en el ADN pero realmente no lo es. Se forman gracias a las interacciones dos brazos, brazo D y el brazo T que tienen forma de asa.
c) El ARNt está implicado en la síntesis de proteínas que tiene lugar en los ribosomas de la célula. En uno de sus extremos la molécula posee un anticodon formado por tres bases nitrogenadas, en el otro posee un aminoácido que va a ser codificado y formará la cadena peptidica. El ARNt llega al ribosoma y su anticodon busca en la cadena de ARNm, anexionado al ribosoma su codon complementario y de une a el permitiendo la codificación del aminoácido del otro extremo que se une al resto de la cadena, formándose así la proteína.
2. La cadena de ADN está formada por unas subunidades llamadas nucleótidos. Estos nucleótidos estas formados por un azúcar de cinco carbonos llamado desoxiribosa unido mediante un enlace N-glucosidico a una base nitrogenada. Esta unión se produce entre -OH de la pentosa y el H del grupo amino de la base nitrogenada. Estas bases nitrogenadas pueden dividirse en puricas, más complejas formadas por dos anillos donde encontramos la adenina y la guanina y las pirimidinas, más simples y únicamente formadas por un anillo, encontramos la timina y la citosina (y el uracilo pero solo en el caso del ARN). Pentosa y base forman el nucleóisodo. Este se une al molécula de ácido fosfórico mediante enlace Ester que se produce entre el OH del fosfato y el H del azúcar. Así pues los distintos nucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiester que se producen entre el OH del carbono 3 de la pentosa del primer carbono y el grupo fosfato unido al carbono 5 del siguiente. Decimos pues que la molécula de ADN posee información ya que gracias a ellas vamos a poder formar biomoleculas como las proteínas. Estas se sintetizan gracias al ARNm que corresponde la la copia complementaria de la ebra 3’5’ del ADN, originándose una ebra de ARNm 5’3’. Está ebra sale del núcleo donde ha sido formada y viaja hasta los ribosomas, allí se une a ellos. La ebra posee la info necesaria para codificar los aminoácidos y permitir la formación del peptido. En este momento entra en juego el ARNt una cadena con estructura cruciforme que posee en uno de sus extremos el aminoácido que será codificado y el el otro un anticodon formado por tres nucleótidos que buscará en la cadena de ARNm su codon complementario y se unirá a él permitiendo el enlace peptidico entre los aminoácidos de la parte susperior de ribosoma.
3. a) 3
b) 5
c) 2 y 6
d) 4
e) 1
4. A pesar de estar ambas formadas por nucleótidos, ADN y ARN presentan notables diferencias. En cuanto a su estructura el ADN está formado por nucleótidos formados por la desoxiribosa y las bases nitrogenadas de adenina, timina, citosina y guanina mientras que el ARN está formado por nucleótidos formados a su vez por ribosa y las bases nitrogenadas de adenina, uracilo, citosina y guanina. Además el ADN en la mayoría de las células presenta una estructura bicatenaria, es decir, está formada por dos ebras complementarias mientras que el ARN es monocatenario, formado por una única ebra. En cuanto a su función el ADN contiene la información genética de organismo al que pertenece necesaria para realizar las funciones celulares mientras que el ARN ayuda a formar las proteínas en los ribosomas. Por último en cuanto a su localización el ADN se encuentra en el núcleo de las células eucariotas aunque también en mitocondrias y cloroplatos mientras que el ARN se encuentra tanto en él citoplasma como en el núcleo.
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