INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

En este curso de biologia molecular se va a estudiar y a explicar con detalle cada una de las caracteristicas fisicas y quimicas de los acidos nucleicos ADN y ARN. Tambien estudiaremos todas y cada una de las estructuras de cada uno de ellos. Se hablara tambien de todas las funciones que nos aportan estas moleculas, como estan constituidas, etc. 

2.1.  ESTRUCTURA QUÍMICA Y FÍSICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN Y ARN.
 

CARACTERISTICAS QUIMICAS DEL ADN

-Presentas azucar desoxirribosa

-Contiene un grupo fosfato

-Contiene una base nitrogenada

-Presenta Adenina, Guanina, Citocina y Timina

CARACTERISTICAS FISICAS DEL ADN

-Presenta doble helice

-Estructura antiparalela

-Presenta surco mayor y surco menos

-Son helicoidales

-Las cadenas se unen por puentes de Hidrógeno de bases nitrogenadas

 

CARACTERISTICAS QUIMICAS DEL ARN

-Presenta un azucar Ribosa

-Contiene un grupo fosfato

-Contiene una base nitrogenada

-Presenta Adenina, Guanina, Citocina y Uracilo

CARACTERISTICAS FISICAS DEL ARN

-Tiene una cadena sencilla

-Presenta diferentes formas

- Lineal:  ARNm

- Globular: ARNm

- Trébol: ARNt

 

ESTRUCTURA QUIMICA DEL ADN

Compuesto sólo de cuatro moléculas básicas, llamadas nucleótidos, idénticas entre si, excepto que cada uno contiene una base nitrogenada diferente. Cada nucleótido contiene:
•    Un grupo fosfato,
•    Un azúcar (desoxirribosa= para el ADN) y (ribosa= para el ARN),
•    Una de las cuatro bases (A,G,C,T= para el ADN) y (A,G,C,U= para el ARN)

En ausencia del grupo fosfato, la base y el azúcar forman un nucleósido, en vez de un nucleótido.
Las cuatro bases del ADN son adenina, guanina, citosina y timina. Los nombres químicos completos son: 5´-monofosfato de desoxiadenosina, 5´-monofosfato de desoxiguanosina, 5´-monofosfato de desoxicitosina, 5´-monofosfato de desoxitimidina. Sin embargo corrientemente se refiere a cada nucleotido por la abreviatura de su base (A, G, C y T respectivamente).
Dos de las bases, adenina y guanina son de estructura similar y se denomina purinas, las otras dos citosina y timina, también son similares y se denominan pirimidinas.
Los ácidos nucleicos están constituidos entonces por la unión de numerosos nucleótidos. Cada nucleótido esta formado por un nucleósido y un fosfato (ácido) . El nucleósido está formado por una pentosa (neutro) y una base nitrogenada (básica).

 

 

FOSFATOS

Proporciona el carácter eminentemente ácido del DNA y del RNA. Los 5 enlaces del ortofosfato están en resonancia, de manera que la distribución espacial es equivalente a una molécula tetraédrica con orbitales moleculares sp3.

PENTOSAS
Es el componente neutro, y sólo hay dos en los ácidos nucleicos: la ribosa (PARA EL ARN) y la 2-desoxirribosa (PARA EL ADN). Su nombre deriva del Rockefeller Institute of Biochemistry donde Lavene las aisló por primera vez. 

 

BASES NITROGENADAS

Se encargan de darle la especificidad y el caracter básico a los ácidos nucleicos. Derivan del anillo de  pirimidina  o del doble anillo de  purina . Cada una sigue una numeración específica. Las que intervienen en los ácidos nucleicos son adenina, guanina, citosina, timina (sólo DNA) y uracilo (sólo RNA).

ESTRUCTURA FISICA

La doble hélice del ADN

La estructura que diseñaron Watson y Crick en 1953 es una doble hélice, cada hélice es una ristra de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiester, en el que un grupo fosfato forma un puente entre grupos –OH de dos residuos de azúcar adyacentes.
Las dos hélices se mantienen juntas mediante puentes de hidrogeno. Los puentes de hidrogeno se dan entre átomos de hidrogeno con una pequeña carga positiva y átomos con pequeña carga negativa.

Los puentes de hidrógenos son enlaces muy débiles (3% de un enlace covalente), pero esta cualidad es importante para las funciones vitales del DNA.

Características del DNA-B	Características del DNA-A (También llamado RNA 11)
* Giro de la hélice: Dextrógiro * Diámetro de la hélice: 2,37 nm * Del diámetro, 1,1 nm corresponde al par de bases . * Vuelta completa: (Paso de rosca, pitch): 3,54 nm * Nucleótidos por vuelta: 10,4 pb (Watson y Crick propusieron 10) * Separación entre las bases (elevación o rise): * * 0,34 nm (3,54 / 10,4 = 0,34), que además coincide con el tamaño de van der Waals para un anillo plano.	- Giro de la hélice: Dextrógiro  - Diámetro de la hélice: 2,55 nm - Del diámetro, 1,1 nm corresponden al par de bases, pero no se sitúan sobre el eje como en el - - DNA-B, dejando un hueco central en el que puede entrar el agua. - Vuelta completa: (Paso de rosca, pitch) 2,53 nm - Nucleótidos por vuelta: 11 pb (de aquí el nombre de DNA-11)

2.2 FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.

El dogma central de la Biologia Molecular

 

Fue Francis Crick quien introdujo el dogma central de la Biología Molecular parar describir el flujo de información biológica y cómo la célula utiliza esa información. 

Implicaciones biológicas de la estructura del DNA

Esta estructura del DNA causó gran excitación entre los genetistas y en todas las áreas de la biología, por 2 razones fundamentales:

1.    la estructura sugería una forma obvia por la que la molécula puede ser duplicada o replicada, ya que cada base determina su complementaria mediante puentes de hidrogeno.
2.    la estructura hace pensar que quizá la secuencia de pares de bases en el DNA es la que determina la secuencia de aminoácidos de la proteína dictada por un gen. En otras palabras, algún tipo de código genético podría escribir información en el DNA con una secuencia de pares de nucleótidos.
3.    por iguales razones la estructura guarda y trasmite la información genetica.

Funciones del RNA

El RNA mensajero, y se encarga de llevar la información de los genes a formar proteinas.
Las moleculas de RNA trasferente (RNAt) funcionan como trasportadores que llevan los aminoácidos hasta el RNAm durante el proceso de traducción (síntesis de proteinas) y Los RNA ribosomicos (RNAr) son componentes de los ribosomas, complejos moleculares que actuan coordinando el ensamblaje de las proteinas.
Los RNA pequeños nucleares (RNAsn) implicados en el corte y empalme de exones. Los RNA citoplasmáticos pequeños (RNAsc) implicados en el trasporte de proteinas dentro de las celulas eucarioticas.

En algunos virus su función es contener y transmitir información.