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• Rosario Villanueva

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BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

ACIDOS NUCLEICOS

Elaborado por: P. Chuna M.

&

E. Larco L.

ACIDOS NUCLEICOS • • • • •

Son las moléculas que contienen la información que prescribe la secuencia de aminoácidos en las proteínas Todos los organismos vivos contienen ácidos nucleicos: DNA y RNA. Algunos virus sólo contienen DNA, mientras que otros sólo poseen RNA. Por sus estructuras primarias, son polímeros lineales compuestos por monómeros denominados nucleótidos. Un nucleótido esta compuesto de:  Bases nitrogenada:  Un carbohidrato: ribosa ó dexoxiribosa  Grupos fosfatos (1, 2 ó 3).

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ACIDOS NUCLEICOS (Cont.)

El DNA y el RNA se diferencian por el azucar y por la pirimidina que poseen.

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ENLACES FOSFODIESTER

• Cuando los nucleótidos se polimerizan, el grupo -OH del azúcar de un nucleótido forma un enlace éster con el fosfato de otro nucleótido, eliminando una molécula de agua • Una cadena aislada de ácido nucleico es un polímero de fosfatos y pentosas, con bases púricas y pirimídicas como grupos laterales. • La secuencia lineal de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster constituye la estructura primaria.

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NUCLEÓTIDOS NO NUCLEICOS: ADP y ATP

• Son moléculas transportadoras de energía.  Las Rx endergónicas, la energía se obtiene de la hidrólisis de ATP.  Las Rx exergónicas, la energía se emplea en la formación de ATP. • Los nucleótidos de guanina (GTP y GDP) también tienen función similar.

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AMP cíclico (AMPc)

Es un nucleótido de adenina cuyo ácido fosfórico está esterificado con los carbonos 3’ y 5’ de la ribosa. P. Chuna M. & E. Larco L.

NUCLEOTIDOS COENZIMATICOS

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ACIDO DESOXIRRIBONULEICO Modelo de doble hélice (James Watson y Francis Crick –1953) Dos fuentes de información: 1. Estudio de composición de bases (Erwin Chargaff) • El DNA es una doble cadena que consiste de ~50% purinas (A,G) y ~50% pirimidinas (C, T) • La cantidad de A=T y la cantidad de G=C (regla de Chargaff) • % GC varía de organismo a organismo. Ejemplos:

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ACIDO DESOXIRRIBONULEICO 2. Estudio de difracción de rayos X (Rosalind Franklin y Maurice Wilkins). • Conclusión: El DNA es una estructura helicoidal, en donde las bases apiladas están separadas por un espacio regular de 0.34 nm, y la hélice completa un giro cada 3.4 nm.

ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL DNA (Watson & Crick, 1953)

• El enrollamiento del DNA es dextrógiro y plectonémico P. Chuna M. & E. Larco L.

ORGANIZACIÓN DEL DNA EN GENOMAS • La totalidad de la información génica contenida en la cromatina se denomina genoma, cuyo tamaño generalmente se incrementa con la complejidad del organismo. • El tamaño del genoma de eucariotas superiores, varia. Algunos organismos, tales como Trilium, tiene un genoma de 20 veces del genoma de la arveja y 30 veces del genoma humano. • Tamaño del genoma: bp = pares de bases (E. coli, 4,639,221 pb, hombre: 6 x 109 pares de bases); kb = kilobases; Mb = megabases; Gb = gigabases

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NIVELES DE COMPLEJIDAD DEL ADN

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PROPIEDADES DEL DNA •

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El contenido de DNA en las células coincide con la demanda de la ploídia. El espermatozoide y el óvulo poseen 50% (haploidía) de la cantidad de DNA que contienen las células somáticas. El DNA es extraordinariamente estable, sus uniones covalentes resisten la temperatura de ebullición y la exposición a los álcalis fuertes. El DNA tiene una gran capacidad de almacenamiento de información debido a que ésta se guarda en el orden de las bases a través de la cadena, de tal forma que la dirección para construir una característica específica de la célula reside en la secuencia de nucleótidos del DNA. La doble cadena de DNA puede autorreplicarse, se puede desenrollar y separar para que una nueva hebra se copie de la cadena original incorporando las bases apareadas apropiadamente. Por lo tanto, las dos cadenas hijas serán idénticas y tendrán la misma secuencia de bases que la hebra original.

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ACIDO RIBONUCLEICO (RNA) • • • •

Es una simple cadena Tiene ribosa Tiene Uracilo en lugar de Timina No se cumple la regla de Chargaff.

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FUNCIONES Y TIPOS DE RNA Los distintos tipos de RNA permiten la expresión fenotípica del DNA: •

Como mensajero genético que determina la secuencia de aminoácidos en la síntesis de proteína: RNA mensajero o RNAm

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Como molécula que activa a los aminoácidos para poder ser incorporados en una nueva proteína: RNA de transferencia o RNAt

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Como elemento estructural básico de los organelos encargados de la síntesis proteica, los ribosomas: RNA ribosómico o RNAr

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Participa en el procesado del transcrito primario (RNAhn) para dar lugar al RNAm, mediante los RNAsn (RNAs nucleares pequeños)

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Opera como enzima (ribozimas) en el procesado del RNAhn y en la formación de enlace peptídico en las proteínas.

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Es el material genético de algunos virus

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UBICACIÓN Y FUNCIONES DE LAS DIFERENTES CLASES DE MOLECULAS DE RNA

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR El DNA desempeña 2 funciones: la replicación y la expresión.

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El DNA tiene que ser capaz de autorreplicarse de tal manera que la información que se encuentre codificada en su estructura primaria se transmita de forma fidedigna a la descendencia.

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Esta información tiene que ser expresada de forma que resulte útil. La expresión genética implica la transferencia de información mediante los procesos de transcripción y traducción

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Como suele suceder, existen excepciones a la regla anterior, que se presentan sólo en ciertos virus. a. Para algunos virus, el RNA viral se copia en RNA viral (replicación de RNA).

b. Para otros virus, el RNA viral es copiado en DNA viral (síntesis de DNA dependiente de RNA o transcripción inversa. P. Chuna M. & E. Larco L.

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA

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